一种并行高速链路系统的快速时域仿真方法

摘要

本发明公开了一种并行高速链路系统的快速时域仿真方法，本发解决现有技术对于脉冲边沿不对称及器件非线性系统驱动器无法得到最坏码型和最坏眼图，对信号抖动参数的计算描述不明确，眼宽的计算精度不高的问题。本发明实现步骤是：(1)选用并行高速链路系统；(2)建立SPICE模型；(3)获得边沿响应信号(4)计算仿真阶数；(5)获得上升边和下降边向量(6)获得最坏码型序列向量；(7)获得预估的最坏眼图；(8)用步骤(2)建立的SPICE模型仿真最坏眼图；(9)获得预估精度的绝对误差。本发明能够得到精确的眼宽和抖动数据。

主权项

一种并行高速链路系统的快速时域仿真方法，具体步骤如下：(1)选用并行高速链路系统；(2)建立SPICE模型：将并行高速链路系统中的线宽、线间距、介质厚度、介电常数、损耗因子和传输线厚度参数值，赋给通用模拟电路仿真器SPICE模型中对应的参数，完成并行高速链路系统的通用模拟电路仿真器SPICE模型的建立；(3)获得边沿响应信号：(3a)将基准的上升边信号00000001111加载到通用模拟电路仿真器SPICE模型中进行仿真，得到基准上升边响应信号；(3b)将基准的下降边信号11111110000加载到通用模拟电路仿真器SPICE模型中进行仿真，得到基准下降边响应信号；(3c)将有前导位0101010的上升边信号01010101111和零信号01010100000加载到通用模拟电路仿真器SPICE模型中进行仿真，将这两个信号的仿真结果相减，得到受前导位影响上升边响应信号；(3d)将有前导位0101010的零信号01010100000加载到通用模拟电路仿真器SPICE模型中进行仿真，得到受前导位影响下降边响应信号；(4)计算仿真阶数：按照下式，计算仿真并行高速链路系统中最坏眼图的阶数；$N=\frac{T}{t}$其中：N表示仿真并行高速链路系统中最坏眼图的阶数，T表示基准上升边响应信号和受前导位影响上升边响应信号相减的差值大于0.1％的持续时间，t表示基准上升边响应信号的上升边的上升时间；(5)获得上升边和下降边向量：(5a)将受前导位影响上升边响应信号值与逻辑0响应信号值之差超过0.001的第一个点，设定为受前导位影响上升边响应信号的采样起点；(5b)将有前导位0101010的上升边信号01010101111，加载到通用模拟电路仿真器SPICE模型中，对模型中任意一根进攻线进行仿真，获得仅有码间串扰的受前导位影响上升边响应信号；(5c)对仅有码间串扰的受前导位影响上升边响应信号，从采样起点处以上升边信号01010101111的一个位宽为间隔进行采样，采样15次，每次采样50个点，获得15组仅有码间串扰的受前导位影响上升边响应信号向量；(5d)将对进攻线进行仿真时受害线上感应出的串扰噪声，与仅有码间串扰的受前导位影响上升边响应信号相加,获得有串扰噪声时的受前导位影响上升边响应信号；(5e)对有串扰噪声时的受前导位影响上升边响应信号，从采样起点处以上升边信号01010101111的一个位宽为间隔进行采样，采样15次，每次采样50个点，获得15组有串扰噪声时的受前导位影响上升边响应信号向量；(5f)将受前导位影响下降边响应信号值，与逻辑1响应信号值之差超过0.001的第一个点，设定为受前导位影响下降边响应信号的采样起点；(5g)将有前导位0101010的下降边信号01010100000，加载到通用模拟电路仿真器SPICE模型中，对模型中任意一根进攻线进行仿真，获得仅有码间串扰的受前导位影响下降边响应信号；(5h)对仅有码间串扰的受前导位影响下降边响应信号，从采样起点处以下降边信号01010100000的一个位宽为间隔开始采样，采样15次，每次采样50个点，获得15组仅有码间串扰的受前导位影响下降边响应信号向量；(5i)将对进攻线进行仿真时受害线上感应出的串扰噪声，与仅有码间串扰的受前导位影响下降边响应信号相加,获得有串扰噪声时的受前导位影响下降边响应信号；(5j)对有串扰噪声时的受前导位影响下降边响应信号，从采样起点处以下降边信号01010100000的一个位宽为间隔开始采样，采样15次，每次采样50个点，获得15组有串扰噪声时的受前导位影响下降边响应信号向量；(6)获得最坏码型序列向量：采用格子法，对有串扰噪声时的受前导位影响上升边和下降边响应信号向量进行计算，得到最坏累计电压和引起最坏眼图的最坏码型序列向量；所述格子法的具体步骤如下：第一步，将仅有码间串扰的受前导位影响上升边响应信号向量的第一组值与1相减，得到使用格子法计算所需的上升边向量；第二步，将仅有码间串扰的受前导位影响下降边响应信号向量的第一组值与1相减，得到使用格子法计算所需的下降边向量；第三步，用A_1,i，i＝1,2,......,51表示码间串扰对高电平的累积影响电压，其中，i表示码间串扰对高电平的累积影响电压的向量组数；用B_1,i，i＝1,2,......,51表示码间串扰对低电平的累积影响电压，其中，i表示码间串扰对低电平的累积影响电压的向量组数；设高电平累积影响电压A_1,1＝0，低电平累积影响电压B_1,1＝0；用M_H(1,i)，i＝1,2,......,51表示引起高电平累积电压的向量，用M_L(1,i)，i＝1,2,......,51表示引起低电平L累积电压的向量；第四步，用R(A_1,i,A_1,i+1)＝0表示上升边向量中从第i个高电平的累积影响电压A_1,i转变到第i+1个高电平的累积影响电压A_1,i+1的累加值为0；用F(B_1,i,B_1,i+1)＝0表示下降边向量中从第i个低电平的累积影响电压B_1,i转变到第i+1个低电平的累积影响电压B_1,i+1的累加值为0；用F(A_1,i,B_1,i+1)＝F(1,i)表示下降边向量中从第i个高电平的累积影响电压A_i转变到第i+1个低电平的累积影响电压B_i+1的累加值为F(1,i)；用R(B_1,i,A_1,i+1)＝R(1,i)表示上升边向量中从第i个低电平的累积影响电压B_i转变到第i+1个高电平的累积影响电压A_i+1的累加值为R(1,i)；第五步，从有串扰噪声时的受前导位影响上升边和下降边响应信号向量第0个到第50个值中依次的查找信号向量的负值，记录负值的位置i；当高电平累积电压向量M_H(1,i+1)的第i+1个值为1时，第i个高电平累积电压A_1,i转变到第i+1个高电平累积电压A_1,i+1的累加值为R(A_i,A_i+1)；当高电平累积电压的向量M_H(1，i+1)的第i+1个值为0时，第i个高电平累积电压A_1,i转变到第i+1个高电平累积电压A_1,i+1的累加值为F(A_i,B_i+1)；当查找出信号向量的所有负值时，得到由第一组有串扰噪声时的受前导位影响上升边响应信号向量引起的总的高电平累积电压A_1，51；第六步，重复第五步，直到得出所有有串扰噪声时的受前导位影响上升边响应信号向量引起的总的高电平累积电压；第七步，比较得出的所有总的高电平累积电压，得出最坏的累积电压；第八步，从仅有码间串扰的受前导位影响上升边响应信号向量的第0个到第50个值中依次的查找信号向量的正值，记录正值的位置i；当低电平累积电压向量M_L(1,i+1)的第i+1个值为0时，第i个低电平累积电压B_1,i转变到第i+1个低电平累积电压B_1,i+1的累加值为F(B_i,B_i+1)；当低电平累积电压的向量M_L(1,i+1)的第i+1个值为1时，第i个低电平累积电压B_1,i转变到第i+1个低电平累积电压B_1,i+1的累加值为R(B_i,A_i+1)；当查找出信号向量的所有正值时，得到由第一组仅有码间串扰的受前导位影响上升边响应信号向量引起的总的低电平累积电压B_1，51；第九步，重复第八步直到得出所有仅有码间串扰的受前导位影响上升边响应信号向量引起的总的低电平累积电压；第十步，比较得出的所有总的低电平累积电压，得出最坏的累积电压；(7)获得预估的最坏眼图：将获得的最坏码型序列向量加载到通用模拟电路仿真器SPICE模型中进行仿真，将仿真结果加载到通用模拟电路仿真器SPICE波形查看器中，查看最坏眼图，记录最坏眼高和眼宽；(8)仿真并行高速链路系统的最坏眼图：用通用模拟电路仿真器SPICE生成上升边和下降边不对称的输入信号，将输入信号加载到步骤(2)中的并行高速链路系统的通用模拟电路仿真器SPICE模型中进行仿真，将仿真结果加载到通用模拟电路仿真器SPICE波形查看器中，查看最坏眼图，记录最坏眼高和眼宽；(9)获得预估精度的绝对误差：(9a)将步骤(8)中的最坏眼高与步骤(7)中预估的最坏眼高代入下式，计算预估最坏眼高的绝对误差；${\eta }_H=\left|\frac{H_{BTDS}-H_{SPICE}}{H_{BTDS}}\right|$其中：η_H表示预估最坏眼高H的绝对误差，H_BTDS表示用最优时域方法BTDS预估的最坏眼高H，H_SPICE表示用通用模拟电路仿真器SPICE仿真的最坏眼高H；(9b)将步骤(8)中的最坏眼宽与步骤(7)中预估的最坏眼宽代入下式，计算眼宽的绝对误差；${\eta }_W=\left|\frac{W_{BTDS}-W_{SPICE}}{W_{BTDS}}\right|$其中：η_W表示预估最坏眼宽W的绝对误差，W_BTDS表示用最优时域方法BTDS预估的最坏眼宽W，W_SPICE表示用通用模拟电路仿真器SPICE仿真的最坏眼宽W；(9c)将输入信号位宽减去最坏眼宽得到峰峰值抖动，将峰峰值抖动代入下式，计算峰峰值抖动绝对误差；${\eta }_J=\left|\frac{J_{BTDS}-J_{SPICE}}{J_{BTDS}}\right|$其中：η_J表示预估峰峰值抖动J的绝对误差，J_BTDS表示用最优时域方法BTDS预估的峰峰值抖动J，J_SPICE表示用通用模拟电路仿真器SPICE仿真的峰峰值抖动J。