使用叠加的串扰分析方法与流程

文档序号:13216274阅读:275来源:国知局
背景领域本公开一般涉及高速数据通信接口,尤其涉及优化用于通信链路的电路设计。

背景技术:
移动设备(诸如蜂窝电话)的制造商可以在一个或多个集成电路(IC)设备和/或一个或多个电路板中部署各种电子组件。这些电子组件可包括处理设备、存储设备、通信收发机、显示器驱动器以及类似组件。在一个示例中,可以在印刷电路板(PCB)上提供处理设备,并且该处理设备可以与在同一PCB上和/或在不同PCB上的一个或多个存储器设备通信。处理器可以使用支持数据和控制信号的单向和双向通道的高速通信链路与存储器设备通信。在多线接口中,通信链路的最大速度和接收机可靠捕捉数据的能力可能受限于来自邻连接器的串扰。串扰的影响可通过增加毗邻连接器之间的间距、毗连连接器上传送的信号的指派、减小传输时钟速率以及通过其他技术来消除,其中许多技术可能具有负面影响,包括降低的通信链路性能、增加的半导体管芯、电路板和芯片载体尺寸。因此,需要优化通信链路的设计的工具和技术。概述本文公开的实施例提供了可被用于优化通信链路的系统、方法和装置。在本公开的一方面,一种用于优化电路和/或电路设计过程的方法包括:确定信道对通过该信道传送的第一信号的第一响应,确定该信道对通过邻信道传送的第二信号的第二响应,基于第一响应和第二响应来执行第一信号分析,通过修改第二响应的幅值和定时以模拟第二信号的特性的改变来确定经修改的第二响应,以及基于第一响应和经修改的第二响应来执行第二信号分析。第一信号分析可标识第二信号对第一信号的影响。第二信号分析标识经修改的第二信号对第一信号的影响。信号分析可包括静态分析和/或最佳情形/最差情形分析。在本公开的一方面,第一信号可包括脉冲且第二信号包括脉冲。第一响应可通过对第一信号的接收自该信道的版本进行采样来确定。第二响应可通过对该信道中的串扰进行采样来确定。该信道可被电磁或静电地耦合至该邻信道。在本公开的一方面,第一信号分析可通过递归地将第一响应的采样与第二响应的采样进行卷积来执行。第二信号分析可通过在延迟被添加至第一响应或第二响应之后递归地将第一响应的采样与第二响应的采样进行卷积来执行。电路的连接器对之间的物理关系可基于该延迟来修改。在本公开的一方面,经修改的第二响应包括对该信道中的串扰的采样进行缩放。第二信号分析可通过递归地将接收自该信道的第一信号的采样与该信道中的串扰的经缩放采样进行卷积来执行。电路的连接器对之间的物理关系可基于用于获得经缩放采样的缩放因子的幅值来修改。分隔电路的连接器对的距离可基于用于获得经缩放采样的缩放因子的幅值来修改。在本公开的一方面,确定经修改的第二响应和执行第二信号分析的步骤可被迭代地重复直到经修改的第二信号对第一信号的影响越过期望阈值。连接器对的属性在每轮迭代间被修改。在本公开的一方面,一种装备包括:用于确定信道对通过该信道传送的第一信号的第一响应的装置,用于确定该信道对通过邻信道传送的第二信号的第二响应的装置,用于基于第一响应和第二响应来执行第一信号分析的装置,用于通过修改第二响应的幅值和定时以模拟第二信号的特性的改变来确定经修改的第二响应的装置,以及用于基于第一响应和经修改的第二响应来执行第二信号分析的装置。第一信号分析可标识第二信号对第一信号的影响。第二信号分析可标识经修改的第二信号对第一信号的影响。在本公开的一方面,一种用于无线通信的装置包括:处理系统,其被配置成确定信道对通过该信道传送的第一信号的第一响应,确定该信道对通过邻信道传送的第二信号的第二响应,基于第一响应和第二响应来执行第一信号分析,通过修改第二响应的幅值和定时以模拟第二信号的特性的改变来确定经修改的第二响应,以及基于第一响应和经修改的第二响应来执行第二信号分析。第一信号分析可标识第二信号对第一信号的影响。第二信号分析标识经修改的第二信号对第一信号的影响。在本公开的一方面,一种处理器可读存储介质(可以是非瞬态的)具有或维护一条或多条指令,该指令在由至少一个处理电路执行时使该至少一个处理电路确定信道对通过该信道传送的第一信号的第一响应,确定该信道对通过邻信道传送的第二信号的第二响应,基于第一响应和第二响应来执行第一信号分析,通过修改第二响应的幅值和定时以模拟第二信号的特性的改变来确定经修改的第二响应,以及第一信号分析标识第二信号对第一信号的影响,基于第一响应和经修改的第二响应来执行第二信号分析。第一信号分析可标识第二信号对第一信号的影响。第二信号分析可标识经修改的第二信号对第一信号的影响。附图简述图1描绘了在电路之间采用高速数据链路的装置。图2是解说其中IC设备使用单端通信链路进行通信的装置的示图。图3解说了与耦合IC设备的通信链路相关联的电路系统的某些方面。图4解说了在接收机处对在通信链路上传送的脉冲进行采样。图5解说了对受害者信号和侵略者信号的信道响应。图6是通过针对变动的串扰幅值递归地将受害者采用和串扰采样进行卷积来构造的统计眼图。图7解说了针对不同串扰幅值的串扰容限扫掠的结果。图8解说了针对受害者信号与侵略者信号之间的不同相位关系的信道响应。图9是通过针对受害者信号与侵略者信号之间的不同相位关系递归地对受害者采用与串扰采样进行卷积来构造的统计眼图。图10解说了针对受害者信号与侵略者信号之间的不同相位关系的串扰容限扫掠的结果。图11是用于优化电路和/或电路设计过程的方法的流程图。图12是解说针对用于优化电路和/或电路设计过程的装置的硬件实现的示例的示图。详细描述现在参照附图描述各个方面。在以下描述中,出于解释目的阐述了众多具体细节以提供对一个或多个方面的透彻理解。但是显然的是,没有这些具体细节也可实践此(诸)方面。如本申请中所使用的,术语“组件”、“模块”、“系统”及类似术语旨在包括计算机相关实体,诸如但并不限于硬件、固件、硬件与软件的组合、软件、或执行中的软件。例如,组件可以是但不限于是,在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行件、执行的线程、程序和/或计算机。作为解说,在计算设备上运行的应用和该计算设备两者皆可以是组件。一个或多个组件可驻留在进程和/或执行的线程内,且组件可以本地化在一台计算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。此外,这些组件能从其上存储着各种数据结构的各种计算机可读介质来执行。这些组件可藉由本地和/或远程进程来通信,诸如根据具有一个或多个数据分组的信号来通信,这样的数据分组诸如是来自藉由该信号与本地系统、分布式系统中另一组件交互的、和/或跨诸如因特网之类的网络与其他系统交互的一个组件的数据。此外,术语“或”旨在表示包含性“或”而非排他性“或”。即,除非另外指明或从上下文能清楚地看出,否则短语“X采用A或B旨在表示任何自然的可兼排列。”即,短语“X采用A或B得到以下任何实例的满足:_X采用A;X采用B;或X采用A和B两者。另外,本申请和所附权利要求书中所使用的冠词“一”和“某”一般应当被解释成表示“一个或多个”,除非另外声明或者可从上下文中清楚看出是指单数形式。本发明的某些方面可适用于被部署在电子设备之间的通信链路,这些电子设备可包括装置(诸如电话、移动计算设备、电器、汽车电子设备、航空电子系统等)的子组件。图1描绘了可采用IC设备之间的通信链路的装置100。在一个示例中,装置100可包括无线通信设备,该无线通信设备通过RF收发机与无线电接入网(RAN)、核心接入网、因特网和/或另一网络通信。装置100可包括可操作地耦合到处理电路102的通信收发机106。处理电路102可包括一个或多个IC设备,诸如专用IC(ASIC)108。ASIC108可包括一个或多个处理设备、逻辑电路等等。处理电路102可包括和/或耦合到处理器可读存储(诸如存储器设备112),该处理器可读存储可维护可由处理电路102执行的指令和数据。处理电路102可由操作系统以及应用编程接口(API)110层中的一者或多者来控制,该API110层支持并允许执行驻留在存储介质(诸如无线设备的存储器设备112)中的软件模块。存储器设备112可包括只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存卡、或可以在处理系统和计算平台中使用的任何存储器设备。处理电路102可包括或能够访问本地数据库114,该本地数据库114可维护用于配置和操作该装置100的工作参数和其它信息。本地数据库114可使用数据库模块、闪存、磁介质、EEPROM、光学介质、磁带、软盘或硬盘等中的一者或多者来实现。处理电路也可以可操作地耦合至外部设备,诸如天线122、显示器124、操作者控件(诸如按钮128和按键板126以及其他组件)。图2是解说其中一对设备202、204使用通信链路206进行通信的装置200的示图。例如,这对设备或电路202、204可以是图1中所描绘的装置100的组件。通信链路206可包括构建自导线、电路板或芯片载体、封装基板、硅(或替换性材料)中介体上的导电迹线、IC的金属化层中的导电迹线、和/或其他电连接器和器件的数目n个连接器206a-206n。通信链路206可包括单向和/或双向连接器206a-206n。通信链路206可包括单端连接,藉此每个信号在一个信号导线206a-206n上传送。通信链路206可包括在信号导线对206a-206n上发送的两个互补信号中传达数据的一个或多个差分连接器对。在该示例中,数据由处理电路202传送给存储器电路204,存储器电路204捕捉并解码来自各个连接器中的某些连接器的数据。一些存储器设备(诸如双倍数据率(DDR)动态随机存取存储器(DRAM))使用在连接器206a-206n之一上传送的数据选通(DQS)以确定数据何时有效和/或何时能从该通信链路206可靠地捕捉数据。DDR和其他接口可依赖于互补数据选通(DQST/C)连同各种数据信号(DQ)的传播以触发接收机内的数据捕捉。通常,DDR接口已经与经匹配的DQ和DQST/C路径延迟“源-同步”,这可促成在数据捕捉期间应用的噪声和/或抖动消去技术。图3是解说与耦合IC设备对的组件的通信链路相关联的电路系统的某些方面的示图300。在一个示例中,该电路系统可包括将时钟330分发给提供、门控、和/或选择数据332并控制信号(诸如写使能信号336)以供通过通信链路328进行传输的逻辑的时钟树电路304、与在IC设备之间提供的信道306相关联的线驱动器314、318和接收机322、以及支持一个或多个DRAM设备308的操作的逻辑326和驱动器324。示图300不旨在表示电路系统的物理位置。在一个示例中,控制信号338和/或数据信号334中的一些或全部可被提供给线驱动器314、318以供在通信链路328的单端信号线或连接器316、320上传输。在另一示例中,控制信号338和/或数据信号334中的一些或全部可被提供给线驱动器314、318以供在通信链路328的差分信号线或连接器对316、320上传输。如所提及的,某些DDR接口可依赖于控制信号338(或DQST/C)与数据信号334的源同步传播。在图3中示出的示例中,控制信号338和/或数据信号334可以非对称延迟来传送。低功率第四代DDR(LPDDR4)设备可与非均匀静态延迟相关联以使得DQ-DQS启动定时可有很大程度的变动。在LPDDR4示例中,可在DQ与DQS边沿之间观察或预期到200皮秒(200ps)与800ps之间的定时延迟。定时差异可使数据捕捉期间的噪声和/或抖动消去变得复杂。电路设计者可从能表征信道对所传送信号和干扰(诸如,共信道干扰,其可包括或被称为串扰)的响应的模型中获益。连接器316、320对脉冲的响应可被用于对由连接器316、320提供的信令信道以及这些信令信道处置在IC设备之间传送的信号的能力进行建模。信道响应可基于信令信道316、320的脉冲响应使用眼图轮廓或统计数据眼图来表征。眼图轮廓通常表示最差情形眼图开度,而统计眼图表示根据概率的眼图开度。在一个示例中,统计数据眼图可使用在由电气电子工程师协会(IEEE)发布的文档中描述的技术和方法来创建,该文档作者为Casper等人并且题为:“针对多Gb/s芯片到芯片信令方案的准确和高效分析方法”(参见关于VLSI电路的IEEE研讨会纪要,第54-55页,2002年6月,其全部内容通过援引纳入于此)。如本文所公开的,统计数据眼图以及相关联的方法和技术例如可被用来模拟共信道干扰对输入信号的影响并且由此通过使得能在模拟器中对互连电路进行优化而缩短设计周期并改善设计效率。来自邻(侵略者)通信信道/连接器的串扰通常得自与感兴趣的数据流(受害者)不同的数据流,并且一般是非相干的。在包括采用静态延迟不对称的LPDDR4的之后诸代同步DRAM(SDRAM)设备中,噪声/抖动消去技术的有效性可被降低并且信号之间的相位差可能变得更显著。根据本文公开的某些方面,用于生成统计数据眼图的方法可被适配成实现和支持电路设计期间的串扰分析和改善。在一个示例中,本文公开的过程和技术可在设计阶段期间被使用以建立设计目标并假定和评估“要是……会怎样”场景。这些方法体系中的某个方法体系可使得能够通过数值上的操纵来实现对侵略者信号与受害者信号之间的关系的探察。例如,信道对侵略者脉冲或信号的串扰响应可被假定是独立于应用于该信道或者通过该信道传达的受害者脉冲或其他受害者信号的。数值操纵的使用可使得能在无需对连接器架构进行迭代重新设计的情况下实现迭代串扰优化。数值操纵可包括缩放感生或以其他方式被引入到信道中的串扰的幅值以确定从受害者信号的视角来看可容忍的串扰水平。从数值操纵推导出的缩放因子可被转译成控制与电路板、芯片载体、IC设备和/或封装相关联的连接器的路由和其他特性的一个或多个参数。例如,缩放因子可被用于适配或推导控制迹线间距、屏蔽要求等的参数。数值操纵可包括修改受害者信号与由侵略者信号感生或引入到信道中的串扰之间的相位关系以便标识最差情形定时和/或最佳情形定时,并探察特定设计的敏感度。根据本文描述的某些方面,一种用于量化或估计串扰和用于探察其对受害者信号的影响的方法体系可包括使用基于一种或数种经适配和/或经扩展Casper方法的过程。该一种或数种Casper方法可一般对于信道评估是有用的,并且该方法可如本文所述地被适配成供在电路设计阶段使用以建立设计目标并评估与总线的连接器的放置和路由相关联的“要是……会怎样”场景。在一些实例中,统计眼图可被用于表征信道脉冲响应。该信道脉冲响应可通过将信道的冲激响应与表示在该信道上传送的信号的脉冲进行卷积来生成。该脉冲可表示从逻辑‘0’转变到逻辑‘1’并在传输时段之后回到逻辑‘0’的数字信号。在一些实例中,脉冲响应可通过阶跃响应的恰适组合来生成。朝正向的阶跃响应继以延迟达数据比特周期或即单位区间(UI)的朝负向的阶跃响应的可被用于形成具有与该数据比特周期/UI对应的脉冲宽度的正向脉冲响应。在线性时不变系统中,这些脉冲响应可被组合以形成供用于稍后与信道响应进行卷积的脉冲响应,或者这些阶跃响应可各自与信道响应进行卷积并随后被组合以形成信道脉冲响应。换言之,这些初始操作的次序不一定有影响。用于生成统计眼图的过程可包括在物理信道上传送脉冲,并且在多个采样瞬间或单位区间(UI)中对在接收机处接收自该信道的信号进行采样。在接收机处获得的采样可被用于确定该信道的脉冲响应并对该信道进行建模以供进一步分析。在一个示例中,收到信号的采样可表示相应的UI和码元间干扰(ISI)项。每个ISI采样可被递归地彼此卷积以获得ISI概率分布函数(PDF)。随机变量的PDF表示该随机变量落在表示该随机变量的采样间距的函数的无限小区间内的概率。所生成的PDF可与经采样的高电压(例如,表示逻辑‘1’)和经采样的低电压(例如,表示逻辑‘0’)进行卷积以产生分别表示逻辑‘1’和逻辑‘0’的概率分布的PDF对。串扰可使用相同方法来表征。图4是解说表示对接收自信道的脉冲的信号402的采样的图表400。图表400示出了解说逻辑‘0’和逻辑‘1’采样的一个集合的所模拟的脉冲响应,其可被用于产生眼图轮廓或统计眼图。在一方面,1UI采样项可被加总在一起以确定最差情形电压偏差。例如,所有正1UI采样可通过加总来被组合以表示与逻辑‘0’的最大偏差,而所有负1UI采样可通过加总来被组合并从取自脉冲峰值的采样被减去以表示与逻辑‘1’的最大偏差。在两种情形中,经加总的采样的极性使得它们组合以在垂直方向上闭合眼图轮廓。在一方面,假设所传送的逻辑‘0’或逻辑‘1’有相等概率,则1UI采样项可被递归地卷积。在该示例中,一系列采样可具有值{-0.01,0.059,-0.07,0.015,0.055,0.2,0.5,0.0,0.7……
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