“聚芯”SoC的IBIS仿真模型的研究及应用

论文摘要

近年来,随着集成电路技术和印制电路板加工制造工艺的不断提高,纷纷出现的高速集成电路芯片及其构成的电子系统性能速度越来越快、面积越来越小、规模和密度越来越大。这在为用户带来方便的同时,也给数字设计者提出了巨大的挑战。电路系统设计过程中一个不可忽视的问题—信号完整性(Signal Integrity,SI)现象也日益突出,由它带来的信号的畸变、延迟以及幅度衰减等已逐渐成为制约电子系统性能、影响电子系统正常工作的重要瓶颈。为了解决信号完整性问题的影响,设计者需要在产品的规划、设计和成品调试的各个阶段考虑对该问题的发现和解决。本文结合“聚芯”SoC通用处理器开发板系统的设计,研究利用仿真手段在产品的设计阶段发现和解决信号完整性问题的方法。本文在简要介绍了高速电路设计中所面对的信号完整性问题后,首先建立了针对“聚芯”SoC开发板系统的信号完整性问题仿真环境;建立了“聚芯”SoC的IBIS模型文件,利用该模型对“聚芯”SoC所使用的I/O缓冲器进行初步的分析,并使对基于该芯片的系统的信号完整性仿真更加细致精确。本论文结合一款具有完全知识产权的“聚芯”SoC芯片,选用IBIS模型作为“聚芯”SoC的仿真模型,较好地解决“聚芯”SoC的稳定性问题,克服“聚芯”SoC产业化道路上的一个关键问题,在理论上和实际上均具有重大意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 "聚芯"SoC简介
• 1.2.1 SoC简介基本特点
• 1.2.2 "聚芯"SoC基本特点
• 1.2.3 组成原理及接口信号描述
• 1.3 论文研究意义
• 1.4 论文所做工作
• 1.5 论文组织结构
• 第二章 信号完整性分析的基础理论
• 2.1 信号完整性的背景及其现状
• 2.1.1 信号完整性仿真提出及背景
• 2.1.2 信号完整性仿真现状
• 2.2 EMI
• 2.3 传输线模型
• 2.4 反射及端接
• 2.5 串扰
• 2.5.1 电容性耦合
• 2.5.2 电感性耦合
• 2.5.3 如何减小串扰
• 第三章 "聚芯"Soc开发板的设计
• 3.1 "聚芯"SoC开发板设计
• 3.1.1 电源设计
• 3.1.2 内存sdram
• 3.1.3 PCI接口
• 3.1.4 flash
• VGA'>3.1.5 LCD_VGA
• 3.1.6 鼠标 键盘
• 2C'>3.1.7 I²C
• 3.1.8 USB
• 3.2 "聚芯"SoC开发板PCB设计
• 3.2.1 "聚芯"SoC开发板的概述
• 3.2.2 "聚芯"SoC开发板的尺寸,层数及特征阻抗
• 3.2.3 "聚芯"SoC开发板的布局
• 3.2.4 "聚芯"SoC开发板的布线
• 3.2.5 其他说明
• 第四章 "聚芯"SoCIBIS模型的生成
• 4.1 IBIS模型的规范,发展及构成
• 4.1.1 IBIS模型的规范
• 4.1.2 IBIS模型的发展
• 4.1.3 IBIS模型的构成
• 4.2 IBIS模型的建模方法及模型的建立
• 4.2.1 IBIS模型的建模方法
• 4.2.2 IBIS模型的建立
• 4.2.3 IBIS模型的建模过程中的其他问题
• 4.3 采集IBIS模型数据
• 4.3.1 提取I/V数据
• 4.3.2 提取V/T数据
• 4.4 聚芯IBIS模型简单分析
• 第五章 "聚芯"SoC实验板的仿真
• 5.1 仿真工具和仿真环境
• 5.2 "聚芯"SoC仿真分析
• 5.2.1 关键网络仿真
• 致谢
• 参考文献
• 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文