基于快速时域仿真算法的误码率预估

发布时间：2017-10-05 19:25

  本文关键词：基于快速时域仿真算法的误码率预估

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【摘要】：对于诸如双倍速率同步动态随机存储器(Double Data Rate SDRAM,DDR)系列的高速并行总线来说,不断提升的数据率已然成为CPU对其数据读取的一大障碍。为了节约研发成本,设计者需要提前对其接口的性能进行预估:究竟能跑到多少数据率,在该数据率下产生误码的概率是多少。而眼图包含的信息有限,最坏眼图情况发生的概率不具有实际参考价值,因此,单纯运用眼图或是最坏眼图来判断已经不能满足要求。快速时域仿真算法能够极大地降低仿真时间,因此有必要将统计域的计算引入该算法之中。引入误码率眼图的信息,为工程师在进行前仿真设计时提供新的参考指标依据。本文利用DDR系统中各节点的Hspice瞬态仿真波形,提出运用快速时域仿真算法中的单位脉冲响应法(Single Bit Rate,SBR)和双边沿响应法(Double Bit Rate,DER)来对波形进行提取和处理,以求出不同采样时刻和采样电平下的误码率,并且绘出误码率眼图。从而从统计域的角度来预估DDR存储器的性能,为工程师提供更多的参考依据。快速时域仿真算法已经被用于求解最坏眼图,它在精度和速度上的优势非常明显,因此,本文用它来求解误码率也算是一次新的尝试,具有很强的前瞻性。同时本文还从速度和精度上比较并且验证了SBR算法和DER算法的优劣,指出DER算法更易处理驱动器的边沿非对称的情况,即更易处理实际的波形。最后还设想出接收端采样抖动和噪声的影响,提出高斯分布的抖动采样对通道末端误码率的影响的算法。并且在求得的通道末端的误码率眼图的基础上,计算并且绘出接收端的误码率眼图。最后,本课题将提出的算法运用到工程实践中,开发出一款自动化计算通道末端最坏眼图和误码率眼图的仿真软件,同时预留出接收端的接口,通过输入接收端的参数来预估接收端的误码率眼图。该软件运用Hspice瞬态仿真文件,可自由选取算法种类,工程师可以通过实际情况自由选择算法。通过使用发现,该软件在仿真速度与精度上已经走在了该学科的前列。具有很强的工程运用性和理论指导性。
【关键词】：快速时域仿真 DDR 误码率眼图 接收端 仿真软件
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符号对照表12-13
• 缩略语对照表13-16
• 第一章 绪论16-20
• 1.1 本课题的研究背景16-17
• 1.2 本课题的研究内容17
• 1.3 国内外研究现状17-18
• 1.4 论文的结构组织18-20
• 第二章 DDR内存的发展及功能的改进20-30
• 2.1 DDR系列存储器的发展20-22
• 2.2 DDR4在功能上的差异与改进22-30
• 2.2.1 接口逻辑电平与DBI编码22-23
• 2.2.2 优化的ODT端接方式23-25
• 2.2.3 动态的参考电平Vref25-30
• 第三章 影响DDR4的信号质量及对其评判30-42
• 3.1 影响DDR4内存的信号质量的因素30-37
• 3.1.1 拓扑结构30-33
• 3.1.2 电源噪声33-37
• 3.2 DDR4的信号质量的评判37-42
• 3.2.1 眼图37-38
• 3.2.2 最坏眼图38-39
• 3.2.3 眼图的合规模板39-40
• 3.2.4 基于统计域的BER分析40-42
• 第四章 基于快速时域仿真算法的误码率眼图分析42-66
• 4.1 快速时域仿真技术简介42-44
• 4.1.1 单位响应法（SBR）42-43
• 4.1.2 双边沿响应法（DER）43-44
• 4.2 DDR4仿真平台44-47
• 4.3 基于SBR的误码率分析47-54
• 4.3.1 合成脉冲波形47
• 4.3.2 光标的划分与概率的赋值47-49
• 4.3.3 求解主光标上联合概率分布函数49-51
• 4.3.4 求解误码率眼图51-54
• 4.4 基于DER的误码率分析54-62
• 4.4.1 光标的划分55-56
• 4.4.2 初始化与求向量56-57
• 4.4.3 基于概率分布的格子法“解”向量57-62
• 4.4.4 求解误码率眼图62
• 4.5 接收端抖动与噪声的考虑62-66
• 第五章 软件的界面设计与测试66-74
• 5.1 软件的运行流程图及界面66-68
• 5.2 软件的运行测试68-74
• 第六章 总结与展望74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 作者简介82-83

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