混合信号系统的MATL金宝appAB与Simulink

分析、设计和验证模拟和混合信号系统

使用MATLAB®和Sim金宝appulink®用于混合信号系统的行为建模、快速设计探索、预设计分析和验证。

要开始设计混合信号集成电路(IC),可以使用混合信号块集™ PLL和ADC的型号。构建块以数据表规范为特征,包括模拟损伤。内置的分析工具和测量测试台可以帮助您减少验证工作。

用于高速链路的设计和分析,如PCI Express®、USB、DDR和以太网,您可以使用SerDes工具箱™ 建立和评估您的信道均衡方案,并自动生成用于信道模拟的IBIS-AMI模型。

使用MATLAB和Simulin金宝appk,您可以:

  • 创建PLL、DAC、ADC、SERDE、SMPS和其他混合信号系统的行为模型
  • 按照自顶向下的方法评估模拟-数字设计的折衷
  • 通过联合仿真或创建SystemVerilog模块和IBIS-AMI模型,将系统级模型链接到EDA工具
  • 在生产测试芯片前验证设计,包括模拟/数字硬件和控制逻辑

“电路级模拟耗时三天。使用MATLAB和Simulink,我们将模拟时间缩短到一分钟。”金宝app

爱普生丰田章男上原俊

混合信号分析

在抽象的最高层次,您可以使用MATLAB分析基本的系统架构;例如,哪一个更好:二阶还是三阶sigma-delta调制器?什么类型的PLL是最好的?关于系统稳定性,伯德曲线图说明了什么?

使用MATLAB和Simulink中的分析工具探索设计空间,并为您金宝app的设计找到最佳起点。例如,混合信号块集使用MATLAB功能执行PLL的闭环和开环静态分析,并快速设计环路滤波器。

MATLAB提供了比电子表格或传统编程语言(如C/C++)更强大的分析和可视化功能。然而,你不必放弃现有的投资;MATLAB与微软合作®擅长®并使用C/C++。


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混合信号自顶向下设计

使用并完善行为模型和测量测试台,以实现更快的设计和验证。在Simulink中,您可以在不同抽象级别上模拟模拟电路、控制逻辑和数字硬件。金宝app

描述在“传递函数”抽象级别使用连续时间信号或使用Simscape Electrical的模拟电子学™ 对电压、电流和元件(如RLC元件、运算放大器和开关)进行建模。

在算法级别使用浮点精度描述数字电子或使用任意长度的定点数据类型执行位精确模拟,包括量化和饱和效应。最后,针对asic和fpga生成可合成的HDL代码。

使用MATLAB函数或statflow描述算法级的控制逻辑和状态机®. 您可以使用定点数据类型,并决定是使用嵌入式C/C++代码生成来瞄准微控制器,还是生成可合成的HDL代码来瞄准ASIC和FPGA。


混合信号验证

系统级模型必须链接到设计流程中的下一个阶段。使用MATLAB和Simulink模型作为SPICE模型、HDL代码或硬件的测试工具有不同的方法。金宝app

协同模拟是不同工具之间的运行时链接;在每个模拟时间步,工具之间交换数据,使它们能够一起运行以模拟模型。在模拟领域,Cadence®大师®AMS Designer提供到Simulink的联合模拟链接。在数字领域,HDL验证器™金宝app 提供指向第三方HDL模拟器和FPGA板的链接,用于环路测试。

为了在功能验证环境中进行回归测试和重用,可以利用DPI-C接口将MATLAB算法和Simulink模型导出为SystemVerilog模块。金宝app

您可以使用MATLAB分析IC仿真结果,更有效地可视化数据,并使用优化、机器学习或深度学习技术进一步完善行为模型。

混合信号验证的最后一级是设备测试。在此阶段,MATLAB和Simulink与各种测试设备集成,使您能够构建测试系统,通过模型创建测试向量,控制测试设备,并分析结果。金宝app


锁相环(PLL)

晶体管级模型是精确的,但在锁相环(PLL)设计方面非常缓慢。反馈回路通常需要较长的模拟来捕获锁定时间,需要较小的模拟时间步长来准确预测相位噪声效应。Simulink和混合信号块集使用可变步长解算器,可实现非常快速的PLL模拟,而无需过采样。金宝app

Simulink的控制设计传承了Simulink的模拟引擎,在模拟带金宝app有反馈回路的系统时非常高效。行为建模和更快的模拟方法的结合使工程师能够将PLL设计的模拟时间从几天缩短到几小时或几分钟。


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数据转换器(ADC/DAC)

快速模拟连续和离散时间信号的能力是模数转换器(adc)设计和验证的关键。因为Simuli金宝appnk允许在相同的模拟和数字硬件环境中建模,所以您可以在SPICE工具所需的一小部分时间内设计一个ADC。

使用Simulink进行快速ADC设计可以实现更快的参数金宝app扫描,使工程师能够在更短的时间内执行详细的验证。使用混合信号块集测试台,您可以快速评估积分和微分非线性和噪声性能。


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SerDes和高速链路

在高数据速率下运行的SerDes串行和DDR并行均衡系统的分析和仿真可能会使仿真速度减慢,从而威胁项目交付时间并限制设计探索的范围。

SerDes Designer应用程序允许您在几分钟内分析任意高速信道均衡方案,包括使用NRZ或PAM4信号进行预加重和均衡的不同架构。从应用程序中,您可以自动生成Simulink模型,以进一步完善自适应均衡算法,或者您也可以从自己的模型开始,添加专有算法。对于系统集成和通道验证,您可以使用SerDes工具箱自动生成双IBIS-AMI模型。金宝app


射频功率放大器的数字预失真(DPD)

数字预失真在理论上很简单,但在实际应用中却很困难。MATLAB为控制测试设备、分析复杂数据和构建dsp或fpga算法提供了统一的环境,同时深入了解射频功率放大器(PA)带来的影响。

在MATLAB中,您可以轻松地基于修改的Volterra级数建立PA模型,包括内存和非线性,并使用RF块集对其进行仿真™ 电路包络。使用您自己的DPD算法在闭环中模拟RF PA,允许您在去实验室之前估计定时、量化和额外的RF效果。