ADSで実現する！UHS-II物理層 設計ソリューション

Agenda

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1. UHS-II 電気仕様a. 概略b. UHS-I vs. II データレートと振幅

2. UHS-II 物理層設計におけるチャレンジa. 高周波的設計の必要性b. 実対象を見据えたチャネル全体の評価がカギ！c. 信号評価には注意が必要

3. UHS-II シミュレーションでの課題4. Agilent ADS

a. 回路・電磁界 統合解析環境b. UHS-II デザインガイド

5. まとめ

1. UHS-II 電気仕様a. 概略

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UHS‐I UHS‐II コメント

データレート 200 MHz 1.56 GHz 約8倍の高速化

同期クロック 同期サンプリング PLL/CDR基準サンプリング 従来と比べ大きなテクノロジーギャップ

終端 なし あり 従来にはないインピーダンス制御による波形品質の向上インピーダンス制御 なし あり

信号振幅 1.8 V 400 mV差動 小振幅化によるロス／ノイズマージンの減少

ノイズ／ジッタ仕様 単純なクロック／データ間のタイミング仕様

詳細なジッタ仕様 シリアルにおけるノイズ／ジッタ仕様は複雑でノウハウが必要

コネクタ 電気仕様の規定はなし リターンロスの規定あり コネクタにおけるミスマッチが全体に影響を及ぼす可能あり

1. UHS-II 電気仕様b. UHS-I vs. II データレートと振幅

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200 MHz1.8 V

400 mV 1.56 GHz

大幅なデータレートの向上と低振幅化！

Electro-Magnetic

高周波的な設計

高精度伝送線路モデルor

Sパラメータ

Tx Rx

送信“データ” 波形の“劣化！”

V=IR DC的な設計

送信“データ”

インピーダンス制御簡易伝送線路モデル

データの“伝送！”

Tx Rx

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2. UHS-II 物理層設計におけるチャレンジa. 高周波的な設計が必要

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Channel（物理層）にはクロストークが存在

2. UHS-II 物理層設計におけるチャレンジb. 実対象を見据えたチャネル全体の評価がカギ！

2. UHS-II 物理層設計におけるチャレンジc. 信号評価には注意が必要

Gbpsクラスではプロービング・ポイントで波形が変わる

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コントローラ端でのWrite信号 メモリ端でのWrite信号

WriteRead

オシロで観測

どこで評価すべきか、設計段階からの考慮が必須

3. UHS-II シミュレーションでの課題

• 周波数データであるSパラメータを使って高精度な時間軸シミュレーションを実現

• 短時間での低BER解析（ 1012 以下）

• 高精度なインターコネクト（伝送線路）モデルの実現

• クロストークを加味した伝送線路解析

• トランスミッタとレシーバでのジッタを加味したシミュレーション

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高周波、高速デジタル対応のシミュレータが必須

4. Agilent ADS – 回路・電磁界 統合シミュレーション環境

• EMベースモデル（フルウェーブ電磁界ツール）、測定ベースモデル（VNA、PLTS、TDRなど）を使ったSパラメータ解析、評価

• 豊富な分布定数線路のモデルや、SPICE系（RLC、BSIM4など）モデル、IBISモデルを利用した解析

• Sパラメータの時間軸での扱いに優れた、高速、高精度シミュレーション

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ENA-TDR

アジレントはこれらすべてに対し、最適なソリューションをご提供いたします

4. Agilent ADS – UHS-II デザイン・ガイド

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各種チャネル・モデル

UHS-IIシミュレーション例マスクテスト

ADSADSでは各種シミュレーションに便利なデザインガイドが利用可能です

4. Agilent ADS – UHS-II デザイン・ガイドSパラメータ・コンプライアンス・シミュレーション

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UHS-IIでの伝送線路にSパラメータは必須！

4. Agilent ADS – UHS-II デザイン・ガイドコンプライアンス・マスク・テスト

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Sパラメータ・マスクによる合否判定

4. Agilent ADS – UHS-II デザイン・ガイド 全体シミュ

レーション

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信号源

クロストーク源

クロストーク源

クロストーク加味した全体シミュレーションによる設計精度向上

観測点① 観測点② 観測点③ シミュレーションでは実測困難な個所が観測可能！

4. Agilent ADS – UHS-II デザイン・ガイドアイ・パターン・シミュレーション

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観測点① 観測点② 観測点③

実測に即したシミュレーションと波形観測

まとめ

• UHS-IIでは、データ・レートの高速化により伝送線路設計がますます重要になります

• 高速伝送線路の特性化は、周波数軸であるSパラメータで表現することで、精度の高いモデル化が可能になります

• ADSでは、周波数軸のSパラメータをデータを用いた時間軸シミュレーションを正確に行うことができます。

• 1つの環境（ADS）で電磁界解析からアイパターンのような時間軸波形まで評価することができます

• アジレントでは、実測およびシミュレーションのソリューションにより、UHS-IIを含む次世代高速インタフェースの設計評価を加速いたします！

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