ADS做高速串行通道仿真（1）

对于高速串行通道的仿真，一般分为两个部分，一个是无源通道仿真，关注于整个通道的损耗(Insertion Loss), 反射（Return Loss), 串扰(Crosstalk)等等无源特性；另一个是有源通道仿真，主要关注时域内的信号特性，眼图仿真。

本文主要讨论在ADS里面如何做有源通道仿真。              

一、仿真器原理

ADS最大的好处之一就是Help文件写的特别清楚，所以网上有很多朋友问学习ADS有没有什么资料，其实最好的资料便是Help文件。

通过下面步骤，可以调出来ADS仿真器，可以看出来，通道仿真器有两种 工作模式: Bit-by-bit  和 Statistical, 点击下面的Help即可查看其具体说明。

下面分别讨论两种仿真模式的区别：

Bit-by-bit计算特定bit序列的响应。在这种模式下，通道仿真器依赖通道线性时不变特性达到快速仿真和高吞吐量的要求。下面一张图说明单bit信号的输入与输出波形：

如果假设通道是线性时不变的，那么对于任意给定bit序列，它的输出响应等于单比特响应的线性叠加（此处省略公式推导）。

用一个例子来说明，假如bit序列为10101000，那么对这个序列的单比特脉冲响应的叠加和瞬态仿真输出响应如下图所示，结果是基本吻合的。

在bit-by-bit通道仿真中，单比特脉冲响应是由两个阶跃响应叠加得到的，分别为上升沿阶跃响应和下降沿阶跃响应。

由此可以得到，通道bit-by-bit仿真模式包含两个阶段：

A: Step Characterization: 在这一阶段，通道仿真器调用ADS 瞬态/卷积仿真引擎来计算系统阶跃响应，仿真器自动计算阶跃响应持续时间，考虑TX/RX均衡器的影响。

B: Pulse superposition: 在这一阶段，仿真器对单个脉冲响应进行叠加，并将输出结果给眼图探针进行数据后处理，如果电路中有多个眼图探针和串扰源，仿真器会重复以上步骤，直至完成所有测量项。

在统计模式中，系统响应通过统计计算得到，而不是对脉冲响应进行强制叠加。如下图所示，在一个UI内的某个给定时刻，波形的概率密度函数p(y)通过统计计算获得。

和bit-by-bit模式相似，统计模式也包含两个阶段：

A: Step Characterization: 在这一阶段，通道仿真器调用ADS 瞬态/卷积仿真引擎来计算系统阶跃响应，仿真器自动计算阶跃响应持续时间，考虑TX/RX均衡器的影响

B: Statistical calculation:通过统计计算的方法从ISI分布产生眼图，并一起考虑抖动，串扰，均衡，编码等等因素。眼图探针元件根据眼图的概率密度分布结果通过后处理进行所有测量项的计算，包括浴盆曲线、误码率等等。

对于不重复的数据序列，理论上如果比特数趋于无穷大时，两种仿真模式会给出相同的仿真结果。如果希望得到低误码率下的精确结果，选择Statistical Simulation；如果希望得到对某一特定bit序列的仿真结果，选择bit-by-bit模式。

在bit-by-bit仿真模式下，RX端的DFE/FFE均衡器可以工作在自适应模式下，而在统计模式下，DFE/FFE不能选择自适应模式，但可以使用固定抽头系数进行仿真。要仿真自适应DFE/FFE下的低误码率结果，可以首先使用bit-by-bit模式仿真足够长的比特数，得到稳定的DFE/FFE系数并保存，然后切换到统计模式，读入保存的抽头系数进行仿真。

时域波形测量只能在bit-by-bit模式下进行，除此之外的所有Eye_Probe测试都可以支持两种模式。

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