SDRAM信號仿真教程,結果卻與實測不符,軟件不行?你人不靠譜啊

儘管DDR4已經逐漸普及了,但是SDRAM卻並沒有隨之消失。在部分行業產品中,SDRAM應用依舊隨處可見。業內幾個大廠及臺系產品一直在穩定供貨,特意去看了下民族企業紫光也有量產SDRAM在供貨,並且官網上提供了SDRAM ibis仿真文件。正好可以感受下民族力量。

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結合一點淺顯學習領悟,與大家共享下SDRAM信號質量仿真。

準備工作

仿真模型

仿真沒模型,一切都免談。當然沒有正兒八經供應商的相應模型,也可以找找供應商競爭對手是否有提供。如果公司大,可以找供應商業務讓提供仿真模型文件。上圖我們也可到民族良心企業已經提供了仿真模型,可以直接下載。原創今日頭條:臥龍會IT技術

對於SDRAM仿真,就兩個模型,一個是CPU,一個是SDRAM。SDRAM相對還好說,hynix不行看samsung,再不行還有micron、winbond、Nanya等等;CPU仿真模型就只能靠自己了,這個大部分廠家不直接提供的。良心企業NXP主控提供的較多,實在不行還想鍛鍊下就找他家的下載下來學習下也可以。

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有了也不要太高興,找工具檢查下是否有錯誤。碰到過多次ibis存在錯誤(不過都是小錯誤,好改),大錯誤也不會改。

此部分如果不清楚,網上講ibis模型文章相對於來說很多。當然仿真不限於ibis模型一種,像啥spice、EBD、S參數等等都有,各有側重也各有優缺點。Ibis目前使用廣泛點,其實是容易獲取點。為啥同意獲取,因為不包含廠家相應內部工藝信息,看熱鬧起來就是簡單的I-V曲線(這話會不會被打)。

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Allegro部分

仿真網絡選擇:

如果不做EMI、SSN仿真,正常沒必要每條網絡都參與(甚至電源都可以用理想電源)。我們選擇主要信號CLK、Data(最長、最短、中間)、Add(最長、最短、中間)、SD_BA、SD_WE、SD_CAS、SD_RAS、SD_DQM、SD_CS即可。

側重確定Data、ADD中最長與最短網絡,同時也增加長度居中的網絡用來進行對比。

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打開allegro規則約束,進入電氣子菜單

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Net中選擇Total Etch length,進入後發現net長度都為空。如果這樣參考後續操作進行確認。

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Analyze菜單中選擇analysis modes

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確認Total etch length是否為on,如果不是選擇設置為on,點擊Apply。

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選擇項目執行Analyze,原創今日頭條:臥龍會IT技術

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執行完成後,可以看到我們需要的網絡對應長度。

我們挑選ADDR12(Min)、ADDR5(Max)、ADDR9(Middle)、DQ3(Min)、DQ13(Max)、DQ8(Middle)作為仿真網絡。

Allegro與siwave交互

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通過Allegro生成anf、cmp文件,為後續siwave導入提前做好準備

如果你的allegro沒有ansys子菜單,這個也很正常,因為這個不知道叫插件是否合適確實不是cadence自帶的,同行是冤家(allegro本身也可以仿真,而且還有自家的sigrity)。如果沒有這個需要安裝ansys時候安裝相應的CAD轉換工具,安裝時會提示選擇相應的layout工具(cadence,pads),按照提示完成後就可以了。網上有相應教程,純軟件安裝操作在此就不耽擱大家時間。

當然即使不裝這個,對於allegro brd文件也可以選擇其他方式導入。

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此種方式也可以導入,但是對於軟件版本有限制。最新版本17.2以上網上流傳不能導入,本人沒有嘗試過。我還是喜歡傳統的轉換成anf、cmp這種方式導入。

Layout因為使用cadence allegro設計,此部分以allegro為參考。其他layout工具(PADS、Altium等)參考相應文檔來完成前期準備工作,對於其他工具導入的一些小技巧及存在問題解決,臥龍會布布熊有單獨在飯糰進行過講解及相應錄製視頻。

仿真設計

Siwave中操作

前邊扯淡了許多,終於進入正式工作。

導入及檢查

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一切按照流程來,上述流程做完。然後就看到了你的layout了,如果板大器件模塊多,此類簡單仿真建議切割下,避免浪費時間和資源。原創今日頭條:臥龍會IT技術

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剩下CPU及SDRAM部分就可以了,其他的LCD、Audio、Ethernet、TP業務部分就全部不要了。

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仿真電腦或者服務器是什麼就設置什麼了,其實就是為了快。

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沒有error就可以幹後續的了,有了error那就先解決error。解決不掉error,那就沒辦法game over了。

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疊層也看看,這個是layout攻城獅強項,不存在問題的。

設置port

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添加Port

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Port設置規則,參考就近地,上邊設置為設置批量性的(芯片直連)類型,如果中間串個磁珠、對地加個電容等等,那就只能換個方式來搞搞了。原創今日頭條:臥龍會IT技術

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手動在相應串聯並聯器件端設置port,當然你也可以不設置,網絡依舊是通的,這裡沒毛病。存在問題就是後期在designer中,我想調試下,比如串聯電阻從33歐姆改為50歐姆,5pf對地電容不貼了,那對不起沒法搞。為啥,因為這些器件top及參數都已經在SNP中了,要改只能改SNP。怎樣改SNP?回過頭來,在siwave中修改串聯電阻值,deactive對地電容。

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SDRAM CLK中串聯電阻及對地電容

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確認下port夠不夠,有沒有錯。人工下port,手抖沒有放置在目標網絡上。

求SNP

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因為經過切割,仿真的網絡不多,所以選用了set FWS generation parameter、Interpolating Sweep,這種方式比較耗資源(我們仿真網絡簡單)。

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如果為發現生成SNP文件(傳說中的S參數文件),參考下圖進行轉換

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再次確認下SNP中port沒有遺漏

Designer中操作

導入designer

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有點凌亂是吧,我也覺得是這樣,當然這個不影響使用。作為愛美的我們還是調整下。

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導入ibis模型

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選擇相應要用到的pin,當然也可以全部都選(有的CPU上千pin,全部選耗費資源太大),服務器內存大等等硬件好可以任性。原創今日頭條:臥龍會IT技術

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連線

類似簡單畫下原理圖,連連看

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只搭建SD_CLK連接,先確認下。

SD_CLK仿真

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CPU SD_CLK驅動等級

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CPU SD_CLK相關參數設置

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瞬時仿真設置

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仿真結果

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實測結果

差異確認

什麼導致的這麼大差異,仿真軟件不靠譜。這個軟件業內沒人敢這麼說;

人的技術不靠譜,確實有可能,這個經常有。

確認驅動等級、重現確認原理圖、實際貼片、layout導入等等,基本都沒有問題。電源導致(我們用的理想電源),有可能,但是沒有這麼大差異,這個明顯看起來是容性負載過大導致。

應該是可惡的探頭導致,可惜有源探頭壞了,只能用這個500M 13pf的無源探頭來頂著了。從測試頻偏到現在,這個探頭繞不過去呀。

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既然這樣,那就自己嘗試加個探頭在負載上看看。

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簡單探頭模型,探頭好了那就再次仿真下。原創今日頭條:臥龍會IT技術

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Winbond SDRAM ibis

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紫光國芯ibis

總結

這個仿真主要用來簡單講述siwave+designer仿真流程,實際上仿真並不是一個按照SOP下來就能出來精確結果的。需要一定的基礎,才來建立一個完整精確的模型,直至得到靠譜的結果。這篇文章只能做一個拋磚引玉,讓大家對仿真產生興趣。簡單的仿真操作其實還是有必要了解下,帶著問題不斷學習,直至仿真出靠譜的結果。希望對大家有所幫助。


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