每年拿到DesignCon的文章后，弱水三千，我們不會只取一瓢，習慣上就會過一遍每一篇slides（為什么先是看PPT？也沒什么，主要因為快……）

但好像你去商場買東西一樣，會發(fā)現(xiàn)琳瑯滿目的商品，不一定每一款都適合你。同樣文章也是各個小領(lǐng)域都有涉及，我們主要還是關(guān)注和我們相關(guān)的。之前我們bruce也發(fā)過觀后感啦，在我們熟悉的PCB的大領(lǐng)域里有高速方面的56/112G的發(fā)展，有PCIE的，有DDR方面的，有對銅箔粗糙度，材料方面的研究。

除此之后，作為高速先生的我，很驚訝的發(fā)現(xiàn)了居然還有不少關(guān)于仿真的文章。實際上在短暫的驚訝之后，又感覺一切也是順其自然，我們以前老是說仿真的意義是在于你不能憑經(jīng)驗和理論去預(yù)測信號的趨勢和走向的時候需要去做的。

我們也在很多場合里說過，很多信號其實是不需要進行仿真的，因為我們可以預(yù)測到它最終的設(shè)計是能夠滿足要求。然而去到了25G，56G以上這個范疇后，我們也很難去拍腦袋就說這對走線一定OK。細微的設(shè)計忽視和加工誤差都會是成功與失敗的臨界點，因此仿真技術(shù)的發(fā)展就變得不那么意外了。本期我先和大家分享一篇仿真的文章，個人認為是比較經(jīng)典和實用的。本人也盡量為大家把這篇有點燒腦的文章解讀得通俗易懂一點哈！

這篇文章的名字就如下圖所示啦！應(yīng)該可以翻譯為一步步（手把手）教你學會如何進行仿真測試校準，提高我們的仿真精度。

其實它的下面還有一個小標題，可能更能說明這篇文章要講的是什么。

主要研究如何進行25G-NRZ/56G-PAM4高速鏈路的仿真測試的校準擬合。

首先看看它要進行仿真測試的東東是什么？如下所示：

鏈路包括了從主芯片的pin到PCB走線到連接器的footprint再接上連接器，然后再經(jīng)過cable在遠端的SMA頭，劃分開來就是如下圖所示的幾部分：對于傳輸線和BGA，連接器結(jié)構(gòu)，其實我們需要用不同精度的仿真工具和建模方法去執(zhí)行，如下圖。

其中連接器的模型和cable的參數(shù)都是通過廠商拿到，我們主要做的部分是前面的BGA，走線和連接器footprint的仿真。

大家覺得難度如何，頻域校準時域校準哪個比較難？頻域的插損，回損，模態(tài)轉(zhuǎn)換呢？

首先本文也有做一些仿真前各項校準難度預(yù)期，如下圖，看看和大家想的是不是一樣哈。

的確，頻域和時域各有不同的難度系數(shù)，頻域的插損和時域的TDT總體來說容易點，頻域的回損和時域的TDR（也就是阻抗）稍難，最難的是頻域和時域模態(tài)？get到了嗎？？沒get到也沒關(guān)系，下面會詳細解釋為什么難度不一樣。

我們先說結(jié)構(gòu)相對簡單的傳輸線，加工因素方面會把PCB走線變成梯形的樣子，我們稱為蝕刻因子，這個對于我們?nèi)ソＳ幸欢ǖ碾y度，不太容易得到等效的線寬。同時加工還存在流膠的影響，介質(zhì)厚度會和設(shè)計值不同，我們?nèi)绾稳サ刃В?/p>

至于傳輸線的建模仿真，我們是用單極點模型（容易建模，但高頻精度差）還是多極點模型（建模復(fù)雜）？對銅箔粗糙度我們是使用huray模型還是hammerstad模型也是很困擾的事情。

那回損方面呢？為什么會比插損難校準呢，主要就是因為BGA和連接器的過孔，我們知道加工有鉆孔公差和背鉆的stub公差，8mil的孔加工完不會就是8mil，你設(shè)計時是想讓過孔沒有stub，但是加工出來會有2-12mil。另外走線的蝕刻因子也不好估計。

加上前面說的傳輸線的蝕刻因子和介質(zhì)厚度的流膠，可能你的測試結(jié)果會像下面這樣。

這樣的情況，你的仿真又應(yīng)該怎樣去校準呢？

另外下面這一點，我們很少去關(guān)注，那就是器件輸出的工藝溫度的不同也會影響阻抗。

所以，可能不同批次生產(chǎn)出來的這條鏈路，它們的TDR測試可能會是下面的曲線：

另外模態(tài)轉(zhuǎn)換的校準為什么最難，看下圖框框你就會明白，走線的拐彎，繞線補償，地過孔的對稱都不容易百分百去模擬，因此很難把共模和差模轉(zhuǎn)換校準好。

所以很明顯我們要解決的問題是下面這樣：

那我們要做些什么去實現(xiàn)這一切呢？

我們可能需要去調(diào)節(jié)我們粗糙度的模型參數(shù)：

也可能需要根據(jù)PCB廠家反饋或者切片去得到實際的疊層來確保加工后的傳輸線的阻抗：

也可能需要根據(jù)實際的測試方法去修正我們建模端口的添加方法：

甚至我們還需要判斷下廠家提供的連接器和cable的模型是不是就真的和測試情況一樣：

然后完成上面的一切之后，你會發(fā)現(xiàn)你的校準精度可以做到非常高：

好，大概把這篇文章的精華分享完了，可能有部分人還沒想明白，到底做這么一個仿真測試校準意義在哪呢？我們都喜歡舉一反三，實際上每款設(shè)計，高速鏈路都不會是一樣的，而且速率越高，設(shè)計對信號影響越大。如果我們先把這個“一”做出來了，以后大家想去搞自己產(chǎn)品的“三”就會很容易，同時我們這個“一”是得到測試的驗證，精度是非常高的，那么對于你們在前期如何規(guī)劃自己的“三”也會有極大的信心。

編輯：hfy