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高速信号経路のモデル化、測定、および最適化

高速システムを正確に測定するには、送信側のDUTからプローブやインタコネクトを経てレシーバに至るまで、信号経路全体を可視化する必要があります。

Tektronixシグナル・インテグリティ・モデリング(オプションのSIM)ソフトウェアは、5シリーズ B MSO、6シリーズ B MSO、および7シリーズ DPOオシロスコープとシームレスに統合します。これにより、ケーブルやフィクスチャのディエンベッド、さまざまなチャンネル損失プロファイルのエンベッド、レシーバのイコライゼーションのエミュレートを行ったり、トランスミッタのイコライジングをオシロスコープで直接試したりできます。

早期立ち上げ、コンプライアンス、デバッグのために設計されたSIMは、直感的なユーザ・エクスペリエンスを実現し、開発を加速させ、高性能な製品を自信を持って提供するのに役立ちます。

de-embedded signal using Tektronix SIM software resulting in a larger eye opening.

ディエンベディングによってチャンネル損失の影響が取り除かれ、アイ開口がより大きくなりました。

信号経路効果のディエンベッドまたは除去

高周波では、適切に設計されたセットアップであっても、プローブの負荷、ケーブルの損失、フィクスチャの反射によって歪みが生じ、高速、RF、高速スイッチング電源設計における真のDUT動作が不明瞭になる可能性があります。

Tektronixシグナル・インテグリティ・モデリング(オプションのSIM)ソフトウェアは、DUTで信号がどのように見えるかを明らかにするために、Sパラメータのディエンベディングを適用して、セットアップからのロス、反射、遅延を排除します。

VDUT(f) = Vmeas(f) / H(f)
ここで、H(f) は測定経路の(Sパラメータからの)伝送関数です

測定アーチファクトによってDUT動作が不明瞭になる場合、直接プロービングが物理的に現実的でない場合、またはPCIe、USB、DDRなどで定義されている標準化されたテスト・ポイント(TP0、TP1、TP2など)での可視性がコンプライアンス上要求される場合、ディエンベッディングは特に重要です。SIMを使用すると、重要な場所に測定面を仮想的に移動できます。

現実のインターコネクト特性をエンベッドする

最悪のシナリオを検討する場合、リンク構成を比較する場合、あるいは物理層のコンプライアンスを検証する場合でも、エンベッドはデプロイメントの前に自信を持ってパフォーマンスを評価するのに役立ちます。

エンベッドにより、エンジニアはバックプレーン、ケーブル、チャンネルなどの現実の接続を仮想的に挿入できます。SIMを使用すると、トランスミッタ/レシーバ・モデルの間に最悪のケースを想定したケーブルまたはPCBアセンブリをエンベッドして、追加された挿入損失と反射がより高いデータ・レートでのリンク・マージンにどのように影響するかを確認することができます。

SIMを使用すると、Sパラメータ・モデルを適用して、これらの環境をオシロスコープ上で直接シミュレートできるため、物理的なハードウェアを構築したり交換したりすることなく、マージン解析やシグナル・インテグリティの検証が可能になります。

eye diagram side by side comparison before and after using SIM software on Tektronix oscilloscope to embed interconnect characteristics.

エンベッドされたインターコネクト特性によるISIにより、アイの高さと幅が減少します。

configuration view of SIM advanced software being used for receiver equalization

SIMAでレシーバのイコライゼーションを設定し、実際の動作をエミュレートします。

イコライゼーションを適用して閉じたアイを回復し、シリアル・リンクのパフォーマンスを検証する

イコライゼーション(EQ)は、チャンネル損失と歪みを補正してアイ開口を回復し、タイミングと振幅のマージンを回復します。一方、ディエンベッディング/エンベッディングは、特定のフィクスチャやインタコネクトの測定効果を数学的に除去または適用します。これら併用することで、デバイスの真のパフォーマンスを明確かつ正確に把握できます。

直接プロービングが現実的でない場合は、レシーバ・イコライゼーション(Rx EQ)エミュレーションを使用し、既知のチャンネルの効果をエンベッドした後、Rxイコライゼーション(CTLE、FFE、DFE)を適用して、レシーバのデシジョン・ポイントに現れるような信号を再構成します。

トランスミッタ・イコライゼーション(Tx EQ)では、プリエンファシスまたはデエンファシスを適用して、チャンネルに入る前の信号を整形し、さまざまなTx設定が全体的なシグナル・インテグリティにどのように影響するかを予測することで、送信信号をオシロスコープ上で直接調整できます。

SIM Advanced(オプションのSIMA)を使用して、チャンネルの状態をエミュレートし、TxとRxの両方のイコライゼーション・モデルをオシロスコープで直接適用および調整します。これにより、EQの最適化、「what-if」設計の検討、高速シリアル標準テストに合格するためのアイ・ダイアグラムの改善が可能になります。

注:SIMAは2026年初頭に利用可能になる予定です。

信号経路の完全な可視性

Sパラメータやインピーダンスの検証、スミス・チャートによるシステム特性の視覚化などのコンポーネント・レベルの分析から、振幅、位相、インパルス、ステップ応答、ジッタなどの包括的なシステム・レベルの分析にシームレスに移行できます。

カスケード接続されたSパラメータ・モデルと事実上無制限のテスト・ポイントをサポートすることで、並列経路や複雑な信号伝送路をシミュレートし、迅速かつ正確に探索、反復、最適化を行うことができます。

フィクスチャのディエンベッド、チャンネル・モデルのエンベッド、イコライゼーションの適用を迅速に行い、信号のありのままの状態を確認できます。Tektronix SIMソフトウェアはオシロスコープと連携して、元の結果と修正された結果の両方を保存することで、素早く並べて比較し、信頼性の高い「what-if」分析に役立てることができます。

シグナル・インテグリティ・モデリング(オプションのSIM)ソフトウェアの詳細を調べる
Tektronix SIM software producing eye diagrams to reveal signal distortion.

信号経路のインピーダンスの不連続性によって生じる信号の歪みの増加を示すアイ・ダイアグラムを生成するSIMの構成。

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参考資料

de-embedded signal using Tektronix SIM software resulting in a larger eye opening.
データ・シート

シグナル・インテグリティ・モデリング・ソフトウェア(opt SIM)

不要なセットアップ・アーティファクトをディエンベッドし、チャンネル損失プロファイルをエンベッドし、イコライゼーションを適用して、タイミング・マージンとシグナル・インテグリティをオシロスコープ上で直接エミュレートします。5、6、7シリーズで動作します。
Jitter, Eye Diagram, and Timing Analysis​
データ・シート

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