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ibis-ami用于完整的serdes信道性能分析：

 

 

                           

本期介绍cst软件的ibis-ami的statistical流程。该流程是众多ibis-ami模型支持的流程中最基础的一个，发射tx和接收rx的dll都只有ami_init这个函式，然后算出信道的脉冲响应和ami均衡器的眼图改善效果。

 

 

 

我们以cst软件2022版的自带案例为例，介绍ibis-ami 统计流程的操作步骤：

 

先简单介绍这个案例有什么，该案例用4端口的spice模型模拟信道：

 

案例的仿真任务分三部分，第一个“tran1”是transient任务，用来启动ibis和获得模拟信道的特征，该特征就是step response阶梯响应。第二个“ibisami_statistical”是ibis-ami任务，最后一个“eye_diagram_statistical”是后处理眼图工具，因为我们的流程是statistical统计法，所以需要眼图工具。

 

 

 

下面详细介绍流程。

 

step1. 准备ibis ami文档

 

ibis ami 模型由描述电气特性的传统的ibis模型文件（*.ibs）、包含编译后算法的动态链接库文件（*.dll/*.so）以及参数描述文档（*.ami）三个文件共同构成。简单解释就是，ibis-ami比传统ibis多了数字信号处理部分。所以用户一般有6个供应商提供的文档，传输端的.ibs,.ami和.dll, 接收端的.ibs, .ami和.dll, 如果一个.ibs包括两端，那么就是5个文档。

 

我们需要确保这些文档都在一个文件夹下，然后拖拽.ibs文件进电路界面，其他文档将自动拷贝进入cst软件项目。比如，自带案例项目文件夹中可查看其使用的ibisami文档：

 

 

 

step2. 建立serdes电路模型（可包括3d）

比如自带案例的简单信道模型:

 

实际操作也可以用touchstone、分析模型、3d仿真模块来建立比如pcb加封装这样完整的端到端的信道。

 

这里的带箭头的ibis模块是之前拖拽进来的.ibs，我们叫参考模块。另外两个ami模块是指向它的，因为这一个ibis包括了tx和rx内容。这里需要搞清楚模块的名称，比如tx这个ibis-ami模块目前叫“ibis1”，rx那个就是“ibis2”，这些名称在下一步的transient任务中需要。

 

 

 

 

step 3. 计算阶梯响应step response

 

添加transient任务：

 

 

 

设置tmax和采样数量：

 

 

这里的采样需要是线性采样，用的ui是0.1ns，所以每个bit采样是1600/100=16。这个要依据ami供应商提供的说明书。transient任务激励port1一个足够长的pulse作为step信号：

 

 

 

确保我们的ibis发射和接收的阶梯信号结果合理：

 

 

 

 

 

 

step 4. 添加ibis-ami 任务

 

 

 

任务设置中，定义ui=0.1，选择statistical流程，发射和接收要选择对应的ibis模块名称，然后channel选择上一步的transient任务名称tran1。

 

 

 

 

这步先不需要更新ibis-ami任务，等下一步之后再更新计算。该任务会基于上一步transient任务计算出来的信道step response阶梯响应，进一步计算具有ibis-ami处理效果的impulse response脉冲响应和step response阶梯响应。

 

step 5. ami参数查看和设置

 

我们当然可以直接开ami 文档查看和修改参数:

 

也可以在上一步的ibis-ami任务中查看和修改:

 

以下是该自带案例用的ibis-ami参数，不同ami文档内容有差别。

 

tx 的ami参数：

 

可见该ibis-ami的tx只支持init_returns_impulse函式；是个initonly 模型。模型目前使用自适应ffe前馈均衡器。

 

rx的ami参数：

 

 

可见该ibis-ami的rx也是支持init_returns_impulse函式；是个initonly 模型。目前使用自适应ctle连续时间线性均衡器，自适应dfe判决反馈均衡器，具有时钟和数据恢复cdr。

 

这两个界面中，可以对model_specific参数进行修改，但是reserved_parameters是不可修改的。这里的ibis-ami是有详细的说明书的，以后我们再找案例详细介绍内容。

 

step 6. 仿真ibis任务，查看impulse response脉冲响应结果

 

更新仿真任务获得结果：

 

 

接收处的脉冲响应impulse response：

 

阶梯响应step response:

 

这里的阶梯响应和之前的transient任务计算的阶梯响应不要混淆，二者名称一样，但是内容有一差别。之前的step响应是没有ami据衡器的；这里的step响应结果有ami均衡器，用于下一步的眼图计算。

 

其实仔细看能看出来均衡器效果，比如post_tx的上升沿调整与电压下降，都是ffe均衡的效果。

 

这里的三个信号，analog channel，post_tx和post_rx,分别对应impulse response下面，tx:ami_init下面，和rx:ami_init下面的三个位置。再回忆数字信号处理流程：

 

也就是说，post_tx考虑了tx的均衡器，post_rx考虑了rx的均衡器，analog channel没有均衡器。三个都是接收端的结果，不要被“tx”误导。

 

step 7. 眼图工具statistical设置

 

 

 

这里我们添加了两次眼图工具，分别用analog channel和post_rx的step信号来获取眼图。

 

 

 

step 8. statistical眼图结果

 

更新眼图工具后处理，获得结果：

 

 

 

没有ami均衡器的眼图（analog channel）紧闭和根本不漏水的浴盆图：

 

 

 

有ami 均衡器的眼图（post_rx）和浴盆图：

 

 

 

可见ami均衡器的效果能够加大眼宽眼高，加宽浴盆开口。

 

  

 

小结：

1.     ibis-ami比传统ibis多了数字信号分析，需要仿真的流程分statistical统计流程和time domain时域流程（transient）。

2.     根据ami文档中介绍的tx和rx支持的函式来判断该ibis-ami模型可用于什么流程的仿真。本案例介绍的是基础的statistical。

3.     根据ami的用户手册（说明书）定义采样、忽略位数、均衡器参数等等。众多均衡器在本案例中的ami文件参数中使用，这里并没有详解，只是注重于流程。以后有机会再解释ami参数和均衡器细节。

4.     cst软件的ami流程（statistical）简单说就是transient任务加上ibis-ami任务，最后眼图工具后处理。

 

 

 

（内容、图片来源：cst软件仿真专家之路公众号，侵删）

 

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