EYE Probe Summary

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有個好用的小工具"EYE Probe Summary"， 跟大家分享。
該工具可以把EYE Probe的模擬結果產生容易整理的報告。


一般通道模擬後，我們可以透過datadisplay顯示結果。


但很多情況需要把資料output出來做後處理，若僅是在結果上按export to csv，資料其實是散亂的。


ADS裡有一個EYE Probe Summary的元件，只要Schematic上有EYE_Probe，另外加上EYE Probe Summary，模擬完後就會在 /data 目錄下加入一個EyeProbeSummary.csv，會把模擬結果做更好的呈獻(特別是批次模擬(Batch Simulation))。



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Channel Simulation: Bit-by-bit vs Statistical

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 通道模擬第一個會遇到的問題是：該跑bit-by-bit 還是 statistical？ 先說結論，對於初學者，或是常常搞不清楚這兩者差別的工程師，我會建議用ADS ChannelSim初始設定，也就是bit-by-bit，因為基本上立於不敗。 接著我們談這兩者的差別，要從AMI模型開始說起。 每一個AMI模型都會有兩個保留參數，Init_Return_Impulse() 和 GetWave_Exists()，兩個參數可以為ture或false，因此會有四種可能，見下表。 但不能兩個都是false，所以剩三種可能，我們簡單討論一下分別代表的模型特性。 Type1: 典型的TX模型，LTI (Linear and Time-invariant線性非時變)，可以透過impulse response來描述模型。 Type2: 典型的RX模型，NLTV(Non-linear and Time-variant非線性時變)，包含了CDR和適應性的等化器，無法透過Impulse response來描述模型，需要透過GetWave()來處理並輸出波型。 Type3: 適用於LTI和NLTV兩種情況，但這需要特別小心，最好跟模型供應商確認正確的使用方法。 剛剛開頭有說過了，用bit-by-bit基本上立於不敗，那什麼情況可以用statistical呢？ 1. TX和RX都是Type1 2. 沒有了... 你可能會傻眼，那豈不是不太可能可以跑statistical了嗎？是的，因為現在高速晶片基本上不可能是LTI，RX肯定會有CDR和adaptive-EQ，若跑Statistical就無法考慮這些NLTV的效應，因此必須跑bit-by-bit。 但接著會遇到下一個難題，應該跑多少個bit？ADS help上有說明，ChannelSim的極限是2e9 bits，但我的經驗是基本上無法達到，主要原因，第一是要跑太久，二來電腦也沒有這麼多空間存這麼多資料。多數SI工程師會跑1e6 bits，然後使用外插，這邊可以參考另一篇文章 " Extrapolate in bit-by-bit mode "。 最後給一個觀念，SI模擬看的是趨勢，並找出較好的solution，效率非常重要。因此一開始可以透過bit-by-bit模式，跑個1e6 bits，先看晶片是不是可以在某些情況將眼...
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TDR 與頻寬的關係

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結論：通道S參數的頻寬是W，應該用(1/W)*45%的Tr來當TDR訊號源。 TDR(Time Domain Reflectometry) 是一個很常用來看分析通道的方式，可以協助判斷阻抗不連續的位置。 量測的TDR可以是真實的打step waveform並觀測反射的訊號，或是透過量測S參數，再轉換成時域訊號後處理成TDR的結果。 模擬的話幾乎都是拿到通道的S參數，透過時域分析模擬來得到TDR的結果。 而我最常被問到的是，Tr (Rise Time) 應該要設多少？ 因為Tr跟TDR的解析度是正相關的，Tr越小可以分析出阻抗不連續的解析度就越高，舉例來說，某傳輸線有一小段區域阻抗沒有設計好，想要透過TDR分析，但若Tr設得太大，可能根本看不出來阻抗不連續(因為阻抗不連續的反射波被TDR上升波型moving average掉了)。這個時候通常就會有人問，那我就設超級小，例如1ps就好了啊！但這也是有問題的，因為Tr越快所包含的頻率組成就含有更多高頻分量，所以要可以設很小的Tr的前提是通道S參數要抽得夠高頻，這邊提供一個參考的轉換方式供大家參考。 以下用Keysight E5071C 網路分析儀的規格來做說明 以20GHz頻寬的網儀來說，它能產生的等效Tr是22.3ps，真空解析度是6.7mm (光速3e8*22.3ps)，若在FR4 (dk=4)的材料中，解析度應該是3e8*22.3/2=3.35mm。 用ADS做個簡單的實驗，打出一個22ps的Step response，可以發現在20GHz以後的能量分布都小於-60dB (0.1%)。 20GHz的倒數是50ps，22.3/50 = 45%。 所以我們可以把儀器的標準當作一個TDR Tr設定的參考，假設通道的S參數頻寬是W，那用(1/W)*45%來設定Tr應該是比較合理的設定。 例如，有一個頻寬50GHz的通道模型，若要模擬TDR，比較合理的Tr應該是9ps。
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Using W-element in ADS

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 W-element是一種描述傳輸線的文件，通常是.tab檔，可以透過以下的方式導入ADS。 修改.tab 注意：w-element沒有大小寫區分，若看到有些刻意用大寫，只是為了好辨別。 w-element前面一般會有一些文字說明，開頭是*，這些是註解，建議可以先刪除，簡化文件。 找到.model，以下都是重要的資訊 為了要使用該model，我們需要做一些修改 1. 前面加上.subckt，最後一行打上.ends 用.subckt .ends把模型包裹起來 2. 看.model最後n=多少，就在subckt後面加上以下描述 .subckt case in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 in8 inref  + out1 out2 out3 out4 out5 out6 out7 out8 outref  + Length=1 case: model的名稱，這個會影響後面導入ADS的命名，可以自己取。 in1....in8, 根據n的數量，定義input port的名稱，out1...out8則是output port的名稱。 Length，這個變數名稱user可以自己決定，但要好認，這個會跟著model的名稱顯示在ADS裡，這個變數的值是w-element長度，這例子我們把default值設為1。 3. 使用model W1 in1 in2 in3 in4 in5 in6 in7 in8 inref  + out1 out2 out3 out4 out5 out6 out7 out8 outref  + N=8 L=Length TABLEMODEL=wline W1 可以任意命名。 後面的兩行照抄subckt的前兩行 第三行 N= L= TABLEMODEL= 是固定格式 N的值依照.model的設定 L的值填上.subckt的長度變數，產生連動 TABLEMODEL 用.model後的model名稱 這樣就修改完成了。 Import with Hspice Wizard 選取檔案的時候，記得要選all files，才選的到.tab檔 之後就一直按Next就可以了。 ADS會用之前在w-element命名的subckt名稱產生一個cell，這個時候可以進去symbol修改為希望在電路上...
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