В этом примере показано, как создать типовые модели DDR5 передатчика и приемника IBIS-AMI с использованием библиотечных блоков в SerDes Toolbox™ и были проверены Intel ®. Поскольку DDR5 DQ-сигналы являются двунаправленными, этот пример создает модели Tx и Rx для контроллера. Сгенерированные модели соответствуют спецификации IBIS-AMI .
Первая часть этого примера настраивает и исследует архитектуры целевого передатчика и приемника, используя блоки, необходимые для DDR5 в приложении SerDes Designer. Система SerDes затем экспортируется в Simulink ® для дальнейшей индивидуальной настройки и генерации модели IBIS-AMI.
Введите следующую команду в командном окне MATLAB ®, чтобы открыть ddr5_controllerмодель:
>> serdesDesigner('ddr5_controller')
Контроллер имеет DDR5 передатчик (Tx), использующий 4-контактную прямую эквализацию (FFE). Контроллер также имеет приемник DDR5 (Rx), использующий линейный эквалайзер непрерывного времени (CTLE) с 8 предопределенными настройками и эквалайзер обратной связи с 4 контактом (DFE) со встроенным восстановлением тактовых данных.
Для параметра Symbol Time задано значение 208.3 ps, так как целевой уровень работы 4.8 Gbps для DDR5-4800.
Целевое BER установлено в 100e-18.
Для сигнализации задано значение Single-ended.
Выборки по символу и модуляции сохраняются на значениях по умолчанию, которые соответственно 16 и NRZ (без возврата к нулю), соответственно.
Блок Tx FFE настраивается на одно предварительное касание, одно главное касание и два последующих касания путем включения четырех весов касания. Это делается с массивом [0 1 0 0], где основное касание задается самым большим значением в массиве. Области значений касаний будут добавлены позже в примере, когда модель экспортируется в Simulink.
Модель Tx AnalogOut настраивается так, чтобы Напряжение 1.1 V, Время нарастания 100 ps, R (выходное сопротивление) 50 ohms, и C (емкость) 0.65 pF. Фактические аналоговые модели, используемые в конечной модели, будут сгенерированы позже в этом примере.
Импеданс с одним концом установлен в 40 ом.
Целевая частота устанавливается в 2.4 ГГц, который является частотой Nyquist для 4,8 ГГц
Потеря канала установлена на 5 dB в Nyquist, что типично для каналов DDR.
Модель Rx AnalogIn настраивается так, чтобы R (входное сопротивление) было 40 Ом и С (емкость) 0.65pF. Фактические аналоговые модели, используемые в конечной модели, будут сгенерированы позже в этом примере.
Блок CTLE настроен на 8 строения. Для спецификации задано значение DC Gain and AC Gain. Коэффициент усиления постоянного тока установлен в [0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7] дБ. Пиковая частота установлена в 2.4 ГГц. Все другие параметры сохраняются на своих значениях по умолчанию.
Блок DFECDR настраивается для четырех ответвлений DFE, включая четыре значения начальных весов ответвлений, установленные на 0. Минимальное значение отвода установлено в [-0.2 -0.1 -0.1 -0.1] V и Максимальное значение отвода установлено на [0.2 0.1 0.1 0.1] V.
Примечание: DFECDR предлагает опцию для «2X отводов». Проверьте эту опцию, чтобы значения отклика импульса соответствовали соглашению, используемому JEDEC. Снимите флажок, чтобы использовать импульсные значения отклика непосредственно с графика.
Используйте кнопку SerDes Designer Add Plots, чтобы визуализировать результаты настройки DDR5 Controller.
Добавьте график BER из Add Plots и наблюдайте результаты.
Добавьте график Импульсной Характеристики из Add Plots и масштабируйте область импульса, чтобы наблюдать результаты.
Щелкните Сохранить, а затем нажмите кнопку Экспорт, чтобы экспортировать строение в Simulink для дальнейшей индивидуальной настройки и генерации исполняемых файлов модели AMI.
Вторая часть этого примера берет систему SerDes, экспортированную приложением SerDes Designer, и настраивает ее по мере необходимости для DDR5 в Simulink.
Система SerDes, импортированная в Simulink, состоит из блоков Configuration, Stimulus, Tx, Analog Channel и Rx. Все настройки из приложения SerDes Designer перенесены в модель Simulink. Сохраните модель и проверьте каждую настройку блока.
Дважды кликните блок Configuration, чтобы открыть диалоговое окно Параметры Блоков. Значения параметров для Symbol Time, Samples per symbol, Target BER, Modulation и Signaling переносятся из приложения SerDes Designer.
Дважды кликните блок Simulus, чтобы открыть диалоговое окно Параметры Блоков. Можно задать порядок PRBS (псевдослучайная двоичная последовательность) и количество символов для моделирования. Этот блок не переносится из приложения SerDes Designer.
Дважды кликните блок Tx, чтобы заглянуть внутрь подсистемы Tx. Подсистема имеет блок FFE, перенесенный из приложения SerDes Designer. Блок Init также введен, чтобы смоделировать статистический фрагмент модели AMI.
Дважды кликните блок Analog Channel, чтобы открыть диалоговое окно Параметры Блоков. Значения параметров Target frequency, Loss, Impedance и Tx/Rx Analog Model переносятся из приложения SerDes Designer.
Дважды кликните блок Rx, чтобы заглянуть в подсистему Rx. Подсистема имеет блоки CTLE и DFECDR, перенесенные из приложения SerDes Designer. Блок Init также введен для моделирования статистического фрагмента модели AMI.
Запустите модель, чтобы симулировать систему SerDes.
Сгенерированы два графика. Первый - это live временного интервала (GetWave) глазковой диаграммы, который обновляется во время работы модели.
После завершения симуляции второй график содержит представления результатов Statistical (Init) и Временной Интервал (GetWave), наряду с метриками глаз, сообщаемыми для каждого.
Внутри подсистемы Tx дважды кликните блок FFE, чтобы открыть диалоговое окно FFE Параметры Блоков.
Tap Weights переносятся из приложения SerDes Designer.
Внутри подсистемы Rx дважды кликните блок CTLE, чтобы открыть диалоговое окно Параметры блоков CTLE.
Коэффициент усиления постоянного тока, коэффициент усиления переменного тока и частота Peaking переносятся из приложения SerDes Designer.
Режим CTLE установлен в Adapt, что означает алгоритм оптимизации, встроенный в системный объект CTLE, выбирает оптимальное строение CTLE во время исполнения.
Внутри подсистемы Rx дважды кликните блок DFECDR, чтобы открыть диалоговое окно DFECDR Block Parameters.
Начальные веса тапа, минимальное значение тапа DFE и максимальные настройки RMS передаются из приложения SerDes Designer. Адаптивный коэффициент усиления и адаптивный размер шага заданы равными 3e-06 и 1e-06, соответственно, которые являются разумными значениями, основанными на ожиданиях DDR5 Controller.
Разверните параметры IBIS-AMI, чтобы показать список параметров, которые будут включены в модель IBIS-AMI.
Снимите флажки смещение и Reference offset, чтобы удалить эти параметры из файла AMI, фактически жестко кодируя эти параметры до их текущих значений.
Заключительная часть этого примера берет настроенную модель Simulink, изменяет параметры AMI для контроллера DDR5, а затем генерирует исполняемые файлы модели DDR5 Controller, совместимые с IBIS-AMI, IBIS и AMI.
Откройте диалоговое окно Параметров блоков для блока Configuration и нажмите кнопку Open SerDes IBIS-AMI Manager. Во вкладке IBIS в диалоговом окне SerDes IBIS-AMI manager значения аналоговой модели преобразуются в стандартные параметры IBIS, которые могут использоваться любым имитатором отраслевого стандарта.
Откройте вкладку AMI-Tx в диалоговом окне SerDes IBIS-AMI manager. Сначала перечисляются зарезервированные параметры, за которыми следуют специфичные для модели параметры, придерживающиеся формата типового файла AMI.
Подсветите TapWeight -1
Щелкните Изменить... для запуска диалогового окна Add/Edit Parameter.
Убедитесь, что для формата задано значение Range, и установите Typ = 0, Min = -0.2, и Max = 0.2.
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Подсветите TapWeight 0.
Щелкните Изменить... для запуска диалогового окна Add/Edit Parameter.
Убедитесь, что для формата задано значение Range, и установите Typ = 1, Min = 0.6, и Max = 1.
Нажмите кнопку ОК.
Выделите TapWeight 1.
Выберите Edit... для запуска диалогового окна Add/Edit Parameter.
Убедитесь, что для формата задано значение Range, и установите Typ = 0, Min = -0.2, и Max = 0.2.
Нажмите кнопку ОК.
Выделите TapWeight 2.
Выберите Edit... для запуска диалогового окна Add/Edit Parameter.
Убедитесь, что для формата задано значение Range, и установите Typ = 0, Min = -0.1, и Max = 0.1.
Нажмите кнопку ОК.
Чтобы добавить параметры Jitter для модели Tx, нажмите Reserved Parameters... Чтобы открыть диалоговое окно Tx Add/Remove Jitter & Noise, выберите Tx_Dj и Tx_Rj поля и нажмите OK, чтобы добавить эти параметры в раздел Reserved Parameters файла Tx AMI. Следующие значения дрожания могут быть скорректированы, чтобы соответствовать требованиям DDR5 маски для определенного контроллера.
Выберите Tx_Dj, затем щелкните Изменить... для вызова диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Измените тип на UI.
Измените формат на Value.
Установите Текущее значение равным 0.0500
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите Tx_Rj, затем щелкните Изменить... для вызова диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Измените тип на UI.
Измените формат на Value.
Установите Текущее значение равным 0.0025
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Откройте вкладку AMI-Rx в диалоговом окне SerDes IBIS-AMI manager. Сначала перечисляются зарезервированные параметры, за которыми следуют специфичные для модели параметры, придерживающиеся формата типового файла AMI.
Выделите TapWeight 1.
Щелкните Изменить... для запуска диалогового окна Add/Edit Parameter.
Убедитесь, что для формата задано значение Range, и установите Typ = 0, Min = -0.2, и Max = 0.05.
Нажмите кнопку ОК.
Выделите TapWeight 2.
Щелкните Изменить... для запуска диалогового окна Add/Edit Parameter.
Убедитесь, что для формата задано значение Range, и установите Typ = 0, Min = -0.075, и Max = 0.075.
Нажмите кнопку ОК.
Выделите TapWeight 3.
Щелкните Изменить... для запуска диалогового окна Add/Edit Parameter.
Убедитесь, что для формата задано значение Range, и установите Typ = 0, Min = -0.06, и Max = 0.06.
Нажмите кнопку ОК.
Выделите TapWeight 4.
Щелкните Изменить... для запуска диалогового окна Add/Edit Parameter.
Убедитесь, что для формата задано значение Range, и установите Typ = 0, Min = -0.045, и Max = 0.045.
Нажмите кнопку ОК.
Чтобы добавить параметры Jitter для модели Rx, нажмите Reserved Parameters... кнопка, чтобы поднять Rx Добавляет/Удаляет диалог Jitter&Noise, выбирает Rx_Receiver_Sensitivity, Rx_Dj, Rx_Noise, Rx_UniformNoise и коробки Rx_Rj и нажимает OK, чтобы добавить эти параметры к разделу Reserved Parameters файла AMI Rx. Следующие значения дрожания и шума могут быть скорректированы, чтобы соответствовать требованиям маски DDR5 для определенного контроллера.
Выберите Rx_Rj, затем щелкните Изменить... для вызова диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Измените тип на UI.
Измените формат на Value.
Установите Текущее значение равным 0.00375
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите Rx_Dj, затем щелкните Изменить... для вызова диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Измените тип на UI.
Измените формат на Value.
Установите Текущее значение равным 0.0125
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите Rx_Receiver_Sensitivity, затем щелкните Изменить... для вызова диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Измените формат на Value.
Установите Текущее значение равным 0.040
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите Rx_Noise, затем щелкните Изменить... для вызова диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Измените формат на Value.
Установите Текущее значение равным 0.0015
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выберите Rx_UniformNoise, затем щелкните Изменить... для вызова диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
Измените формат на Value.
Установите Текущее значение равным 0.0025
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Откройте вкладку Экспорт в диалоговом окне SerDes IBIS-AMI manager.
Обновите имя модели Tx на ddr5_controller_tx
Обновите имя модели Rx на ddr5_controller_rx
Обратите внимание, что процент угла Tx и Rx установлен на 10. Это масштабирует минимальные/максимальные значения угла аналоговой модели на +/-10%.
Проверьте, что Dual модель выбрана для настроек Tx и Rx AMI. Это создает исполняемые файлы модели, которые поддерживают как статистический (Init) анализ, так и симуляцию во временной области (GetWave).
Установите значение параметра Tx model Bits равным 4, так как в Tx FFE четыре отвода.
Установите биты модели Rx, чтобы игнорировать на 250000(is 10000 enough?-GK) чтобы предоставить достаточное время для того, чтобы тапы Rx DFE обосновались во время симуляций временного интервала.
Проверьте, что и Tx, и Rx настроены на экспорт и что все файлы были выбраны для генерации (IBIS-файлы, AMI- файлов (файлов ) и DLL- файлов (файлов )).
Установите имя файла IBIS равным temp_ddr5_controller.ibs директория так, чтобы файл примера ddr5_controller.ibs не перезаписывается.
Нажмите кнопку Экспорт, чтобы сгенерировать модели в директории Target.
Для использования различных топологий, строений загрузки, скоростей передачи данных и DDR5 требуется переменная прочность выходного привода и вход на обрыв матрицы (ODT). В то время как используется та же алгоритмическая модель AMI, для покрытия всех этих случаев использования требуется несколько аналоговых моделей. Генерация этих аналоговых моделей выходит за рамки этого примера, поэтому завершенный файл IBS со следующими аналоговыми моделями в нем доступен в текущей директории примеров:
POD11_IO_ZO50_ODTOFF: выходной импеданс 50 Ом без входного ODT.
POD11_IN_ODT40_C: Вход с 40 Ом ODT.
POD11_IN_ODT60_C: Вход с 60 Ом ODT.
Чтобы сгенерировать этот полный файл IBIS, были внесены следующие изменения в ddr5_controller.ibs с помощью текстового редактора:
Создан один контакт с signal_name DQ1_controller и model_name dq.
Сменил Model_type драйвера на ввод-вывод и назвал его POD11_IO_Z050_ODTOFF.
Добавили две модели приемника и назвали их POD11_IN_ODT40_C и POD11_IN_ODT60_C, соответственно.
Ко всем вышеупомянутым моделям добавлены кривые VI и разделы Алгоритмической модели.
Добавлен раздел Model Selector, который ссылается на вышеупомянутые модели.
Примечание. Всегда рекомендуется проверить значения для vinl, vinh, c_comp и других переменных в файле .ibs, соответствующие значениям таблицы данных устройства.
Модели IBIS-AMI передатчика и приемника DDR5 теперь полны и готовы к тестированию на любом имитаторе модели AMI отраслевого стандарта.
[1] Спецификация IBIS 7.0, https://ibis.org/ver7.0/ver7_0.pdf.
[2] Статья основы знаний Поддержка: DDR4 Registered - Rawcard B для 3 паз, https://sisoft.na1.teamsupport.com/knowledgeBase/8976521.
AGC | CTLE | DFECDR | FFE | SerDes Designer
