LPDDR4高速并行总线的信号完整性分析

发布时间：2017-10-12 07:20

  本文关键词：LPDDR4高速并行总线的信号完整性分析

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【摘要】：随着LPDDR(Low Power Double Data Rate)高速并行总线技术的快速发展,其工作频率不断上升,供电电压不断降低,使信号完整性问题成为产品设计中首要解决的问题。相比LPDDR3技术而言,LPDDR4技术使用更高的工作速率,更低的供电电压,其对信号完整性的影响更大。本论文以最新的LPDDR4高速并行总线为背景,通过仿真的方法对高速电路设计中的信号完整性问题进行了研究。首先,从高速电路设计基础理论入手,介绍了传输线理论、信号完整性理论、电源完整性理论、信号仿真分析原理,从而为后面LPDDR4布局布线前因素仿真分析和布局布线后仿真验证分析奠定理论基础。然后,以此为理论指导,对传输线进行建模,求解得到RLGC模型文件,并以此模型文件为主,以spice仿真程序的形式搭建电路仿真模型,从DMI线、线长、线间距、信号频率、端接阻抗匹配以及终端负载大小等方面对LPDDR4高速并行总线展开布局布线前的因素仿真分析,为后面的LPDDR4实际布局布线提供一般性指导建议。最后通过实例,利用信号电源协同仿真技术对LPDDR4布局布线进行验证仿真分析,包括信号模型及电源配送网络模型S参数的提取,spice语言形式的信号电源协同仿真电路模型的建立,以及最后的仿真结果分析。并从改善电源配送网络和在信号线周围增加地保护线的角度对LPDDR4布局布线进行优化设计与仿真分析。另外,本论文通过与普通的信号仿真方法对比,体现出信号电源协同仿真技术的优势。利用此技术可以更加精确地模拟出产品在实际工作状态下电源噪声对传输信号的影响,大大提高了仿真分析的精度,在高速电路产品的设计过程中具有很重要的指导意义。
【关键词】：LPDDR4 spice 信号完整性 传输线模型 电源配送网络
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP336
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-18
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-16
• 1.3 论文主要研究内容及安排16-18
• 2 高速电路设计理论基础18-35
• 2.1 传输线理论18-22
• 2.1.1 传输线的定义及分类18-19
• 2.1.2 传输线的计算19-22
• 2.2 信号完整性理论研究22-26
• 2.2.1 反射22-23
• 2.2.2 串扰23-24
• 2.2.3 端接方法24-26
• 2.3 电源完整性理论研究26-31
• 2.3.1 电源配送网络26-27
• 2.3.2 电源噪声27-28
• 2.3.3 去耦电容28-30
• 2.3.4 目标阻抗30-31
• 2.4 信号仿真分析原理31-34
• 2.4.1 眼图的形成原理31-32
• 2.4.2 S参数32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 3 LPDDR4因素仿真分析35-54
• 3.1 LPDDR4介绍35-38
• 3.2 高速电路仿真工具介绍38-39
• 3.3 传输线建模与仿真流程39-44
• 3.3.1 传输线建模39-41
• 3.3.2 仿真流程介绍41-44
• 3.4 DMI线的功能仿真分析44-46
• 3.5 传输线对信号质量的因素仿真分析46-48
• 3.5.1 传输线长度对信号质量的因素分析46-47
• 3.5.2 传输线间距对信号质量的因素分析47-48
• 3.6 驱动端信号源频率对信号质量的因素仿真分析48-49
• 3.7 终端阻抗匹配对信号质量的因素仿真分析49-51
• 3.8 不同负载对信号质量的因素仿真分析51-53
• 3.9 本章小结53-54
• 4 LPDDR4内存高速电路实例仿真分析54-69
• 4.1 LPDDR4设计文件介绍54-55
• 4.2 仿真前的准备工作55-58
• 4.2.1 信号通道及电源配送网络模型提取55-56
• 4.2.2 仿真验证的流程及电路模型56-58
• 4.3 利用信号电源协同仿真分析LPDDR4系统58-61
• 4.4 LPDDR4系统的优化分析61-68
• 4.4.1 电源噪声对信号质量的仿真分析及优化61-66
• 4.4.2 增加地保护线对信号质量的仿真分析及优化66-68
• 4.5 本章小结68-69
• 5 总结与展望69-71
• 参考文献71-74
• 作者简历74

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本文编号：1017391