【经验技巧】基于Matlab和ADS的PCIe 4.0 AMI模型建模与仿真分析

在Matlab的在线帮助中心，搜索“PCIe4 Transmitter/Receiver IBIS-AMI Model”，按照文档中的操作步骤，进行基于PCIE 4.0的IBIS AMI模型的参数配置，并在SerDes Designer Toolbox中完成调试后，导入到Simulink环境下，进行进一步的参数调整和通道建模仿真，最后导出IBIS AMI驱动模型。

操作文档的链接如下，操作内容非常清楚，感兴趣可以按照步骤进行尝试：

PCIe4 Transmitter/Receiver IBIS-AMI Model - MATLAB & Simulink - MathWorks 中国https://ww2.mathworks.cn/help/serdes/ug/PCIe4TxRxIBISAMIModel.html?searchHighlight=PCIe4%20Transmitter%2FReceiver%20IBIS-AMI%20Model&s_tid=srchtitle_support_results_1_PCIe4%20Transmitter%252FReceiver%20IBIS-AMI%20Model值得强调的是，PCIE的参数配置，重点是对其FFE、CTLE和DFE的功能解读，按照PCIE 4.0 （速率16GT/s）的规范[1]要求：

1. FFE采用三抽头（Preshoot、Main、De-emphasis tap）形式，并提供了十种参数组合以供选择；

2. DFE采用两抽头（d1、d2）形式，d1取值范围为±30mV，d2取值范围为±20mV；

3. CTLE采用一个零点和两个极点的传递函数形式。

因此，配置过程的关键操作，就是对上述三个功能的具体参数化，并且，知道了配置的方法，通过举一反三，设计者也可以轻松地完成对其它协议接口的AMI建模。

将生成的AMI模型，导入到ADS的电路建模环境中，并串联一个测试得到的PCIE通道的S参数模型，在AMI模型缺省配置的情况下（FFE fixed mode [-0.25 0.75 0]）、CTLE & DFE adapt mode），首先评估终端匹配电阻对于眼图的影响（AMI模型中通常不会自定义差分端接电阻，需要手动配置），因此，利用ADS的参数变量扫描功能（Parameter Sweep），进行自动化运算；

从结果中可以观察到差分阻抗的变化对眼图结果的影响，主要影响到眼宽和眼高；

除此之外，由于CTLE和DFE均是自适应模式，无需过多关注，而FFE为固定模式，因此，需要设计者对预设的十个参数组合进行扫描，以评估出最适合的选项，利用ADS的StringList组件将FFE的三个抽头的十组数值依次列出；

再利用BATCH Simulation模块的自定义数组组合扫描功能，对三个数组组合进行自动化运算；

从结果中，可以选择出最适合的FFE组合，如下图所示，P5为参数表现最好的一组，即[Preshoot Main Deempahsis]=[-0.1 0.9 0]；

得到合适的FFE抽头系数后，还可以将数据重新配置到Simulink的FFE模块中，并重新运行链路模型，从而获取Matlab环境下的统计和时域眼图分析结果，帮助设计者更专业地开展信号完整性的分析工作；

利用Matlab的建模功能，可以生成任意的AMI驱动模型，这为无法获取有效模型的设计者提供了极大地帮助，并且，借助ADS的组合扫描功能，可以轻松完成对复杂配置数据的对比分析，从而帮助设计者更为高效地完成SerDes链路的信号仿真设计和评估工作。

参考文献

[1] PCI Expresss Base Specification Revision 4.0 Version 1.0, September 27, 2017.

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