前言

上文中，我們介紹了DDR芯片的物理層及協議測試，本文我們繼續給大家揭秘如何利用是德科技的ADS仿真軟件輔助進行DDR的電路仿真，驗證和分析。

是德科技ADS簡介

是德科技PathWave Advanced Design System (ADS) 是一款最可信賴的仿真、驗證和分析解決方案，通過特有的電磁及DDR總線仿真器，精確提取完整鏈路的特性，表征從controller到memory的性能結果。幫助工程師減少設計風險，減少迭代次數。

ADS主要特性：

通過DDR Sim和Transient兩種仿真器，獲得眼圖和時域波形等影響。

通過優化過的仿真界面，簡化仿真流程，幫助工程師快速搭建仿真結構。

通過SIPro，快速準確的提取PCB電磁參數。

通過CILD和Via Designer，獲得前仿真模型。快速得到layout約束條件。

準確獲得抖動，串擾，噪聲等因素的影響。

DDR應用設計流程

ADS非常適用于DDR相關應用的設計，通過特有的電磁及DDR總線仿真器，精確提取完整鏈路的特性，表征從controller到memory的性能結果，減少設計風險及迭代次數。

采用ADS的設計流程如下所示：

圖：是德科技DDR相關應用設計流程示意

在上圖中所示的各個流程中，ADS均具備獨特的優勢，如下我們為大家分別介紹：

芯片AMI建模：

ADS Memory Designer中內置了專門用于DDR5的AMI模型的創建模塊。通過向導式的界面，將均衡的算法自動生成AMI模型。

前仿真模型設計

ADS CILD是可以參數化生成傳輸線模型，支持差分，單端，寬邊耦合等的微帶線，帶狀線以及共面波導。

通過分析功能可以快速對設置好的傳輸線進行EM仿真，獲得阻抗，損耗，反射，延時等信息。通過優化功能，預設目標阻抗。通過軟件直接自動對某一參數進行優化，獲得滿足目標阻抗要求的結果。通過掃描功能，對多個參數進行掃描，獲得不同參數影響下的傳輸線特性。通過統計功能，將工藝誤差等因素考慮其中，仿真獲得誤差影響下的傳輸線特性，可用于良率分析以及誤差控制。

而設計的結果可以生成模型用于ADS原理圖仿真，驗證整體通道特性，同時，也可以保留參數變量用于ADS原理圖中參數掃描。

Via Designer可以通過參數化，生成過孔模型，支持單端，差分等各類通孔，盲孔，埋孔，微孔，支持背鉆功能及過孔陣列。通過FEM算法獲得過孔S參數及TDR信息，也可以一鍵調用EMPro并自動生成對應三維模型，用于后續更為復雜的編輯及仿真。

其通過參數化建模，大大節約過孔建模所需時間。而通過FEM仿真，可以得到十分精確的過孔S參數和TDR結果。同時，通過預設配置信息，簡化仿真設置步驟。仿真結果可以生成模型用于ADS原理圖仿真，驗證整體通道特性，同時，也可以將其一鍵導出可編輯的三維結構，用于EMPro進行編輯，仿真等。

DDR通道仿真（前仿及后仿）

ADS Memory Designer是ADS中專門針對DDR仿真定制的組件，可以減小DDR仿真的復雜度，同時保證DDR仿真的效率和精度。

在Memory Designer中，只需要一張原理圖便可以分別進行通道和瞬態仿真，如下圖所示：

圖：Memorydesigner 仿真原理圖

DDR bus低誤碼率的仿真流程如下圖所示：

圖：DDR BUS 低誤碼率仿真流程

此外，Memory Designer 中的DDR BUS 仿真器，使用通道仿真技術，根據信號的上升與下降，提取對應的階躍響應，快速精確的仿真出DDR眼圖及波形。同時可以將抖動，串擾，均衡等因素都考慮其中，而Batch simulation和前仿真模型的使用，可以在layout前期分析各種參數對DDR設計性能的影響。

基于Keysight 成熟的通道仿真算法，Memory Designer可以準確預測在低誤碼率情況下的抖動對信號的影響。并將當DQ 與DQS 存在時間差時，由于trigger傳聲的抖動追蹤現象進行分析，如下圖的案例。

圖：抖動追蹤分析案例

PCB電磁參數提取：

ADS SIPro是一款專用于PCB仿真的EM仿真工具，針對引腳眾多的DDR信號，SIPro中內置了DDR設置向導，可以幫助用戶快速進行DDR仿真設置，如下圖的示例：

圖：PCB S參數提取 - SIPro

只需要選擇控制器及內存模塊，相應的網絡就會由軟件自動篩選提取，勾選需要仿真的網絡名后，對應的仿真設置便會自動生成。整個過程只需要一分鐘左右的時間。

此外，SIPro可以快速準確的提取PCB信號的S參數，可信頻率高達40GHz。對于DDR中常見的共用返回路徑的情況，SIPro通過算法識別過孔區域，使用三維電磁場算法FEM，精確提取由此產生的串擾，保證仿真精度。

原文標題：DDR芯片仿真與驗證

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責任編輯：haq