CST 眼圖仿真實例（補充1）：IBIS-AMI之Statistical方法

IBIS-AMI用于完整的SerDes信道性能分析：

本期介紹IBIS-AMI的Statistical流程。該流程是眾多IBIS-AMI模型支持的流程中最基礎(chǔ)的一個，發(fā)射Tx和接收Rx的dll都只有AMI_Init這個函式，然后算出信道的脈沖響應(yīng)和AMI均衡器的眼圖改善效果。

我們以2022版的自帶案例為例，介紹IBIS-AMI 統(tǒng)計流程的操作步驟：

先簡單介紹這個案例有什么，該案例用4端口的SPICE模型模擬信道：

案例的仿真任務(wù)分三部分，第一個“Tran1”是Transient任務(wù)，用來啟動IBIS和獲得模擬信道的特征，該特征就是step response階梯響應(yīng)。第二個“IbisAmi_Statistical”是IBIS-AMI任務(wù)，最后一個“Eye_Diagram_Statistical”是后處理眼圖工具，因為我們的流程是Statistical統(tǒng)計法，所以需要眼圖工具。

下面詳細介紹流程。

Step1. 準備IBIS AMI文檔 

IBIS AMI 模型由描述電氣特性的傳統(tǒng)的IBIS模型文件（*.ibs）、包含編譯后算法的動態(tài)鏈接庫文件（*.dll/*.so）以及參數(shù)描述文檔（*.ami）三個文件共同構(gòu)成。簡單解釋就是，IBIS-AMI比傳統(tǒng)IBIS多了數(shù)字信號處理部分。所以用戶一般有6個供應(yīng)商提供的文檔，傳輸端的.ibs,.ami和.dll, 接收端的.ibs, .ami和.dll, 如果一個.ibs包括兩端，那么就是5個文檔。 

我們需要確保這些文檔都在一個文件夾下，然后拖拽.ibs文件進電路界面，其他文檔將自動拷貝進入cst項目。比如，自帶案例項目文件夾中可查看其使用的IBISAMI文檔：

Step2. 建立SerDes電路模型（可包括3D）

比如自帶案例的簡單信道模型:

實際操作也可以用Touchstone、分析模型、3D仿真模塊來建立比如PCB加封裝這樣完整的端到端的信道。

這里的帶箭頭的IBIS模塊是之前拖拽進來的.ibs，我們叫參考模塊。另外兩個AMI模塊是指向它的，因為這一個IBIS包括了Tx和Rx內(nèi)容。這里需要搞清楚模塊的名稱，比如Tx這個IBIS-AMI模塊目前叫“IBIS1”，Rx那個就是“IBIS2”，這些名稱在下一步的Transient任務(wù)中需要。 

Step 3. 計算階梯響應(yīng)Step Response 

添加Transient任務(wù)：

設(shè)置Tmax和采樣數(shù)量： 

這里的采樣需要是線性采樣，用的UI是0.1ns，所以每個bit采樣是1600/100=16。這個要依據(jù)AMI供應(yīng)商提供的說明書。Transient任務(wù)激勵Port1一個足夠長的pulse作為step信號： 

確保我們的IBIS發(fā)射和接收的階梯信號結(jié)果合理： 

Step 4. 添加IBIS-AMI 任務(wù)

任務(wù)設(shè)置中，定義UI=0.1，選擇Statistical流程，發(fā)射和接收要選擇對應(yīng)的IBIS模塊名稱，然后Channel選擇上一步的Transient任務(wù)名稱Tran1。 

這步先不需要更新IBIS-AMI任務(wù)，等下一步之后再更新計算。該任務(wù)會基于上一步Transient任務(wù)計算出來的信道Step Response階梯響應(yīng)，進一步計算具有IBIS-AMI處理效果的Impulse Response脈沖響應(yīng)和Step Response階梯響應(yīng)。

Step 5. AMI參數(shù)查看和設(shè)置 

我們當然可以直接開AMI 文檔查看和修改參數(shù):

也可以在上一步的IBIS-AMI任務(wù)中查看和修改: 

以下是該自帶案例用的IBIS-AMI參數(shù)，不同AMI文檔內(nèi)容有差別。

Tx 的AMI參數(shù)：

可見該IBIS-AMI的Tx只支持Init_Returns_Impulse函式；是個InitOnly 模型。模型目前使用自適應(yīng)FFE前饋均衡器。

Rx的AMI參數(shù)：

可見該IBIS-AMI的Rx也是支持Init_Returns_Impulse函式；是個InitOnly 模型。目前使用自適應(yīng)CTLE連續(xù)時間線性均衡器，自適應(yīng)DFE判決反饋均衡器，具有時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)CDR。

這兩個界面中，可以對Model_specific參數(shù)進行修改，但是Reserved_Parameters是不可修改的。這里的IBIS-AMI是有詳細的說明書的，以后我們再找案例詳細介紹內(nèi)容。

Step 6. 仿真IBIS任務(wù)，查看Impulse Response脈沖響應(yīng)結(jié)果

更新仿真任務(wù)獲得結(jié)果：

接收處的脈沖響應(yīng)Impulse Response：

階梯響應(yīng)Step Response:

這里的階梯響應(yīng)和之前的Transient任務(wù)計算的階梯響應(yīng)不要混淆，二者名稱一樣，但是內(nèi)容有一差別。之前的step響應(yīng)是沒有AMI據(jù)衡器的；這里的step響應(yīng)結(jié)果有AMI均衡器，用于下一步的眼圖計算。

其實仔細看能看出來均衡器效果，比如Post_Tx的上升沿調(diào)整與電壓下降，都是FFE均衡的效果。

這里的三個信號，Analog channel，Post_Tx和Post_Rx,分別對應(yīng)Impulse Response下面，Tx:AMI_Init下面，和Rx:Ami_Init下面的三個位置。再回憶數(shù)字信號處理流程：

也就是說，Post_Tx考慮了Tx的均衡器，Post_Rx考慮了Rx的均衡器，Analog Channel沒有均衡器。三個都是接收端的結(jié)果，不要被“Tx”誤導(dǎo)。

Step 7. 眼圖工具Statistical設(shè)置

這里我們添加了兩次眼圖工具，分別用Analog channel和Post_Rx的step信號來獲取眼圖。

Step 8. Statistical眼圖結(jié)果 

更新眼圖工具后處理，獲得結(jié)果：

沒有AMI均衡器的眼圖（analog channel）緊閉和根本不漏水的浴盆圖：

有AMI 均衡器的眼圖（Post_Rx）和浴盆圖： 

可見AMI均衡器的效果能夠加大眼寬眼高，加寬浴盆開口。

小結(jié)：

1. IBIS-AMI比傳統(tǒng)IBIS多了數(shù)字信號分析，需要仿真的流程分Statistical統(tǒng)計流程和Time Domain時域流程（Transient）。

2. 根據(jù)AMI文檔中介紹的Tx和Rx支持的函式來判斷該IBIS-AMI模型可用于什么流程的仿真。本案例介紹的是基礎(chǔ)的Statistical。

3. 根據(jù)AMI的用戶手冊（說明書）定義采樣、忽略位數(shù)、均衡器參數(shù)等等。眾多均衡器在本案例中的AMI文件參數(shù)中使用，這里并沒有詳解，只是注重于流程。以后有機會再解釋AMI參數(shù)和均衡器細節(jié)。

4. CST的AMI流程（statistical）簡單說就是Transient任務(wù)加上IBIS-AMI任務(wù)，最后眼圖工具后處理。