數(shù)據(jù)中心黃金CP，讓數(shù)據(jù)傳輸速度拉滿
數(shù)據(jù)量在不斷增加，人們對(duì)速度的需求也越來(lái)越高，芯片如今要處理的工作量也是以前無(wú)法想象的。目前，在先進(jìn)的通信系統(tǒng)中，比如汽車(chē)在線升級(jí)（OTA）、語(yǔ)音控制的智能電子產(chǎn)品、天氣監(jiān)測(cè)或是疫情追蹤等領(lǐng)域，它們的系統(tǒng)組件被要求必須要保持高效且高速的數(shù)據(jù)傳輸，這樣負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和處理大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心才能夠及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并生成可靠見(jiàn)解。 那么確保高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵到底是什么？ 是信號(hào)完整性（SI）和電源完整性（PI）。本文將詳細(xì)介紹高速設(shè)計(jì)的需求、SI和PI的作用，以及確保有效SI和PI解決方案的三個(gè)關(guān)鍵要求。
SI和PI為何越來(lái)越難滿足？
信號(hào)完整性是指發(fā)送的信號(hào)能夠以正確的樣式呈現(xiàn)在接收器端，而電源完整性則是指驅(qū)動(dòng)器和接收器中有足夠的電流來(lái)發(fā)送和接收信號(hào)。保持?jǐn)?shù)據(jù)和電源“干凈”，同時(shí)最大限度地減少串?dāng)_、噪聲、抖動(dòng)和符號(hào)間干擾（ISI），能有助于保證電路正確運(yùn)行。 在高性能系統(tǒng)（包括基于多晶粒架構(gòu)的系統(tǒng)）中，封裝、基板、PCB和背板之間的互連都需要進(jìn)行信號(hào)和電源完整性質(zhì)量評(píng)估，否則會(huì)有發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。理想情況下，可以通過(guò)流片前的分析來(lái)檢測(cè)出所有問(wèn)題。但在設(shè)計(jì)芯片的實(shí)際項(xiàng)目中，如果等到點(diǎn)亮階段才發(fā)現(xiàn)SI和PI問(wèn)題，就為時(shí)已晚了。 如今數(shù)據(jù)速率越來(lái)越快，協(xié)議也越來(lái)越復(fù)雜，這使得符合SI和PI的設(shè)計(jì)要求也變得更為困難。以DDR存儲(chǔ)器為例，每一代產(chǎn)品的數(shù)據(jù)傳輸速率都在不斷提高，隨之出現(xiàn)了更新更復(fù)雜的均衡測(cè)量方法。DDR5就要求提供測(cè)試抖動(dòng)靈敏度、電壓靈敏度、壓力眼圖測(cè)試和環(huán)回輸出時(shí)序等參數(shù)，以符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 要克服這些挑戰(zhàn)，就需要更智能、更自動(dòng)化的芯片設(shè)計(jì)工具以及信號(hào)和電源完整性分析工具。例如，開(kāi)發(fā)者可以使用信號(hào)和電源完整性工具來(lái)在早期仿真階段發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題，從而將因SI和PI不足導(dǎo)致芯片缺陷的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。有效SI和PI解決方案的
三個(gè)關(guān)鍵要求
信號(hào)和電源完整性EDA解決方案有助于確保準(zhǔn)確而完整地高速傳輸數(shù)據(jù)。在芯片開(kāi)發(fā)者測(cè)試高速接口I/O時(shí)，或是PCB開(kāi)發(fā)者在評(píng)估PCB上的通道能否既能保持?jǐn)?shù)據(jù)完整又能高效傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，這類(lèi)解決方案都非常重要。在這兩類(lèi)情況下，開(kāi)發(fā)者都必須在確保信號(hào)質(zhì)量的同時(shí)，還要在仿真期間解決數(shù)據(jù)速率提高而導(dǎo)致信號(hào)衰減引發(fā)的潛在問(wèn)題。這些潛在問(wèn)題可能包括：
-
因靠近相鄰線路而導(dǎo)致的串?dāng)_和ISI
-
因阻抗失配、占空比失真和非線性緩沖器引起的抖動(dòng)而導(dǎo)致的反射和反饋
-
電源不理想而導(dǎo)致的電壓的電平反彈，進(jìn)而在系統(tǒng)中產(chǎn)生的噪聲和抖動(dòng)
- 該解決方案應(yīng)提供一套完整的端到端SI和PI流程，以及具有硅精度的黃金仿真器，用于全面分析。
- 端到端流程應(yīng)包括用于查看、探測(cè)和處理大量SI和PI仿真數(shù)據(jù)的分析環(huán)境。
- 此外，該解決方案還應(yīng)擴(kuò)展到日益普及的2.5D和3D多晶粒系統(tǒng)。
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