设计眼图模板时所需的参数列举如下:
- TCLK = clock period,时钟周期;
- TSKEW = the difference between the clock and data propagation time,时钟和数据之间的偏斜,默认为0;
- TJITTER = clock + data jitter (peak-to-peak),时钟和数据信号的抖动峰峰值之和,默认为0;
- TSETUP, THOLD = setup and hold times of the receiver IC,数据的建立和保持时间;
- VI_min, VI_max = minimum and maximum voltage levels allowed at the receiver input,接收端所允许的信号工作电压范围;
- VIL_max = maximum voltage level at the receiver input in the LOW state,接收端判定为逻辑低信号时的最大阀值;
- VIH_min = minimum voltage level at the receiver input in the HIGH state,接收端判定为逻辑高信号时的最小阀值;
- SR_rise = the slowest slew rate of rising edges ,信号上升沿的最慢速率;
- SR_fall = the slowest slew rate of falling edges,信号下降沿的最慢速率。
但是,实际应用中,上述参数往往不会一次性全部用到,尤其在接收端,随着信号速率的不断提升,受到传输过程的反射和高频介质损耗的影响越来越显著,“眼睛”可张开的裕度越来越小,因此,眼图模板往往按照六边形-->矩形-->菱形的结构进行演化。
以MIPI D-PHY为例,标准中并没有直接给出眼图模板,测试者可以根据实际数据进行自定义,v1.2版本中,其最高的传输速率为2.5Gbps,因此,TCLK = 1/2.5Gbps = 0.4ns,并且,根据数据表中的描述,可以得到的其它参数如下: TSKEW = 0.2UI, TSETUP = 0.2UI, THOLD = 0.2UI, VI_min = -250mV, VI_max = 250mV, VIL_max = 40mV, VIH_min = -40mV,由于并没有明确给出关于slew rate和jitter的相关数据,因此,忽略这两项,并且,根据已知的这些参数,可以定义出接收端的矩形眼图模板。
然后,在ADS中建立一路MIPI的通讯链路,并进行瞬态信号仿真,如图所示,链路包含了10inch的内层走线以及两个换层孔,信号速率为2.5Gbps。
眼图模板可直接用txt文本文档进行编辑,并加载到眼图测量模块中,至于模板如何进行编辑,可以参考ADS的帮助文件。
最终得到的眼图仿真效果如下,蓝色实线即根据前述参数所定义的模板,可以观察到,眼图是完全符合设计规定的。
有别于MIPI的自定义方式,在更为高速的接口标准中,通常会直接给出眼图模板的通用标准,比如USB3.1、PCIE3、PEIE4、eDP等等,设计者只需认真读取标准规范的描述内容,即可快速获取相关信息。