Sigrity System Explorer Transient Analysis模式进行瞬态仿真分析操作指导-单端信号-串联端接

Sigrity System Explorer Transient Analysis模式进行瞬态仿真分析操作指导-单端信号-串联端接

Sigrity System Explorer Transient Analysis模式可以用于瞬态仿真分析，通过搭建简易拓扑用于前仿真分析通道的时域性能，下面搭建一个简易的单端拓扑并且进行串联端接，以下图为例，准备好发送接收端的IBIS模型, (se_example.ibs，本例发送接收端都使用相同的IBIS模型)，以及传输线的S参数模型(W1_welement_se.sp)

具体操作如下

1. 双击打开System Explorer软件

1. 界面打开如下

1. 点击Transient Analysis，启动瞬态仿真分析模式

1. 选择license文件，点击close

1. 弹出新建Workspace界面，选择Create by template，基于模板创建，name选择one_Signal

Name输入文件名字，location定义文件路径，然后点击ok

1. 模型如下

1. 双击TX1 block，可以查看TX1 block的属性，该IBIS模型就是准备的好的ibis_se.ibs文件

如果需要替换IBIS模型，点击右下角的Load IBIS模型加载IBIS模型，本例不修改

1. 双击RX1 block，可以查看RX1 block的属性，该IBIS模型就是准备的好的ibis_se.ibs文件，和TX的IBIS模型是一样的文件

如果需要替换IBIS模型，点击右下角的Load IBIS模型加载IBIS模型，本例不修改

1. 双击W1 block，查看W1的属性，这是一段5000mil的传输线模型，用S参数模型描述的，和开始准备的W1_welement_se.sp是一致的，sub-circuit name 下拉选择W1_single_ended,为单端模型

如需修改传输线参数，点击下方的TLine Editor

1. 弹出TLine Editor界面

参数说明如下

最上方的图形界面是传输线的模型，本例是一个上下都有参考平面的带状线，右侧的梯形是蚀刻角度，根据W1和W2以及铜厚来确定

中间栏是该传输线的层叠，定义了每层的厚度以及材料类型，Trap Angle是上图梯形角度，本例设置为90度，即W1=W2

如果是双面参考，勾选With Upper Reference Plane

Number of trace是trace的数量，本例是单端信号，所以数量为1

Offset是偏移量，默认为0

Width是线宽，本例定义为width，意思是和width参数中设置的值一样

Space是线间距，本例定义为Space，意思是和Space参数中设置的值一样

根据上面定义的参数，左下角界面就会有阻抗计算结果，Z0是单端阻抗，Diff Z0是差分阻抗

Trace Length定义传输线的长度，本例定义为length，意思是和length参数中设置的值一样

Maximum Frequency定义最大仿真频率为5Ghz

1. 点击Edit Parameter，可以查看和修改width，space，length的数值，本例不修改，点击ok

1. 点击右上角的x关闭TL Editor页面

1. 双击Terminal查看串联端接模型参数，model type选择为SeriesR，即串联电阻，number of signal，信号的数量，Z0阻抗为50ohm(模型中传输线的阻抗)，delay延时为0.1ns，resistance设置为22ohm

1. 双击每个Block之间的连线，连接好对应的网络

1. 点击Set Analysis Options设置分析选项

1. 弹出Analysis Options界面

1. 点击Simulator Selection，simulator选择SPDSIM仿真器，进行时域仿真

1. 点击Simulation Configuration，设置仿真配置，默认Ideal Power，理想电源，Corner选择Typ

1. Time Step：设置时间步进，默认为40ps，Time stop：仿真时长，默认为40ns，本例勾选Auto，即软件自己计算Time Step和Time stop的数值

1. 点击Tx1，设置TX1 Block的IBIS模型

Signal勾选TX

Data Rate：信号的速率，设置为0.5Gbps

# of Bits：位数，设置为8位

Stimulus Pattern：激励码型，

TX_P为1000110101..，两个点代表1000110101后又无限循环1000110101

Stimulus Offset：激励偏移，设置为0，代表从时间为0时刻就开始发送激励

Transmit IO Model：发送端的IO模型，均设置为SSI_TX_Spice,单端模型

Status：状态，默认只有Signal，为信号

1. 点击Rx1，设置RX1 Block的IBIS模型

Signal name栏列出了信号XYZ

Receive IO Model：设置接收端的模型为SSI_RX_Spice

Status：状态，默认只有Signal，为信号

1. 点击Terminate Unconnected Nodes，给未连接的node设置端接

1. 弹出Terminate Impedance Definition页面，signal设置为50ohm，power设置为100Mohm，ground设置为0ohm，点击ok

1. 点击Run AC Analysis，运行交流分析，用于验证通道的互连状态

1. 弹出AC Analysis界面

1. 点击Single-ended Mode，查看单端模式的连接状态

1. 点击Differential Mode，查看差分模式的连接状态，因为是单端，所以是空白的

1. 界面左下角，Maximum Frequency：设置最大仿真频率为1GHZ，# of Frequency point：设置频率采样点为128

设置无误后，点击Analysis

1. 分析结束后，结果如下，这是单端通道在RX1接收端的频域曲线

1. 点击Run Transient Analysis，运行瞬态仿真分析

1. 点击Show Simulation Curves，查看仿真曲线结果

1. 仿真结果如下

1. 点击Show eye diagram only，查看眼图

1. 眼图结果如下

1. 在time domain处下拉选择Frequency Domain，转换成了频域曲线

1. 点击Browse Results，可以打开仿真结果的路径

1. 如下图，勾选相应的结果，点击右下角的Show Result，比如S parameter查看结果

1. S参数结果如下

1. 点击Generate Report，生成仿真报告

1. 弹出Generate Report参数设置界面

1. 各个参数说明如下

Wave location ：波形观测处，选择Die pad

Measurement Range:波形测量范围，设置为0-空白，cycle是周期，意思是从0周期到最后一个周期

AC and DC logic Input Levels：交流和直流的逻辑输入电平

Threshold：阈值，软件自带3个模板，default，Tr01，Tr02，本例选择Default

AC Threshold：交流阈值，DC Threshold：直流阈值

这两个数值是根据阈值模板自动填充的

继续往下

只有一个选项，single-End Signals，单端信号

VIH(ac)min，高电平最小交流阈值为0.925v

VIL(ac)max，低电平最大交流阈值为0.575v

VIH(dc)min，高电平最小交流阈值为0.85v

VIL(dc)max，低电平最大交流阈值为0.65v

VREF(dc)，参考电压值为0.75v

VDDQ,高电平电压为1.5v

这6个值的原始值和上面选择的Threshold阈值模板是相对应的，可以根据需要自己调整，本例不做调整，采用默认值

Measurement Options：测量选项

Waveform Quality：勾选代表会测量波形质量

Eye Quality：勾选代表会测量眼图质量

Timing：时序，勾选会测量时序，本例不涉及

DQ Mask：DQ眼图模板，用于DDR4 DQ眼图测量，本例不涉及

Delay：延时，勾选代表会测量长度延时

Eye Trigger Period：眼图触发周期，本例选择same as UI，代表以波形的周期作为眼图触发周期

Eye Aperture：眼图轮廓，选择Trapezoid梯形，除了梯形选项，还有Tac/Tdc Rectangles选项，指将眼图轮廓分成Tac和Tdc两块显示

Min Tac width(%UI):眼图中Tac的最小宽度占一个UI的比值(仅Eye Aperture勾选了Tac/Tdc Rectangles才会被使能)

HTML Header：报告的标题

Title：报告主标题，默认即可

Sub- Title：报告子标题，默认即可

设置完成后，点击Generate Report，生成仿真报告

1. 点击Show Measurement Results，显示测量报告

1. 测量结果如下

1. 点击window，report1.html，查看仿真报告

1. 报告如下

1. 报告继续往下，可以看到Waveform Quality Report，波形质量报告

点击Rback_margin_H查看高电平回冲裕量和Rback_margin_H查看低电平回冲裕量

1. 自动跳转到2D-time domain曲线窗口，结果如下

1. 报告继续往下，可以看到眼图质量报告

点击TVac_high tdvac_high,自动跳转到2D时域曲线，查看最小高电平穿过VIH(ac)min电压的延时，结果如下

点击TVac_lower tdvac_lower,自动跳转到2D时域曲线，查看最小低电平穿过VIL(ac)max电压的延时，结果如下

点击Min Aperture Width,查看最小眼宽，结果如下，眼宽为1517.154199ps

1. 报告继续往下，可以看到Delay report，延时报告

Buffer Delay是缓冲器延时，MeasDelay是测量延时，Interconnect Delay是互连延时。MeasDelay=Buffer Delay+Interconnect Delay

Min First Switch是最小首次转换的时间，=接收端上升或者下降边波形首次穿过ViL(Vih)DC的电压刻度线的时间-buffer delay(一个周期内)

Min Final Settle是最小最终结算的时间，=接收端上升或者下降边波形最后一次穿过ViL(Vih)AC的电压刻度线的时间-buffer delay(一个周期内)

First Switch和Final Settle定义如下图