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 SDRAM. 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_sdramмодель:
>> serdesDesigner('ddr5_sdram')
SDRAM имеет передатчик DDR5 (Tx), не использующий эквализации. SDRAM также имеет приемник DDR5 (Rx), использующий усилитель переменного усиления (VGA) с 7 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 4.8Gbps 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 16 и NRZ (без возврата к нулю), соответственно.
SDRAM DDR5 не имеет эквализации передачи, поэтому требуется только аналоговая модель.
Модель Tx AnalogOut настраивается так, чтобы Напряжение 1.1 V, Время нарастания 100 ps, R (выходное сопротивление) 48 ohms, и C (емкость) 0.65 pF. Фактические аналоговые модели, используемые в конечной модели, будут сгенерированы позже в этом примере.
Потеря канала установлена на 5 dB, что типично для каналов DDR.
Импеданс с одним концом установлен в 40 ом.
Целевая частота устанавливается в 2.4 ГГц, который является частотой Nyquist для 4,8 ГГц
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 VGA настраивается с коэффициентом усиления 1, и Режим устанавливается на on. Конкретные пресеты VGA будут добавлены позже в этом примере после экспорта модели в Simulink.
Блок DFECDR настраивается для четырех ответвлений DFE, включая четыре значения начальных весов ответвлений, установленные на 0. Минимальное значение отвода установлено в [-0.2 -0.075 -0.06 -0.045] V, и Максимальное значение отвода установлено на [0.05 0.075 0.06 0.045] 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 DDR5 настройки SDRAM.
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. Поскольку для передатчика нет алгоритмической модели, подсистема Tx является просто проходом от портов WaveIn к WaveOut.
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 VGA 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 сообщенными метриками глаз для каждого.
Внутри подсистемы Rx дважды кликните блок VGA, чтобы открыть диалоговое окно «Параметры блоков VGA».
Настройки Mode и Gain переносятся из приложения SerDes Designer.
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 DDR5 ожиданиях SDRAM.
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 DDR5 SDRAM, а затем генерирует исполняемые файлы модели IBIS-AMI DDR5 SDRAM, 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. Заметьте, что нет специфичных для модели параметров, поскольку DDR5 SDRAM Tx не имеет никакой эквализации.
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 позволяют вам тонко настроить значения дрожания, чтобы соответствовать требованиям DDR5 маски дрожания.
Примечание.Все значения JEDEC DDR5 SDRAM доступны для DDR5-4800.
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 0.1000
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 0.0050
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.
Подсветите коэффициент усиления.
Щелкните Изменить... для запуска диалогового окна Add/Edit AMI Parameter.
В поле Описание введите Rx Amplifier Gain.
Убедитесь, что для формата» задано значение «Список», и установите для параметра «По умолчанию» значение 1.
В поле Значения списка введите [0.5 0.631 0.794 1 1.259 1.585 2]
В поле List_Tip значений введите ["-6 dB" "-4 dB" "-2 dB" "0 dB" "2 dB" "4 dB" "6 dB"]
Нажмите кнопку ОК, чтобы сохранить изменения.
Выделите TapWeight 1.
Щелкните Изменить... для запуска диалогового окна Add/Edit AMI 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 AMI 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 AMI 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 AMI 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... Чтобы открыть диалоговое окно Rx Add/Remove Jitter & Noise, выберите Rx_Receiver_Sensitivity, Rx_Dj и Rx_Rj поля и нажмите OK, чтобы добавить эти параметры в раздел Reserved Parameters файла Rx AMI. Следующие значения позволяют вам тонко настроить значения дрожания, чтобы соответствовать требованиям DDR5 маски дрожания.
Примечание.Все значения JEDEC DDR5 SDRAM доступны для DDR5-4800.
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 0.01750
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.
Откройте вкладку Экспорт в диалоговом окне SerDes IBIS-AMI manager.
Обновите имя модели Tx на ddr5_sdram_tx.
Обновите имя модели Rx на ddr5_sdram_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 биты модели Rx, чтобы игнорировать значение равным 250000 чтобы предоставить достаточное время для того, чтобы тапы Rx DFE обосновались во время симуляций временного интервала.
Установите Модели, чтобы экспортировать в Tx и Rx и убедитесь, что все файлы были выбраны для генерации (IBIS-файлы, AMI- файлов (файлов ) и DLL- файлов (файлов )). Обратите внимание, что хотя Tx не реализует никакой эквализации, мы все еще генерируем сквозную модель, которая позволит добавить дрожание Tx к симуляции при желании.
Установите имя файла IBIS равным temp_ddr5_sdram.ibs
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_ZO34_ODTOFF: выходное сопротивление 34 Ом без входного ODT.
POD11_IO_ZO48_ODTOFF: 48 Ом выходной импеданс без входного ODT.
POD11_IN_ODT34_C: Вход с 34 Ом ODT.
POD11_IN_ODT40_C: Вход с 40 Ом ODT.
POD11_IN_ODT48_C: Вход с 48 Ом ODT.
POD11_IN_ODT60_C: Вход с 60 Ом ODT.
POD11_IN_ODT80_C: Вход с 80 Ом ODT.
POD11_IN_ODT120_C: Вход с ODT 120 Ом.
POD11_IN_ODT240_C: Вход с 240 Ом ODT.
Чтобы сгенерировать этот полный файл IBIS, были внесены следующие изменения в temp_ddr5_sdram.ibs использование текстового редактора:
Создан один контакт с signal_name DQ1_sdram и model_name dq.
Добавлены два драйвера с Model_type ввода-вывода и названы POD11_IO_Z034_ODTOFF и POD11_IO_Z048_ODTOFF соответственно.
Добавили семь моделей приемников и назвали их:
а) POD11_IN_ODT34_C
б) POD11_IN_ODT40_C
в) POD11_IN_ODT48_C
d) POD11_IN_ODT60_C
e) POD11_IN_ODT80_C
f) POD11_IN_ODT120_C
g) POD11_IN_ODT240_C
Ко всем вышеупомянутым моделям добавлены кривые VI и разделы Алгоритмической модели.
Добавлен раздел Model Selector, который ссылается на все вышеупомянутые модели.
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.
DFECDR | SerDes Designer | VGA
