仿真技巧大公开:Ansys SIwave DDR仿真IBIS模型应用


本文介绍如何使用Ansys SIwave DDR wizard导入IBIS模型进行DDR相关仿真。DDR wizard是专门用于分析驱动器和接收器的时域瞬态响应的设计工具,通过SIwave中的动态连接可以在AEDT中进行协同仿真,使用SIwave生成的SSS/Touchstone格式的S参数模型在AEDT中搭建电路,分析眼图。


1、以DDR4为例,仿真需要微处理器和内存颗粒,关注的信号网络包括DQ、DQS、Clock以及Address。仿真开始前,需要将IBIS文件复制到IBIS-Driven的驱动目录下,该目录默认路径是:

C:Program FilesAnsysEMv221Win64buflibIBIS。完成之后打开.siw文件:某电子产品的几何模型如下图所示。

仿真技巧 | Ansys SIwave中使用IBIS模型进行DDR仿真的方法

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2、首先为信号分组,先在Power/Ground栏下点击Auto identify自动识别电源地信号线,然后点击Differential nets栏,识别差分对信号,点击Auto identify进入设置窗口,分别输入识别差分信号+和-的对应符号,点击Auto identify。

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3、设置好之后点击Simulation菜单栏下的DDR wizard[Beta]按钮,进入到DDR仿真工作流程。

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4、DDR Type下拉菜单可以选择对应的信号接口,目前支持从DDR3 到GDDR6等多种接口。然后选择对应的信号速率,勾选需要仿真的信号以及对应的DQS和时钟。(若不使用IBIS模型,可勾选底部Ideal Components。)

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5、点击Settings进入如下窗口,将ODT和DRV长度设置为48,点击OK。设置完成后点击Next进入下一流程:

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6、在IBIS Setup栏的IBIS Component下拉列表中选择对应的IBIS模型:

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点击DQ/DQS Write Mode栏,将IBIS模型的分配方式改为Net Group:

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点击DQ/DQS Read Mode栏,修改器件类型和IBIS模型信息,如下:

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7、然后设置电源,有两种方式可选:理想电源和非理想电源。理想电源设置简单,仿真速度也更快,但不包含SSO噪声和PDN阻抗信息;非理想电源仿真时间长,仿真结果包含SSO噪声和PDN阻抗,对于Drivers必须使用IBIS模型。接下来介绍使用非理想电源仿真的方法。

在DDR wizard界面点击Next进入到电源地网络设置窗口,修改Supply和Power Net。

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点击Next进入到VRM参数设置窗口,构建VRM模型。VDD选择G43225-001,电源线改为BST_V3P3_S5,VTT选择E17764-001。点击Next。

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8、进入到仿真设置窗口:勾选Use Touchstone model,勾选Plot Receiver Waveforms和Plot Power Rail Waveforms。然后点击Edit按钮设置S参数扫描频率,设置好点击OK退出。

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9、在DDR wizard窗口点击OK开始仿真,仿真完成后会提取出S参数,并自动转到AEDT界面生成Schematic。

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为了避免不必要的PDN噪声,需要添加电容,将代表电源的三个引脚的复制到旁边,然后在Component Libraries中选择电阻和电容添加到电路图。

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然后将新绘制的电路图复制到Write Mode的Schematic中:

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10、在DDR wizard窗口点击OK开始仿真,仿真完成后会提取出S参数,并自动转到AEDT界面生成Schematic。对于Read Mode和Write Mode设计,分别右键点击Analysis,选择Analyze,运行仿真。仿真完成后即可在Result中查看仿真结果。

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