SerDes链路协同仿真与无源链路优化设计
电子技术应用
杜审言，付雷雷
高澈科技（上海）有限公司
摘要： 随着SerDes链路信号传输速率的提升，信道链路经过芯片封装和印刷电路板过孔、AC电容和连接器等，会导致信号完整性（Signal Integrity， SI）挑战进一步增大。提出基于SerDes 32 Gbps-NRZ信道传输系统，优化无源信道中的BGA过孔、AC耦合电容焊盘、FMC连接器（FPGA Mezzanine Card Connector）处Pin脚设计，提升了通道阻抗的一致性，建立了更为准确的无源链路通道模型，并结合芯片有源IBIS-AMI模型，对比分析优化前后链路信道对眼图的影响，保证了32 Gbps-NRZ高速信号的稳定传输。
中图分类号：TN919；TP336 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245386
中文引用格式： 杜审言，付雷雷. SerDes链路协同仿真与无源链路优化设计[J]. 电子技术应用，2025，51(1)：25-28.
英文引用格式： Du Shenyan，Fu Leilei. SerDes link co-simulation and passive link optimization design[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(1)：25-28.
中文引用格式： 杜审言，付雷雷. SerDes链路协同仿真与无源链路优化设计[J]. 电子技术应用，2025，51(1)：25-28.
英文引用格式： Du Shenyan，Fu Leilei. SerDes link co-simulation and passive link optimization design[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(1)：25-28.
SerDes link co-simulation and passive link optimization design
Du Shenyan，Fu Leilei
Celestial Microsystems（Shanghai） Co.， LTD.
Abstract： As the signal transmission rate of the SerDes link increases, the signal integrity (SI) challenge increases further as the channel link passes through PKG and PCB boards, through holes, AC capacitors and connectors. This paper provides a transmission system based on SerDes 32 Gbps-NRZ channel, optimizes the design of BGA holes in passive channels, AC coupling capacitor pad, and Pin pins of FMC connectors, improves the impedance consistency in channels, and establishes a more accurate passive link channel model, combined with the active IBIS-AMI model of the chip, the influence of the optimized channel on the eye image is compared and analyzed, which ensures the stable transmission of 32 Gbps-NRZ high-speed signal.
Key words : SerDes；passive link analysis；eye image simulation；IBIS-AMI model
引言
随着电子芯片系统的小型化和高度集成化，PCB上传输信号速率的不断增加，加上PCB板层数不断增多，链路中不可避免地需要过孔换层，而长距离跨板传输信号也需要使用连接器和AC耦合电容等器件。所以针对SerDes信号系统的信号完整性仿真设计分析变得更加重要，在信道链路中，过孔不能仅仅当作金属过孔，同时也要考虑过孔的焊盘、反焊盘以及残桩等带来的电容寄生效应影响[1]。所以链路系统设计，尤其是对高速SerDes进行全链路设计时，必须对其通信信道进行信号完整性SI仿真分析。
本文基于3D电磁仿真软件，结合芯片有源IBIS-AMI模型，对SerDes 32 Gbps-NRZ高速信号进行信号完整性仿真分析。其中无源仿真优化包括: 芯片侧BGA过孔优化，通道中AC耦合电容焊盘设计优化、FMC连接器处Pin脚优化、SMA接头优化，最终无源电磁仿真中的RLCG或S参数模型结合有源IBIS-AMI(Algorithmic Modeling Interface)模型进行仿真，在信道RX接收端观测分析眼图质量。
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作者信息：
杜审言，付雷雷
（高澈科技（上海）有限公司，上海 200120）
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