一种加密混合模型的信号完整性仿真方法与流程

本发明属于高速信号质量评估技术领域，具体涉及一种加密混合模型的信号完整性仿真方法。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，在众多决定数字系统性能的因素里，高速互联现象正起着主导作用。以前的高速系统设计经常使用“布线-仿真-再布线”的方法，该方法需要工程师先布线，再进行仿真操作；若布线完成后发现有错误，则需要查找问题更改设计，再次重复前述“布线-仿真-再布线”的过程。

该设计方法需要花费大量时间才能满足设计要求，因此工程师必须利用合适的方法和分析仿真工具提前评估设计可行性及风险点，并依据仿真结果优化设计，提高系统设计成功率，缩短研发周期。

而设计前期的仿真过程中常出现，厂家对芯片模型进行加密的现象，而模型类型的不一致和加密现象等因素都会增加仿真难度，降低仿真精度，甚至使仿真不能正常进行，这将导致无法有效评估链路特性，增大了设计风险。

现有的技术方案中，常利用一个通用的模型去近似替代链路中的加密模型，近似评估链路特性。这种近似虽然可以实现链路的仿真，但却不能保证仿真准确度，尤其是当链路裕量本身就很小的情况下，这种仿真方法就会毫无意义。

因此，提供一种加密混合模型的信号完整性仿真方法，是十分必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对带有中继芯片的高速电路设计前期的信号完整性仿真中，使用的芯片模型加密且与其它模型类型不一致导致仿真结果失真或者无法完成链路仿真的问题，提供一种加密混合模型的信号完整性仿真方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种加密混合模型的信号完整性仿真方法，包括：

利用瞬态仿真提取spice模型的阶跃响应；

产生外部随机码信号；

将提取的阶跃响应数据导入作为ads通道仿真的输入源；

ads通道仿真器根据算法和外部随机码信号计算出rx端的眼图，完成眼图测量。

进一步的，瞬态仿真前需进行验证链路，所述验证链路为tx端通过走线模型连接rx端；其中tx端芯片为加密spice模型，tx端芯片产生的阶跃响应完全包含tx端芯片特性；rx端芯片为ibisami模型；tx端spice模型为rc电路。

进一步的，当tx端spice模型为未加密模型，则仿真方法的步骤包括：

1）基于ads的spicewizard功能将spice模型导入，由于tx端spice模型未加密，可直接被ads调用；预留出模型的输入接口，方便在模型外部输入阶跃信号；

2）建立链路模型；

3）瞬态阶跃响应仿真，将导入的spice模型和走线模型连接并在链路末端用50ohm电阻端接；在spice模型的预留端口加入理想阶跃信号，设定仿真时间使阶跃响应输出能够达到稳态，并设定仿真时间间隔保证计算精度。在端接处提取出阶跃响应数据，此时的阶跃响应数据已经包含了tx芯片和链路的特性；

4）通道仿真，将步骤3）中得到的阶跃响应数据导入通道仿真中作为rx端的信号源，并外加随机码信号，并进行相关参数设置；

5）仿真结果验证，将步骤4）得到的通道仿真结果与瞬态仿真结果相对比，查看结果一致性。

进一步的，当tx端spice模型为加密模型，则仿真方法的步骤包括：

1）基于hspice的瞬态仿真，将加密spice模型和链路搭建进行瞬态阶跃响应仿真，得到后缀为.lis的阶跃响应输出文件；编辑该文件的格式使之变成能被ads调用的后缀为.tim文件；

2）进行有源仿真，将阶跃响应数据（.tim）导入ads进行有源仿真，在ads中调用阶跃响应数据，结合外部随机码信号源完成有源仿真；

3）仿真结果验证，将瞬态仿真结果与步骤2）得到的有源仿真结果进行对比，查看结果一致性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本文提出的针对带有ibisami模型等加密混合模型的信号完整性仿真方法，能有效解决厂商提供加密模型或模型类型不一致导致不能准确进行信号完整性仿真或者无法进行仿真的问题。本申请所要保护的方案能够依据不同类型的加密模型进行链路质量分析，进而可根据仿真结果评估系统设计风险并做出相应改进，减少不必要的时间和费用成本，大大提高系统设计成功率。

此外，本发明方法原理可靠，步骤简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1是实施例3中仿真链路示意图。

图2是实施例3中仿真验证链路示意图。

图3是实施例3中的瞬态仿真结果眼图分析图。

图4是实施例3中的混合模型仿真方法眼图分析图。

图5是实施例4中的基于hspice阶跃响应的通道仿真结果眼图分析图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

实施例1

本实施例提供的一种加密混合模型的信号完整性仿真方法，包括：

利用瞬态仿真提取spice模型的阶跃响应；

产生外部随机码信号；

将提取的阶跃响应数据导入作为ads通道仿真的输入源；

ads通道仿真器根据算法和外部随机码信号计算出rx端的眼图，完成眼图测量。

在本实施例中，瞬态仿真前需进行验证链路，所述验证链路为tx端通过走线模型连接rx端；其中tx端芯片为加密spice模型，tx端芯片产生的阶跃响应完全包含tx端芯片特性；rx端芯片为ibisami模型；tx端spice模型为rc电路。

在本实施例中，tx端spice模型为未加密模型。

因此仿真方法的步骤包括：

1）基于ads的spicewizard功能将spice模型导入，由于tx端spice模型未加密，可直接被ads调用；预留出模型的输入接口，方便在模型外部输入阶跃信号；

2）建立链路模型；

3）瞬态阶跃响应仿真，将导入的spice模型和走线模型连接并在链路末端用50ohm电阻端接；在spice模型的预留端口加入理想阶跃信号，设定仿真时间使阶跃响应输出能够达到稳态，并设定仿真时间间隔保证计算精度。在端接处提取出阶跃响应数据，此时的阶跃响应数据已经包含了tx芯片和链路的特性；

4）通道仿真，将步骤3）中得到的阶跃响应数据导入通道仿真中作为rx端的信号源，并外加随机码信号，并进行相关参数设置；

5）仿真结果验证，将步骤4）得到的通道仿真结果与瞬态仿真结果相对比，查看结果一致性。

实施例2

本实施例提供的一种加密混合模型的信号完整性仿真方法，在本实施例中tx端spice模型为加密模型，则仿真方法的步骤包括：

1）基于hspice的瞬态仿真，将加密spice模型和链路搭建进行瞬态阶跃响应仿真，得到后缀为.lis的阶跃响应输出文件；编辑该文件的格式使之变成能被ads调用的后缀为.tim文件；

2）进行有源仿真，将阶跃响应数据（.tim）导入ads进行有源仿真，在ads中调用阶跃响应数据，结合外部随机码信号源完成有源仿真；预留出模型的输入接口，方便在模型外部输入阶跃信号；导入通道仿真中作为rx端的信号源，并外加随机码信号，并进行相关参数设置；

3）仿真结果验证，将瞬态仿真结果与步骤2）得到的有源仿真结果进行对比，查看结果一致性。

实施例3

本实施例中的仿真链路如图1所示，其中tx端芯片为加密spice模型，中继系统芯片和rx端芯片为ibisami模型，链路中的pre_channel和post_channel都是5inch长的pcb走线模型；tx端为broadcom公司的pex9797芯片，re-driver为ti公司的ds80pci800芯片，rx端为intel提供的cpu模型。

由于spice模型和ibisami模型不能同时存在于仿真链路中，先对图2所示的验证链路进行仿真验证，其中tx和rx端芯片分别为spice模型和ibisami模型，tx端spice模型为rc电路，链路只包含5inch长度的pcb走线。

在本实施例中，tx端spice模型假定为未加密模型，则仿真步骤如下：

1）spice模型导入。基于ads的spicewizard功能将spice模型导入，由于本实施例中tx端spice模型未加密，可以被ads直接调用，若为加密的spice模型则无法完成此步骤，并预留出模型的输入接口，方便在模型外部输入阶跃信号；

2）建立链路模型。在本实施例中只需要建立5inch长的走线模型，由于实际项目中走线模型的提取方法不一，在本发明的其他实施例中可将走线模型转变成s参数供ads调用，本实施例中pre_chanel和post_channel都为5inch长的走线模型；

3）瞬态阶跃响应仿真。将导入的spice模型和5inch走线模型连接并在链路末端用50ohm电阻端接。在spice模型的预留端口加入理想阶跃信号，信号的幅值由芯片特性决定。设定仿真时间使阶跃响应输出能够达到稳态，并设定仿真时间间隔保证计算精度。在端接处提取出阶跃响应数据，此时的阶跃响应数据已经包含了tx芯片和链路的特性；

4）通道仿真。将上述阶跃响应数据导入通道仿真中作为rx芯片的信号源，并外加随机码信号。阶跃响应数据包含了tx端芯片和链路的特性，随机码信号是为了产生眼图。设置相关参数如仿真频率、码源类型、均衡等进行通道仿真，参数设置由实际情况决定。本实施例为pciegen3信号，所以设为频率为8g；

5）仿真结果验证。将上述仿真结果和瞬态仿真结果对比，验证该方法的可行性和准确性。

基于瞬态仿真方法的仿真结果如图3所示，图中列出了测试点处的眼图以及眼高眼宽参数；

基于上述混合模型仿真方法的结果如图4所示，其中眼图探测点在接收芯片前端。

对比上述仿真结果，可以看出基于阶跃响应的仿真结果和瞬态仿真结果几乎完全一致，证明了利用芯片的阶跃响应进行通道仿真的有效性。

实施例4

在本实施例中，tx端spice模型假定为加密模型，则仿真步骤如下

1）基于hspice的瞬态仿真。将加密spice模型和链路（5inch走线）搭建进行瞬态阶跃响应仿真，得到后缀为.lis的阶跃响应输出文件；编辑该文件的格式使之变成能被ads调用的后缀为.tim文件；

2）将阶跃响应数据（.tim）导入ads进行有源仿真，在ads中调用阶跃响应数据，结合外部随机码信号源完成有源仿真。

基于上述仿真方法得到的仿真结果如图5所示，其中眼图探测点在接收芯片前端。对比图3、4可以看出，基于本设计提出的仿真方法得到的仿真结果与理想情况下得到的结果非常接近，误差控制在0.5%左右，证明了本仿真方法的有效性。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。