上一篇推文,小P學習了集成串擾噪聲(ICN)的相關公式及概念,文末提到了一個ccICN的概念。那么這個又是什么呢。ccICN,全稱component contribution integrated crosstalk noise,部件貢獻集成串擾噪聲,這里的component小P覺著翻譯成“部件”會更恰當。
作為獨立部件(連接器、線纜、芯片封裝等)的設計廠商,無法獲得詳細的完整的全鏈路S參數模型。 ccICN的提出,主要是解耦鏈路中獨立部件的ICN串擾評估分析與全鏈路完整S參數模型。注意,這里只是解耦了ICN串擾和完全鏈路S參數,全鏈路的損耗場景這個還是需要的。
這個概念,2018年DesignCon的一篇paper里面有給出解釋,小P覺得講的十分簡單明了了。
Component contribution ICN (ccICN) builds on the ICN calculation methodology by adding a secondary weighting function to account for the channel attenuation external to the component (or sub-channel) under test.
Chien-Ping Kao, Brent Rothermel, Jeremy Stephens
對,就還是這三位intel的大佬,他們對ccICN的解釋是,ccICN是建立在ICN噪聲的基礎上,加上了一個二次權重函數用于解釋部件以外的衰減。
我們來看一下ccICN的計算公式:
可以看到ccICN就比ICN多了一個函數
這就是前面提到的二次權重函數。其他的部分ccICN與ICN是完全一致的。
那么這個權重函數中,也就只有一個kxa是生面孔。kxa是一個常數,用于表征除了待測部件(Component Under Test, CUT)以外產生的損耗,單位是dB。值得注意的是,CUT以外鏈路產生的串擾不在ccICN中進行計算表征。kxa,就是整個串擾鏈路減去CUT本身損耗以外,在奈奎斯特率下的損耗值。
如下圖,紅色曲線是一個5inch長度的有損傳輸線的插損曲線,假定波特率fb是32Gbps,因此奈奎斯特率是16GHz。可以看到插損在16GHz時是-4.117dB,因此kxa取值為4.117。藍色曲線代表二次權重函數,在奈奎斯特率時與插損是相交的。
上圖說明了kxa值代表的是插損,那么放到具體的鏈路場景中的kxa應該怎么取值呢。
如下圖是小P瞎畫的一個端到端鏈路場景,全鏈路的插損是28.4dB@Nyquist,并且每個分段部件(也就是咱們所說的component)的插損也在圖上有所表現。假定VICTIM的數據流方向是從右向左,也就是左側才是VICTIM的Receiver,也就是我們關注左側VICTIM的串擾噪聲。
下表中就是各個部件的kxa值,值得注意的是,FEXT和NEXT的kxa值是不一樣的(因為他們的串擾路徑有所區別),左側TX對左側VICTIM的串擾為NEXT,右側TX對左側VICTIM的串擾為FEXT。
kxa_NEXT/dB | kxa_FEXT/dB | |
---|---|---|
PKG0 | 0 | 24.2 |
PCB0 | 8.4 | 22.9 |
Connector0 | 19.4 | 27.2 |
Cable | 21.8 | 18.4 |
Connector1 | 41.8 | 27.2 |
PCB1 | 44.2 | 24.9 |
PKG1 | 51.2 | 25.6 |
Full Channel | 0 | 0 |
上表表示的是aggressors鏈路與victim鏈路的每個component損耗是相等的情況下。我們選取Connector1的kxa計算來詳細解釋。注意,kxa值計算時,不計算串擾部件自身的損耗。
上圖是NEXT的串擾信號傳輸路徑
kxa_NEXT=4.2(PKG0)+5.5(PCB0)+1.2(Connector0)+10(Cable)+10(Cable)+1.2(Connector0)+5.5(PCB0)+4.2(PKG0)=41.8dB
上圖是FEXT的串擾信號傳輸路徑
kxa_FEXT=2.8(PKG1)+3.5(PCB1)+10(Cable)+1.2(Connector0)+5.5(PCB0)+4.2(PKG0)=27.2dB
從以上NEXT和FEXT串擾鏈路的kxa計算可以看出,在串擾部件之前的損耗,是信號在aggressor鏈路上的傳輸損耗,在串擾部件之后的損耗則是信號在victim鏈路上的傳輸損耗。
若是出現aggressor與victim全鏈路損耗不一致的情況,同樣按照上述規則進行計算。
kxa的計算弄清楚了以后,ccICN也就不是什么讓人迷惑的東西了。從kxa值的變化可以看出,ccICN_FEXT與部件所在位置無關,ccICN_NEXT與部件所在位置有關。
協議規范的制定者可以通過定義ccICN的要求,以提供部件供應商進行設計評估。部件供應商則不需要完整的具體鏈路場景,而是基于協議規范給出的要求,得到相應的kxa則可以計算出自己部件的ccICN。
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