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成功實現高速數位設計的 4 個考量, 電源完整性, 信號完整性, PDN
隨著複雜性增加，全方位設計變得更重要
高速數位標準正迅速發展，以因應 5G、物聯網、人工智慧、虛擬實境，以及自動駕駛汽車等新興技術，對高速資料傳輸的需求。每一代高速運算標準的更迭，都帶來新的信令功能、更快的資料傳輸速率，以及更小的設計邊限。然而，隨著速度大幅提升，工程師卻面臨著新的設計挑戰。因此，您需要準確度更高的模擬、新的軟體工具，以及更有效率的工作流程。
身為硬體工程師，您的工作是設計、驗證、製造和測試電子產品。在產業趨勢急速變化的今天，您必須採用全新的設計方法，以解決印刷電路板 (PCB) 高速信號品質下降，甚至於產品故障的問題。其後果可能是專案延遲、預算超支，或商譽嚴重受損等風險。
想要避免這種進退兩難的局面，就需要新的設計工具，以及可連接多個專業領域的全方位設計方法。如此一來，您可根據各種不同的介面標準進行設計，但設計和驗證時間不會因而延長。請閱讀此電子書，了解成功實現完整高速數位設計的 4 個重要考量。
模擬 PCB 信號完整性的最佳時間點，是布局後、製造前。隨著數位設計的速度不斷提高，進行完整的模擬變得越來越重要。而且現在有更多因素，會導致信號完整性問題。經常出現的問題包括：互連裝置的反射（阻抗不匹配）、導線之間的電磁耦合，以及接地問題等。這些問題如不加以解決，可能會導致信號失真和衰減。
從長遠效益來看，進行信號完整性分析和模擬，可減少後期設計失敗的風險，並可協助您將設計邊限最大化，進而節省時間和金錢。
了解實現數位通道信號完整性的 3 個步驟
理想狀況下，從繪製電路圖，到電路板通過最終測試的每個環節，您都應該將信號完整性納入考量。藉由以模擬方式測試您的創新設計，是驗證通道信號完整性的最佳方法。為此，請遵循以下 3 個步驟：
第 1 步：使用眼圖來模擬通道
信號會從發射器穿過 PCB 傳送到接收器。在傳播過程中，導線、連接器和纜線都會產生干擾，信號的振幅和時序將因而惡化。透過眼圖，您可確認信號到達接收器時的品質。
第 2 步：找到導致信號品質惡化的問題根源
發現信號完整性問題後，您可透過 2 項主要分析，來確定數位設計的問題根源。
第 3 步：解決設計問題
找出導致信號完整性問題的根源後，您需考慮可針對設計進行哪些修改。
一個常見的問題根源是導孔殘段的長度。導孔可在多個 PCB 層之間提供電子連接，而導孔殘段是連接器中用不到的部分，會導致信號品質顯著下降。進行背鑽（back drilling，亦即使 用鑽頭去除不需要的殘段）有助於大幅改善信號完整性。完成設計修正後，請務必再次模擬通道，確保您的眼圖是張開的。
進行電源完整性分析的目的是，確保電路板上的驅動器和接收器，都能獲得正常運作所需的電壓和電流。為確保電源完整性，您需避免設計出現直流壓降（電流流經電源層與接地層的電阻時所出現的電壓損耗）。
早期了解設計細節至關重要
以下 3 項要求，使得電源完整性挑戰變得更嚴苛，並提高了出現直流壓降的機率。
1. 更高的元件整合度 – 更高的整合度有助於實現更密集的布線，進而提高電源網路的電流密度，但同時也會造成更大的直流壓降。
2. 更低的電源電壓 – 1 V 的 10% 容差度，要比 1.2 V 的 10% 容差度更嚴格，因此會出現更大的壓降。
3. 更小的外觀尺寸 – 隨著 PCB 尺寸變小， 可容納更寬電源平面的空間也變得更小， 進而導致直流壓降。
您不能等到完成布局後，再來執行電源完整性分析。因此，早期了解設計細節，是在高速數位電路板上成功供電的關鍵。
有助於了解電源完整性的 2 項關鍵分析
早期模擬和分析，有助於確保電路板的電源完整性。請務必將這 2 項分析，視為整體高速數位設計流程的一部分。
分析 1：直流壓降
在整個 PCB 上分配電源時，如果 壓降過 大，則負載 端之電 壓可能無法因應必要元件規格的要求。直流壓降分析可確保 PCB 導線和平面，能夠符合電源供應器的要求。
而且這項分析功能，可顯示選定之電源網路和接地網路的電壓分布狀態。您還可利用此分析來檢視電流密度，以了解如何全面改善您的設計。請務必查看電源供應器穩壓器模組及其導孔的位置。此外，您需考慮電流被迫流經導孔周圍孔洞 (void) 之狹窄路徑的問題。
分析 2：交流阻抗
您必須同時從直流 (DC) 和交流 (AC) 的角度來考慮電源完整性，兩者一樣重要。PDN 中有多個積體電路可當作汲極，每個電路各自以不同的頻率開啟和關閉，這就是交流。去耦合電容器是儲存局部電荷，並將電流變化的影響降到最低的必要元件。
透過交流阻抗分析，您可確定將交流效應降到最低所需的去耦合電容器數量。由於電路板上空間有限，使用數量剛剛好的去耦合電容器，可節省製造成本。最佳的數位設計將使用最少的去耦合電容器，同時仍可確保絕佳的穩定度。
實現平坦的阻抗設計
過去，電源完整性工程師常使 用目標阻抗，來確定設計在特定頻率範圍內能獲得充足的電源。而目標阻抗是 PDN 的最高阻抗極限值。如果目標阻抗低於此極限值，則設計工程師可確定不會有電源完整性問題。
然而，對當今的高速數位電路板而言，光考慮目標阻抗是不夠的。您還須考慮會影響電路板的其他雜訊源。從直流到最高頻率元件，PDN 阻抗必須是平坦的，而且不能僅低於目標阻抗。為確保平坦的阻抗，您可在低頻時使用電源供應器的反饋迴路，在中頻和高頻時使用去耦合電容器。此外，您需採取「最佳阻尼」設計，以避免出現漣波，並針對大電流需求提供快速的趨穩時間。平坦阻抗法可同時因應這 2 項要求。
平坦阻抗最佳化
進行平坦阻抗最佳化時，您須使用最少的電容器來實現平坦阻抗，並同時避免可能導致異常電壓突波的高共振。減少電容器的數量，也有助於減少銲點的數量，進而提高可靠性。將阻抗最佳化後，您可改善效能、降低成本，並提高可靠性。
因此，完整的電源完整性工作流程應結合直流壓降和交流阻抗分析，以及平坦阻抗設計。藉由解決進行這些分析所發現的問題，您可支援從發電到負載供電的整個電源完整性生態系統。
設計人員必須在更小的空間中，納入更多的元件，以實現更高的效能。這使得功率密度不斷升高，並導致溫度大幅升高，對導體和電介質都會造成嚴重破壞。電壓或環境因素導致溫度升高，會影響設計的熱和電子特性，並造成更大的損耗、不穩定的系統性能，甚至導致裝置故障。
此外，過了一段時間，高溫還會帶來可靠性問題。在高溫循環下，導孔筒會變得容易脆裂。溫度升高是長期困擾 PCB 設計人員的一個因素，但當今高速數位 設計 電 路 板 的 要求， 已 遠 遠 超 過 傳 統 PCB 熱管 理 流 程 所能 處 理 的。消除高溫效應，對 PCB 效能和可靠性，甚至對重量、應用規模、成本和功率要求等，都有重大的影響。
在處理熱效應問題時，請先問自己 2 個問題：
1. 熱源在哪裡？
2. 高溫如何流向周圍環境？
熱源在哪裡？
您可透過一種或多種機制進行散熱，包括輻射、對流和傳導。在決定以何種方式管理系統和元件的溫度時，請務必考慮這三點。
1. 輻射 – 透過電磁波傳播熱能
2. 對流 – 透過流體轉換熱能
3. 傳導 – 在 2 個直接接觸的物體之間傳遞熱能
哪個導孔的溫度較高？
我們很難判斷導孔是否過小，使得電流難以通過。而溫度是否上升，取決於與導孔相連的導線寬度，而導線的電阻，會隨溫度升高而增加，使得我們很難以手動計算方式來推估導孔的最終溫度。為此，在進行設計時，您必須針對所有熱效應進行模擬分析，以便確定最終導孔溫度。
測試您的假設 – 您覺得如何？
在相同環境條件下，以下 2 個相同的導孔，您覺得哪個導孔的溫度比較高？
• 導線寬度為 3 mm 的導孔 A
• 導線寬度為 1 mm 的導孔 B
導線對導孔溫度的影響有多大？
電熱分析可更準確地預測溫度
答案：導孔 B
導線寬度越窄，溫度越高。根據電熱分析結果，導孔 B 的溫度為 42 °C，導孔A 為 36 °C。
為什麼？
連接到導孔 A 的金屬導線線徑較寬，可提高散熱效率。但其實真正的原因很複雜。導線溫度每改變 10°C，電阻值就會改變 4%，導孔溫度也會隨之升高。因此您需使用電熱模擬器來計算溫度。
以下是個簡化的範例。在高速數位電路板上，熱散逸和傳遞是極複雜的過程。電路板的冷卻特性與許多因素息息相關，包括可用的金屬、材料特性、元件密度和放置位置、冷卻元件和環境條件等。所有這些因素是相互關聯的。電熱分析是唯一可準確預測熱效應並防止過熱的方法。
在創造新的顛覆性技術之前，您必須先克服各種艱鉅的技術挑戰。當暫態模擬(SPICE) 不再能夠滿足現代高速數位電路板的需求，通道模擬就成了最佳選擇。
通 道模擬可快 速分析高速串列和並聯通訊 鏈 路中的通 道。在典型的情境中，通 道模擬器可在幾分鐘內處理 數百萬位元的碼型，以便準確分析眼圖特性，包括密度、寬度、高度、浴缸和誤碼率 (BER) 輪廓。通道模擬器還可針對符際干擾、隨機 抖動、串擾、編碼、等化，以 及高速 數位設計人 員 感興 趣的其他效應，進行模擬。
藉由執行通道模擬，您可確信您的高速數位電路板設計，將符合所有規格要求。如此一來，您可將複雜系統的 PCB 互連和等化功能最佳化。
需要進行通道模擬的 2 個應用
應用 1：400 gigabit 乙太網路
使用者對集中式資料互連網路的需求不斷升高，推動了乙太網路的技術突破與創新。400G 乙太網路便是最好的例子，它象徵著 PCB 電子介面的顛覆性技術突破。不歸零 (NRZ) 和四階脈衝振幅調變 (PAM4)，是兩種可實現 400G 的調變技術。PAM4 雖可大幅提高資料傳輸速率，但卻非常容易受到雜訊的干擾，因為它們將 4 個信號位準打包成 2 個振幅擺盪。
您可透過 IBIS-AMI（輸入/輸出緩 衝區資訊規格演算法建模介面）模型，有效處理更高的資料傳輸速率。利用 IBIS-AMI 模型，您可準確地分析發射器和接收器的效能，並提供有助於實現可攜性、IP 保護、互通性和快速模擬的模型。如果您打算使用供應商提供的 IBIS-AMI 模型，那麼您一定要進行通 道模擬，否則您就無法準確地模擬具有抖動、等化、時脈和資料復原的複雜信號鏈路。藉由執行完整的通道模擬，您將因阻抗變化而產生的符際干擾降到最低，特別 是在電流通過導孔時。
應用 2：雙倍資料速率記憶體
雙倍資料速率 (DDR) 記憶體的設計，一 代比一 代更複雜。與此同時，模擬和測試配置也日漸複雜，導致模擬與測試設定時間也隨之增加。如此一來，想要將模 擬和測試 資料進行關聯 性比 對 變 得更為困難，不但降 低了設計可信度，還延長了故障排除時間，最終錯過了最佳的產品上市時程。
負責設計記憶體系統的工程師，必須因應時序和電壓邊限不斷縮小的挑戰，並同時執行各種複雜的相符性量測，以確保產品能夠可靠地運作。最新的 DDR5和 LPDDR5 標準特別強調隨機抖動測試的重要性。設計人員必須確定他們的記憶體設計，能夠在超低 BER 下，通過接收器波罩測試。
通道模擬可提升您的自信度，讓您能針對 DDR5 及更高版本的設計複雜性進行建模。隨著邊限縮小，記憶體設計能夠容忍的誤差空間也越來越小。通道模擬可快速計算各種極端狀況。
結論
深入了解高速數位設計
高速數位設計的一項重大挑戰是，多個不同專業領域的工作流程最後必須串連在一起。本文分享的 4 個考量，已成為整體高速 數位設計的一部分。但 如果沒有一個可將不同工程師的結果串連在一起的工作流程，他們很難有效地將高速數位設計最佳化。是德科技的整合式設計和模擬軟體提供高速數位工作流程，可實現快速、準確且最佳化的設計。
不論您選擇以何種方式進行高速數位設計，有一點非常顯而易見。使用正確的設計工具，並利用本電子書提出的 4 個考量，來有效進行整體設計，可以讓您快速邁向成功之道。
立即下載 [是德電子書- 成功實現高速數位設計的 4 個考量]
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• 評估示波器的取樣率 VS. 取樣實度
高速數位標準正迅速發展，以因應 5G、物聯網、人工智慧、虛擬實境，以及自動駕駛汽車等新興技術，對高速資料傳輸的需求。每一代高速運算標準的更迭，都帶來新的信令功能、更快的資料傳輸速率，以及更小的設計邊限。然而，隨著速度大幅提升，工程師卻面臨著新的設計挑戰。因此，您需要準確度更高的模擬、新的軟體工具，以及更有效率的工作流程。
身為硬體工程師，您的工作是設計、驗證、製造和測試電子產品。在產業趨勢急速變化的今天，您必須採用全新的設計方法，以解決印刷電路板 (PCB) 高速信號品質下降，甚至於產品故障的問題。其後果可能是專案延遲、預算超支，或商譽嚴重受損等風險。
想要避免這種進退兩難的局面，就需要新的設計工具，以及可連接多個專業領域的全方位設計方法。如此一來，您可根據各種不同的介面標準進行設計，但設計和驗證時間不會因而延長。請閱讀此電子書，了解成功實現完整高速數位設計的 4 個重要考量。
考量 1：信號完整性問題會導致效能下滑
信號完整性（象徵電子信號的品質）與我們身邊所有事物息息相關。在數位通訊通道中，信號完整性分析是指，對穿過 PCB 導線、導孔、連接器和其他元 件的電子 信號 進 行 研究。信號 完 整 性問 題會 對數位設計造 成 嚴 重破 壞，包括效能減損、良率下降，甚至是現場故障情形。我們通常一直到設計和測試週期的後期，才會發現這些代價高昂的問題。
模擬 PCB 信號完整性的最佳時間點，是布局後、製造前。隨著數位設計的速度不斷提高，進行完整的模擬變得越來越重要。而且現在有更多因素，會導致信號完整性問題。經常出現的問題包括：互連裝置的反射（阻抗不匹配）、導線之間的電磁耦合，以及接地問題等。這些問題如不加以解決，可能會導致信號失真和衰減。
從長遠效益來看，進行信號完整性分析和模擬，可減少後期設計失敗的風險，並可協助您將設計邊限最大化，進而節省時間和金錢。
了解實現數位通道信號完整性的 3 個步驟
理想狀況下，從繪製電路圖，到電路板通過最終測試的每個環節，您都應該將信號完整性納入考量。藉由以模擬方式測試您的創新設計，是驗證通道信號完整性的最佳方法。為此，請遵循以下 3 個步驟：
第 1 步：使用眼圖來模擬通道
信號會從發射器穿過 PCB 傳送到接收器。在傳播過程中，導線、連接器和纜線都會產生干擾，信號的振幅和時序將因而惡化。透過眼圖，您可確認信號到達接收器時的品質。
第 2 步：找到導致信號品質惡化的問題根源
發現信號完整性問題後，您可透過 2 項主要分析，來確定數位設計的問題根源。
第 3 步：解決設計問題
找出導致信號完整性問題的根源後，您需考慮可針對設計進行哪些修改。
一個常見的問題根源是導孔殘段的長度。導孔可在多個 PCB 層之間提供電子連接，而導孔殘段是連接器中用不到的部分，會導致信號品質顯著下降。進行背鑽（back drilling，亦即使 用鑽頭去除不需要的殘段）有助於大幅改善信號完整性。完成設計修正後，請務必再次模擬通道，確保您的眼圖是張開的。
考量 2：及早預測電源完整性是成功關鍵
如果等到完成產品設計，才發現無法通過相符性測試，您將付出高昂的代價。首先，藉由新增濾波器和電容器來修改設計，會提高製造成本。而且重新設計還會拖延產品上市時間，導致營收下滑。在設計階段儘早了解並減輕潛在的電源問題，可以讓您贏在起跑點。進行電源完整性分析的目的是，確保電路板上的驅動器和接收器，都能獲得正常運作所需的電壓和電流。為確保電源完整性，您需避免設計出現直流壓降（電流流經電源層與接地層的電阻時所出現的電壓損耗）。
早期了解設計細節至關重要
以下 3 項要求，使得電源完整性挑戰變得更嚴苛，並提高了出現直流壓降的機率。
1. 更高的元件整合度 – 更高的整合度有助於實現更密集的布線，進而提高電源網路的電流密度，但同時也會造成更大的直流壓降。
2. 更低的電源電壓 – 1 V 的 10% 容差度，要比 1.2 V 的 10% 容差度更嚴格，因此會出現更大的壓降。
3. 更小的外觀尺寸 – 隨著 PCB 尺寸變小， 可容納更寬電源平面的空間也變得更小， 進而導致直流壓降。
您不能等到完成布局後，再來執行電源完整性分析。因此，早期了解設計細節，是在高速數位電路板上成功供電的關鍵。
有助於了解電源完整性的 2 項關鍵分析
早期模擬和分析，有助於確保電路板的電源完整性。請務必將這 2 項分析，視為整體高速數位設計流程的一部分。
分析 1：直流壓降
在整個 PCB 上分配電源時，如果 壓降過 大，則負載 端之電 壓可能無法因應必要元件規格的要求。直流壓降分析可確保 PCB 導線和平面，能夠符合電源供應器的要求。
而且這項分析功能，可顯示選定之電源網路和接地網路的電壓分布狀態。您還可利用此分析來檢視電流密度，以了解如何全面改善您的設計。請務必查看電源供應器穩壓器模組及其導孔的位置。此外，您需考慮電流被迫流經導孔周圍孔洞 (void) 之狹窄路徑的問題。
分析 2：交流阻抗
您必須同時從直流 (DC) 和交流 (AC) 的角度來考慮電源完整性，兩者一樣重要。PDN 中有多個積體電路可當作汲極，每個電路各自以不同的頻率開啟和關閉，這就是交流。去耦合電容器是儲存局部電荷，並將電流變化的影響降到最低的必要元件。
透過交流阻抗分析，您可確定將交流效應降到最低所需的去耦合電容器數量。由於電路板上空間有限，使用數量剛剛好的去耦合電容器，可節省製造成本。最佳的數位設計將使用最少的去耦合電容器，同時仍可確保絕佳的穩定度。
實現平坦的阻抗設計
過去，電源完整性工程師常使 用目標阻抗，來確定設計在特定頻率範圍內能獲得充足的電源。而目標阻抗是 PDN 的最高阻抗極限值。如果目標阻抗低於此極限值，則設計工程師可確定不會有電源完整性問題。
然而，對當今的高速數位電路板而言，光考慮目標阻抗是不夠的。您還須考慮會影響電路板的其他雜訊源。從直流到最高頻率元件，PDN 阻抗必須是平坦的，而且不能僅低於目標阻抗。為確保平坦的阻抗，您可在低頻時使用電源供應器的反饋迴路，在中頻和高頻時使用去耦合電容器。此外，您需採取「最佳阻尼」設計，以避免出現漣波，並針對大電流需求提供快速的趨穩時間。平坦阻抗法可同時因應這 2 項要求。
平坦阻抗最佳化
進行平坦阻抗最佳化時，您須使用最少的電容器來實現平坦阻抗，並同時避免可能導致異常電壓突波的高共振。減少電容器的數量，也有助於減少銲點的數量，進而提高可靠性。將阻抗最佳化後，您可改善效能、降低成本，並提高可靠性。
因此，完整的電源完整性工作流程應結合直流壓降和交流阻抗分析，以及平坦阻抗設計。藉由解決進行這些分析所發現的問題，您可支援從發電到負載供電的整個電源完整性生態系統。
考量 3：熱效應
電路板變得越來越熱設計人員必須在更小的空間中，納入更多的元件，以實現更高的效能。這使得功率密度不斷升高，並導致溫度大幅升高，對導體和電介質都會造成嚴重破壞。電壓或環境因素導致溫度升高，會影響設計的熱和電子特性，並造成更大的損耗、不穩定的系統性能，甚至導致裝置故障。
此外，過了一段時間，高溫還會帶來可靠性問題。在高溫循環下，導孔筒會變得容易脆裂。溫度升高是長期困擾 PCB 設計人員的一個因素，但當今高速數位 設計 電 路 板 的 要求， 已 遠 遠 超 過 傳 統 PCB 熱管 理 流 程 所能 處 理 的。消除高溫效應，對 PCB 效能和可靠性，甚至對重量、應用規模、成本和功率要求等，都有重大的影響。
在處理熱效應問題時，請先問自己 2 個問題：
1. 熱源在哪裡？
2. 高溫如何流向周圍環境？
熱源在哪裡？
您可透過一種或多種機制進行散熱，包括輻射、對流和傳導。在決定以何種方式管理系統和元件的溫度時，請務必考慮這三點。
1. 輻射 – 透過電磁波傳播熱能
2. 對流 – 透過流體轉換熱能
3. 傳導 – 在 2 個直接接觸的物體之間傳遞熱能
哪個導孔的溫度較高？
我們很難判斷導孔是否過小，使得電流難以通過。而溫度是否上升，取決於與導孔相連的導線寬度，而導線的電阻，會隨溫度升高而增加，使得我們很難以手動計算方式來推估導孔的最終溫度。為此，在進行設計時，您必須針對所有熱效應進行模擬分析，以便確定最終導孔溫度。
測試您的假設 – 您覺得如何？
在相同環境條件下，以下 2 個相同的導孔，您覺得哪個導孔的溫度比較高？
• 導線寬度為 3 mm 的導孔 A
• 導線寬度為 1 mm 的導孔 B
導線對導孔溫度的影響有多大？
電熱分析可更準確地預測溫度
答案：導孔 B
導線寬度越窄，溫度越高。根據電熱分析結果，導孔 B 的溫度為 42 °C，導孔A 為 36 °C。
為什麼？
連接到導孔 A 的金屬導線線徑較寬，可提高散熱效率。但其實真正的原因很複雜。導線溫度每改變 10°C，電阻值就會改變 4%，導孔溫度也會隨之升高。因此您需使用電熱模擬器來計算溫度。
以下是個簡化的範例。在高速數位電路板上，熱散逸和傳遞是極複雜的過程。電路板的冷卻特性與許多因素息息相關，包括可用的金屬、材料特性、元件密度和放置位置、冷卻元件和環境條件等。所有這些因素是相互關聯的。電熱分析是唯一可準確預測熱效應並防止過熱的方法。
考量 4：系統分析
透過通道模擬提高設計自信度在創造新的顛覆性技術之前，您必須先克服各種艱鉅的技術挑戰。當暫態模擬(SPICE) 不再能夠滿足現代高速數位電路板的需求，通道模擬就成了最佳選擇。
通 道模擬可快 速分析高速串列和並聯通訊 鏈 路中的通 道。在典型的情境中，通 道模擬器可在幾分鐘內處理 數百萬位元的碼型，以便準確分析眼圖特性，包括密度、寬度、高度、浴缸和誤碼率 (BER) 輪廓。通道模擬器還可針對符際干擾、隨機 抖動、串擾、編碼、等化，以 及高速 數位設計人 員 感興 趣的其他效應，進行模擬。
藉由執行通道模擬，您可確信您的高速數位電路板設計，將符合所有規格要求。如此一來，您可將複雜系統的 PCB 互連和等化功能最佳化。
需要進行通道模擬的 2 個應用
應用 1：400 gigabit 乙太網路
使用者對集中式資料互連網路的需求不斷升高，推動了乙太網路的技術突破與創新。400G 乙太網路便是最好的例子，它象徵著 PCB 電子介面的顛覆性技術突破。不歸零 (NRZ) 和四階脈衝振幅調變 (PAM4)，是兩種可實現 400G 的調變技術。PAM4 雖可大幅提高資料傳輸速率，但卻非常容易受到雜訊的干擾，因為它們將 4 個信號位準打包成 2 個振幅擺盪。
您可透過 IBIS-AMI（輸入/輸出緩 衝區資訊規格演算法建模介面）模型，有效處理更高的資料傳輸速率。利用 IBIS-AMI 模型，您可準確地分析發射器和接收器的效能，並提供有助於實現可攜性、IP 保護、互通性和快速模擬的模型。如果您打算使用供應商提供的 IBIS-AMI 模型，那麼您一定要進行通 道模擬，否則您就無法準確地模擬具有抖動、等化、時脈和資料復原的複雜信號鏈路。藉由執行完整的通道模擬，您將因阻抗變化而產生的符際干擾降到最低，特別 是在電流通過導孔時。
應用 2：雙倍資料速率記憶體
雙倍資料速率 (DDR) 記憶體的設計，一 代比一 代更複雜。與此同時，模擬和測試配置也日漸複雜，導致模擬與測試設定時間也隨之增加。如此一來，想要將模 擬和測試 資料進行關聯 性比 對 變 得更為困難，不但降 低了設計可信度，還延長了故障排除時間，最終錯過了最佳的產品上市時程。
負責設計記憶體系統的工程師，必須因應時序和電壓邊限不斷縮小的挑戰，並同時執行各種複雜的相符性量測，以確保產品能夠可靠地運作。最新的 DDR5和 LPDDR5 標準特別強調隨機抖動測試的重要性。設計人員必須確定他們的記憶體設計，能夠在超低 BER 下，通過接收器波罩測試。
通道模擬可提升您的自信度，讓您能針對 DDR5 及更高版本的設計複雜性進行建模。隨著邊限縮小，記憶體設計能夠容忍的誤差空間也越來越小。通道模擬可快速計算各種極端狀況。
結論
深入了解高速數位設計
高速數位設計的一項重大挑戰是，多個不同專業領域的工作流程最後必須串連在一起。本文分享的 4 個考量，已成為整體高速 數位設計的一部分。但 如果沒有一個可將不同工程師的結果串連在一起的工作流程，他們很難有效地將高速數位設計最佳化。是德科技的整合式設計和模擬軟體提供高速數位工作流程，可實現快速、準確且最佳化的設計。
不論您選擇以何種方式進行高速數位設計，有一點非常顯而易見。使用正確的設計工具，並利用本電子書提出的 4 個考量，來有效進行整體設計，可以讓您快速邁向成功之道。
立即下載 [是德電子書- 成功實現高速數位設計的 4 個考量]
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• 評估示波器的取樣率 VS. 取樣實度