SDRAM信号仿真教程,结果却与实测不符,软件不行?你人不靠谱啊

尽管DDR4已经逐渐普及了,但是SDRAM却并没有随之消失。在部分行业产品中,SDRAM应用依旧随处可见。业内几个大厂及台系产品一直在稳定供货,特意去看了下民族企业紫光也有量产SDRAM在供货,并且官网上提供了SDRAM ibis仿真文件。正好可以感受下民族力量。

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结合一点浅显学习领悟,与大家共享下SDRAM信号质量仿真。

准备工作

仿真模型

仿真没模型,一切都免谈。当然没有正儿八经供应商的相应模型,也可以找找供应商竞争对手是否有提供。如果公司大,可以找供应商业务让提供仿真模型文件。上图我们也可到民族良心企业已经提供了仿真模型,可以直接下载。原创今日头条:卧龙会IT技术

对于SDRAM仿真,就两个模型,一个是CPU,一个是SDRAM。SDRAM相对还好说,hynix不行看samsung,再不行还有micron、winbond、Nanya等等;CPU仿真模型就只能靠自己了,这个大部分厂家不直接提供的。良心企业NXP主控提供的较多,实在不行还想锻炼下就找他家的下载下来学习下也可以。

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有了也不要太高兴,找工具检查下是否有错误。碰到过多次ibis存在错误(不过都是小错误,好改),大错误也不会改。

此部分如果不清楚,网上讲ibis模型文章相对于来说很多。当然仿真不限于ibis模型一种,像啥spice、EBD、S参数等等都有,各有侧重也各有优缺点。Ibis目前使用广泛点,其实是容易获取点。为啥同意获取,因为不包含厂家相应内部工艺信息,看热闹起来就是简单的I-V曲线(这话会不会被打)。

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Allegro部分

仿真网络选择:

如果不做EMI、SSN仿真,正常没必要每条网络都参与(甚至电源都可以用理想电源)。我们选择主要信号CLK、Data(最长、最短、中间)、Add(最长、最短、中间)、SD_BA、SD_WE、SD_CAS、SD_RAS、SD_DQM、SD_CS即可。

侧重确定Data、ADD中最长与最短网络,同时也增加长度居中的网络用来进行对比。

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打开allegro规则约束,进入电气子菜单

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Net中选择Total Etch length,进入后发现net长度都为空。如果这样参考后续操作进行确认。

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Analyze菜单中选择analysis modes

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确认Total etch length是否为on,如果不是选择设置为on,点击Apply。

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选择项目执行Analyze,原创今日头条:卧龙会IT技术

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执行完成后,可以看到我们需要的网络对应长度。

我们挑选ADDR12(Min)、ADDR5(Max)、ADDR9(Middle)、DQ3(Min)、DQ13(Max)、DQ8(Middle)作为仿真网络。

Allegro与siwave交互

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通过Allegro生成anf、cmp文件,为后续siwave导入提前做好准备

如果你的allegro没有ansys子菜单,这个也很正常,因为这个不知道叫插件是否合适确实不是cadence自带的,同行是冤家(allegro本身也可以仿真,而且还有自家的sigrity)。如果没有这个需要安装ansys时候安装相应的CAD转换工具,安装时会提示选择相应的layout工具(cadence,pads),按照提示完成后就可以了。网上有相应教程,纯软件安装操作在此就不耽搁大家时间。

当然即使不装这个,对于allegro brd文件也可以选择其他方式导入。

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此种方式也可以导入,但是对于软件版本有限制。最新版本17.2以上网上流传不能导入,本人没有尝试过。我还是喜欢传统的转换成anf、cmp这种方式导入。

Layout因为使用cadence allegro设计,此部分以allegro为参考。其他layout工具(PADS、Altium等)参考相应文档来完成前期准备工作,对于其他工具导入的一些小技巧及存在问题解决,卧龙会布布熊有单独在饭团进行过讲解及相应录制视频。

仿真设计

Siwave中操作

前边扯淡了许多,终于进入正式工作。

导入及检查

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一切按照流程来,上述流程做完。然后就看到了你的layout了,如果板大器件模块多,此类简单仿真建议切割下,避免浪费时间和资源。原创今日头条:卧龙会IT技术

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

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仿真电脑或者服务器是什么就设置什么了,其实就是为了快。

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没有error就可以干后续的了,有了error那就先解决error。解决不掉error,那就没办法game over了。

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叠层也看看,这个是layout攻城狮强项,不存在问题的。

设置port

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添加Port

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Port设置规则,参考就近地,上边设置为设置批量性的(芯片直连)类型,如果中间串个磁珠、对地加个电容等等,那就只能换个方式来搞搞了。原创今日头条:卧龙会IT技术

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手动在相应串联并联器件端设置port,当然你也可以不设置,网络依旧是通的,这里没毛病。存在问题就是后期在designer中,我想调试下,比如串联电阻从33欧姆改为50欧姆,5pf对地电容不贴了,那对不起没法搞。为啥,因为这些器件top及参数都已经在SNP中了,要改只能改SNP。怎样改SNP?回过头来,在siwave中修改串联电阻值,deactive对地电容。

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SDRAM CLK中串联电阻及对地电容

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确认下port够不够,有没有错。人工下port,手抖没有放置在目标网络上。

求SNP

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因为经过切割,仿真的网络不多,所以选用了set FWS generation parameter、Interpolating Sweep,这种方式比较耗资源(我们仿真网络简单)。

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如果为发现生成SNP文件(传说中的S参数文件),参考下图进行转换

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再次确认下SNP中port没有遗漏

Designer中操作

导入designer

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有点凌乱是吧,我也觉得是这样,当然这个不影响使用。作为爱美的我们还是调整下。

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导入ibis模型

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选择相应要用到的pin,当然也可以全部都选(有的CPU上千pin,全部选耗费资源太大),服务器内存大等等硬件好可以任性。原创今日头条:卧龙会IT技术

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连线

类似简单画下原理图,连连看

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只搭建SD_CLK连接,先确认下。

SD_CLK仿真

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CPU SD_CLK驱动等级

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CPU SD_CLK相关参数设置

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瞬时仿真设置

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仿真结果

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实测结果

差异确认

什么导致的这么大差异,仿真软件不靠谱。这个软件业内没人敢这么说;

人的技术不靠谱,确实有可能,这个经常有。

确认驱动等级、重现确认原理图、实际贴片、layout导入等等,基本都没有问题。电源导致(我们用的理想电源),有可能,但是没有这么大差异,这个明显看起来是容性负载过大导致。

应该是可恶的探头导致,可惜有源探头坏了,只能用这个500M 13pf的无源探头来顶着了。从测试频偏到现在,这个探头绕不过去呀。

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既然这样,那就自己尝试加个探头在负载上看看。

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简单探头模型,探头好了那就再次仿真下。原创今日头条:卧龙会IT技术

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Winbond SDRAM ibis

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紫光国芯ibis

总结

这个仿真主要用来简单讲述siwave+designer仿真流程,实际上仿真并不是一个按照SOP下来就能出来精确结果的。需要一定的基础,才来建立一个完整精确的模型,直至得到靠谱的结果。这篇文章只能做一个抛砖引玉,让大家对仿真产生兴趣。简单的仿真操作其实还是有必要了解下,带着问题不断学习,直至仿真出靠谱的结果。希望对大家有所帮助。


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