如何在ADS中进行通道仿真

时间： 2024-06-09 来源：是德科技 Keysight Technologies知乎

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在评估高速通道的性能时，过去经常采用瞬态仿真（Transient simulation）来查看接收端的时域特性（如眼图），当然这也是我们测量的惯用手法，也是我们数据在在接收端的真实状态。但是随着信号速率的不断增加，我们需要考虑的因素越来越多，或者说之前不起眼的因素会对我们的信号质量产生严重的影响，如：抖动、串扰等等。

为了解决这些问题我们就必须采用一些均衡（EQ）措施，或者采用编码等方法。此外，由于处理的数据量增加，瞬态仿真非常的耗时间，这样看来瞬态仿真就显得力不从心了。

为了解决上述问题，KEYSIGHT推出了通道仿真解决方案，这篇文章我们就来学习如何在ADS中进行通道仿真，以及通道仿真所涉及的一些问题。

1、通道仿真和瞬态仿真的区别

二者最根本的区别在于对通道的特性的处理算法上不一样，瞬态仿真采用的是求解偏微分方程（基尔霍夫电压电流方程），而通道仿真这是求解通通道的脉冲响应，然后再加以处理。正是基于这样的算法，使得通道仿真的计算非常的高效，同时也保证了精度。下面我们看一下通道仿真器的一些信息。

2、通道仿真器

通道仿真器在ADS的Simulation-ChannelSim这一目录下，控制器有三种计算方式：bit-by-bit(逐比特位)，statistical（统计）和COM模式，如下图所示：

图1 ChannelSim的三种仿真模式

3、ChannelSim三种仿真模式的差异

bbb模式：要求通道是LTI（线性时不变），TX/RX则没有要求。采用该模式进行仿真时，分析共分2步：

第一步：计算单个bit数据的脉冲响应；

第二步：将所有数据的脉冲响应叠加，最后得到最终的结果。如下图：

图2 bbb模式计算方法

当然还要进行频-时域的转换，最后得到眼图信息。

统计模式：要求通道、TX/RX都是LTI的。采用这种方式进行仿真时也是分为2步；

第一步：计算单个bit数据的脉冲响应；

第二步：采用统计学的方法考虑抖动、干扰、噪声等因素，最后得到最终结果。如下图所示：

图3 统计分析模式

这里要说明的是，所谓的NLTI在通道仿真中一般指的就是有均衡措施的时候，这里面的一些算法不是线性的，因此如果采用了AMI模型，推荐BBB模型。

第三种模式是COM仿真，这是IEEE提出的一种用于评估通道性能裕量的方法，我们在下篇笔记中介绍。消费电子常用的是前两种，而做网络通讯相关的企业会用第三种分析方式。

4、通道仿真实例

MIPI是典型的SERDES架构，我们以C/D-PHY为例来讲解通道仿真

（1）D-PHY仿真

当然在进行仿真的时候必须先讲ChannelSim控制器选进来，这是毋庸置疑的。

图4 D-PHY仿真原理图

此时我们选择是bbb模式，TX采用理想模型，并根据相关协议设置参数，RX是端接电阻。当然我们也可以采用统计模式，下面是仿真结果。

图5 D-PHY两种方式的仿真眼图结果

对于D-PHY仿真的一些细节信息我们在后面还会介绍，这里暂时略过，此处只简要介绍通道仿真。

（2）C-PHY仿真

图6 C-PHY仿真原理图

在C-PHY仿真中，我们可以看到眼图有触发和非触发的区别，这是因为C-PHY有CDR功能，真正的眼图是触发之后的，但是一般测试很难测到触发之后的位置，因此我们会观察出发前的眼图，如果触发前的眼图OK，那么出发后的眼图肯定OK。下面是仿真结果：

图7 C-PHY仿真结果

在这里要说明一点，采用BBB和统计模式得到的结果会有些许差异，这是它们的处理数据的方式不同造成的，如果分析的数据足够多，那么他们的结果将会非常接近，理论上分析的数据是无穷多的时候他们的结果是一致的。

是德科技PathWave ADS 仿真设计软件使设计人员可以自定义ADS配置，更好地满足设计需求。ADS设计软件就选Keysight是德科技！

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Keysight（是德科技）电源产品选型指南（中文）

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型号- B2911B,B2911A,N8926A,U8000,N5742A,N5766A,6632B,6644A,BV0003B,N6977A,N6735B,N6953A,6800C 系列,N5743A,N5767A,N1275A,6621A,6633B,6645A,N6780 系列,EL30000系列,N6976A,N6746B,B1506A,N6952A,N6734B,U8031A,N8948A,N5744A,N5768A,N1274A,E4361A,N3300A,6622A,6634B,66332A,N8924A,66102A,6600 系列,B1505A,N6701C,66000,N8949A,N8925A,N8937A,6624A,N5745A,N5769A,E4360A,6611C,N3301A,N1273A,6623A,B2901BL,N6700C,66101A,U8000 系列,N6736B,N6954A,E36100A 系列,N6700A,E5263A,6625A,6612C,N5746A,N3302A,N1272A,66104A,N1260A,U8032A,66321D,66321B,B2902B,B2902A,6626A,N5747A,N3303A,6613C,PA2203A,66103A,BV0012B,N1271A,N6702C,6060 系列,6060B,N6705C,B2901B,N8928A,6800B 系列,N7900 系列,B2901A,6627A,EL30000,N3304A,6614C,N5748A,6600,E4360,66106A,N6783A-BAT,N8929A,B2900A,B2912B,E5262A,6628A,B2912A,N3305A,N5749A,66311B,PV8922A,66105A,U8001A,E4368A,N3306A,E4356A,N5700,6672A,B1511B,6684A,PV8921A,RP7935A,CX3322A,BV9210B,RP7945A,RP7933A,B2962A,N8900 系列,N3307A,E4367A,RP7900 系列,N6900,B1510A,6673A,PV8932A,B2960,RP7946A,6620 系列,B2961B,B2961A,RP7932A,6674A,AC6906L,AC6918L,PV8931A,U2723A,U8002A,RP7943A,RP7931A,6675A,B1520A,6651A,PA2201A,U2722A,BV9201B,AC6900,N8760A,6652A,B2900A 系列,E36232A,AC6906H,66300,AC6918H,N6700,N8761A,6653A,E4362A,B1514A,6641A,E36231A,BV9211B,B2960系列,EDU36311A,N3300,B1513C,6654A,6642A,E36234A,N7900,CX3324A,667X,U2720,CX3300A,BV9200B,669X,E36200 系列,66000 系列,B1500A,6643A,B1512A,E36233A,6655A,6631B,AC6903L,668X,RP7936A,E36100B,AC6903H,E36100A,RP7962A,AC6804A,PV8900 系列,AC6804B,N8740A,E36103A,E36103B,N6791A,AC6912L,AC6912H,RP7973A,RP7961A,6035A,66309B,E36102B,E36102A,66309D,N8741A,AC6802B,RP7972A,AC6802A,E3600 系列,E36311A,N8762A,B2960 系列,E36105B,N6781A,E36105A,6690A,E3641A,RP7983A,N3300 系列,AC6803A,AC6803B,N8900,E36104B,E36104A,N6792A,E3640A,6691A,AC6800A,N6790,AC6800B,N6783A-MFG,RP7942A,E3600,6038A,N6900 系列,E36313A,6692A,N6783A,N8756A,6680A,N8732A,PV8900,N8950A,RP7941A,AC6801A,AC6801B,N6780,RP7953A,E36312A,N6782A,E36106B,E36106A,AC6900 系列,N8757A,6681A,N8733A,N8951A,RP7952A,N7971A,6682A,N6785A,N6773A,N6761A,N8754A,N8742A,RP7963A,RP7951A,N7970A,N8700,6683A,6671A,N6784A,N8755A,N8731A,N5770A,6629A,N7973A,E3647A,N6775A,N6763A,N8736A,N6751A,N8954A,N8930A,E36300 系列,E36340,6063B,E5260A,N5771A,N1259A,6812B,N7972A,E36100,E3646A,6811C,6811B,E36100 系列,N6786A,N8737A,N6774A,N6762A,N8943A,AC6800A 系列,N8955A,N8931A,E3634A,N5772A,N1258A,6813C,6813B,N7951A,6800C,E3649A,E36100B系列,6812C,6800B,AC6800B 系列,N6753A,N8758A,N6741B,N8734A,N6971A,N8952A,N6777A,N8940A,N6765A,EL30000 系列,E5270B,N5761A,N7950A,N7974A,N8700 系列,E3648A,N8759A,N6764A,N6752A,N6970A,N8735A,N8941A,N6776A,RP7982A,6030A,N5750A,N7953A,N7977A,N5762A,N1268A,N8934A,N6743B,N6731B,N8946A,N6973A,E36100B 系列,E3643A,E3631A,N6755A,14585A,CX3300A 系列,6031A,N7976A,N5763A,N5751A,E36300,N7952A,N1267A,N6972A,N8923A,N6790 系列,N8935A,N6742B,E3630A,E3642A,N6766A,N6754A,N5700 系列,N8738A,6032A,6030 系列,N5752A,N5764A,RP7900,B2910BL,N1266A,N6951A,N8932A,N8944A,N8920A,E3645A,N6745B,E3633A,N6733B,N8739A,6033A,N7954A,N5741A,N5765A,66319B,N1265A,N6950A,N8945A,N6732B,N8957A,N8921A,E3632A,E3620A,N6756A,N6974A,E3644A,N6744B,66319D

选型指南 - KEYSIGHT - 2021年11月16日 PDF 中文下载

飞仕得（Firstack）IGBT驱动器选型指南

描述- 杭州飞仕得科技有限公司(Firstack)成立于2011年，专注于为客户带来高可靠性(High Reliability) 、高功率密度(High Power Density) 、智能化(High Intelligence)的功率单元整体解决方案。公司主要研究技术:IGBT数字驱动器方案、IGBT/SiC串并联技术、IGBT状态监控与寿命预测、结温提取与预测;功率单元的健康管理与实时状态监控，新一代封装技术及高密度模组集成，智能功率单元测试设备。

型号- 6A62-3L-NR,ED-WP-ANPC-FF1800R17IP5,MBN1200H45E2-H,GD400FFX65P3S,TIM1000ECM33-PSA011,FF450R07ME4,VPOWERSIM,2MBI1400VXB-170E-50,ST1500GXH24,TG3000SW45ZC-P200,FF600R12ME4,2MBI600NXE-170-50,4FSC0210,2FSC300C17+,TIM1200ASM45,GD600HFL170C6S,FF450R33TE3,2MBI450VN-170-50,PM0538-N,5SNA1200G3301,FF900R12ME7_B11,CM800HC-66H,ED-WP,FPS008TI062IA001,FF600R17ME4,FZ1500R33HE3,2FSD0115+,TG600HF17M1-S300,5SND0500N330300,CM1500HC-66R,ED-WP系列,SGM400PB7B1TFM,5SNA1200G450350,1MBI1600U4C-170,YMIF1200-45,6FSC08110,ED0215,2MBI800XNE120-50,A0-VS122PA690M7-L759F70,FZ1500R33HL3,2FSD0420-EDC,2MBI800XNE-120-50,FF1000R17IE4,HV10110D,FZ1200R45KL3_B5,TG1000HF17H1-S300,ED0438E,2FSC0210H-DB,FF450R17ME4,FPI-2FSC0210H-DB-A5,SKM1400GB17R8,TG600HF12M1-S3A00,SEMIX603GB12E4P,2FSD0320T+,CM1200HC-66H,HMV10126,TIM1500ESM33-PSA012,F3L150R07W2E3_B11,SKM1000GB17R8,2MBI1400VXB-120P-54,CM450DX-24T1,2FSD0410-62C,CM300DX-34T,FPI-C-CORE-S-DB-A2,FF1800R12IE5,TIM1200ASM45-PSA011,300C17,HV1027P,5SNA1200E330100,F3L300R07PE4,1FSD08110,FF450R12ME4,FF1800R17IP5,FPS005TI062IA002,SKM300MLI066TAT,FZ2400R17HE4,SEMIX603GB12E4IP,5SNA1500E330305,CM1200HG-90R,2FSD0338,FS400R07A1E3,1MBI2400VD-170E,FF900R12ME7,FPI-C-CORE-S-DB-B3,FS-L-500,2MBI800U4G-120,FZ1600R17HP4,PM110TRP,GD300MLT60C2S,2FSC0410-SIC,2FSC1050,2FSC0435+,FF300R17KE4,APM0438-13H,GD1500SGL330A4S,ED64-2-E,FF1400R12IP4,HP1-39J-A,4FSC08110,PM124-ANPC,PM140,CM600DX-34T,ED-WP-FF1000R17IE4,CM1200DW-34T,1FSD215,PM0438IP5-245G,C-CORE,FF1400R17IP4,2MBI1400VXB-170P,TIM500GDM33-PSA011,TG400FF08S2-S3A00,2MBI600VN-170-50,2FSC0210L-DB,SK08110,FF1400R17IP4,SKM300GB17E4,PM124-NPC,GD450HF120C6S_G8

选型指南 - 飞仕得 - 2022/4/7 PDF 中文下载

如何在ADS中进行通道仿真？

在评估高速通道的性能时，过去经常采用瞬态仿真（Transient simulation）来查看接收端的时域特性，但是随着信号速率的不断增加，我们需要考虑的因素越来越多，或者说之前不起眼的因素会对我们的信号质量产生严重的影响。为了解决上述问题，KEYSIGHT推出了通道仿真解决方案，这篇文章就来学习如何在ADS中进行通道仿真，以及通道方针所涉及的一些问题。

设计经验发布时间 : 2024-06-17