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數(shù)據(jù)中心黃金CP,讓數(shù)據(jù)傳輸速度拉滿

新思科技 ? 來源:未知 ? 2023-03-11 06:15 ? 次閱讀

數(shù)據(jù)量在不斷增加,人們對速度的需求也越來越高,芯片如今要處理的工作量也是以前無法想象的。目前,在先進的通信系統(tǒng)中,比如汽車在線升級(OTA)、語音控制的智能電子產品、天氣監(jiān)測或是疫情追蹤等領域,它們的系統(tǒng)組件被要求必須要保持高效且高速的數(shù)據(jù)傳輸,這樣負責存儲和處理大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心才能夠及時對數(shù)據(jù)進行處理并生成可靠見解。 那么確保高質量數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P鍵到底是什么? 信號完整性(SI)和電源完整性(PI)。本文將詳細介紹高速設計的需求、SI和PI的作用,以及確保有效SI和PI解決方案的三個關鍵要求。

SI和PI為何越來越難滿足?

信號完整性是指發(fā)送的信號能夠以正確的樣式呈現(xiàn)在接收器端,而電源完整性則是指驅動器和接收器中有足夠的電流來發(fā)送和接收信號。保持數(shù)據(jù)和電源“干凈”,同時最大限度地減少串擾、噪聲、抖動和符號間干擾(ISI),能有助于保證電路正確運行。 在高性能系統(tǒng)(包括基于多晶粒架構的系統(tǒng))中,封裝、基板、PCB和背板之間的互連都需要進行信號和電源完整性質量評估,否則會有發(fā)生故障的風險。理想情況下,可以通過流片前的分析來檢測出所有問題。但在設計芯片的實際項目中,如果等到點亮階段才發(fā)現(xiàn)SI和PI問題,就為時已晚了。 如今數(shù)據(jù)速率越來越快,協(xié)議也越來越復雜,這使得符合SI和PI的設計要求也變得更為困難。以DDR存儲器為例,每一代產品的數(shù)據(jù)傳輸速率都在不斷提高,隨之出現(xiàn)了更新更復雜的均衡測量方法。DDR5就要求提供測試抖動靈敏度、電壓靈敏度、壓力眼圖測試和環(huán)回輸出時序等參數(shù),以符合相關標準。 要克服這些挑戰(zhàn),就需要更智能、更自動化的芯片設計工具以及信號和電源完整性分析工具。例如,開發(fā)者可以使用信號和電源完整性工具來在早期仿真階段發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設計問題,從而將因SI和PI不足導致芯片缺陷的風險降至最低。

有效SI和PI解決方案的

三個關鍵要求

信號和電源完整性EDA解決方案有助于確保準確而完整地高速傳輸數(shù)據(jù)。在芯片開發(fā)者測試高速接口I/O時,或是PCB開發(fā)者在評估PCB上的通道能否既能保持數(shù)據(jù)完整又能高效傳輸數(shù)據(jù)時,這類解決方案都非常重要。在這兩類情況下,開發(fā)者都必須在確保信號質量的同時,還要在仿真期間解決數(shù)據(jù)速率提高而導致信號衰減引發(fā)的潛在問題。這些潛在問題可能包括:

  • 因靠近相鄰線路而導致的串擾和ISI

  • 因阻抗失配、占空比失真和非線性緩沖器引起的抖動而導致的反射和反饋

  • 電源不理想而導致的電壓的電平反彈,進而在系統(tǒng)中產生的噪聲和抖動

信號和電源完整性解決方案要如何加快實現(xiàn)信號和電源完整性合規(guī)?在評估選項時,需要考慮以下三個要素:
  • 該解決方案應提供一套完整的端到端SI和PI流程,以及具有硅精度的黃金仿真器,用于全面分析。
  • 端到端流程應包括用于查看、探測和處理大量SI和PI仿真數(shù)據(jù)的分析環(huán)境。
  • 此外,該解決方案還應擴展到日益普及的2.5D和3D多晶粒系統(tǒng)。
為應對高速設計中的SI和PI合規(guī)性挑戰(zhàn),新思科技通過PrimeSim電路仿真系列提供了緊密集成的解決方案。新思科技的PrimeSim HSPICE仿真器作為業(yè)界精確電路仿真的黃金標準,可對信號和電源完整性進行協(xié)同評估。它可以準確地進行超低誤碼率測量,這對合規(guī)性至關重要。 該解決方案可以對噪聲和抖動等非理想影響進行建模,計算時序預算中電源引起的抖動,從電源中提取與輸入數(shù)據(jù)無關的周期性噪聲,并加入各種抖動。 新思科技的PrimeSim SPICE電路仿真器提供了一個GPU加速的大容量引擎,用于仿真具有布局后寄生效應的大規(guī)模系統(tǒng),從而在全晶體管層面實現(xiàn)高效的最終驗證。整套PrimeSim解決方案還集成了新思科技的PrimeWave設計環(huán)境,后者可以為仿真設置和分析提供靈活而全面的支持。 雖說確保高速設計中的信號和電源完整性頗具挑戰(zhàn)性,但如果有合適的EDA設計和分析工具,設計并生產符合標準的高性能芯片就不會那么費力了。


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原文標題:數(shù)據(jù)中心黃金CP,讓數(shù)據(jù)傳輸速度拉滿

文章出處:【微信號:Synopsys_CN,微信公眾號:新思科技】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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