ADS信号完整性分析之：如何对高速通道建模？高速通道建模需要注意什么

 ADS软件在信号完整性以及电源完整性仿真方向有着广泛的应用，易迪拓培训(edatop.com)整理编辑出这套ADS信号完整性分析系列教程，主要介绍使用ADS进行信号完整性以及电源完整性仿真的一些基本概念和应用技巧，供大家参考。资料来源于是德科技。

在高速数字信号传输中，通道指的是从发射端IO Buffer到接收端IO Buffer之间的电子路径。它可能由芯片的封装，PCB板上的走线，连接器和线缆组成。一个简单的通道可以从发射端IO Buffer，PCB走线到接收端IO
Buffer。一个复杂的通道（例如背板）由图1所示元件组成。

图1. 一个大约20英寸长的通道。

在进行通道建模的时候，需要注意三个最重要的特性：

1. 阻抗

2. 损耗

3. 延时或者相位

阻抗取决于几何结构，介电常数和金属导电性。阻抗不匹配造成多重反射。它导致信号振铃，过冲和下冲。通道损耗对SERDES设计很关键，信道损失的主要原因是介电损耗和导体损耗。损耗通常是依赖于频率的。一个信道的频带宽度限制了其最大比特率。对于DDR来说，命令/地址和时钟或DQ和DQS之间的相位差必须很好的控制。

图2. 一个通道中的不同元件

通道的元件可以用基于公式的传输线模型，电磁模型或者基于测量的模型建模，对于每个元件的建模正确与否取决于尺寸以及材料参数是否精确。但元件模型准确定义好之后，把这些元件级联起来来构建一个完整的通道模型，如图2所示。然后，就可以通过TDR仿真来估计通道的阻抗和延时，如图3所示。通道损耗可以通过S参数仿真估计，如图4所示。仿真结果将为改善通道性能以支持更高速率传输提供线索。

 图3.阻抗变化（左）和时延（右）

图4. 插入损耗（左）和相位（右）