光网络高速背板及网络处理器封装设计

       某欧洲IC设计团队需要将其产品应用于3.125Gbps光纤传输系统并为客户提供背板设计方案。原始的背板参考设计因封装模型过于简单，阻抗不匹配等原因，接收信号的电压波动很大，抖动也不符合设计指标，导致设计失败。我公司封装设计团队先抽取封装的3维电磁模型，再由高速系统设计团队对系统的其余各个部分精确建模 （系统示意框图如下图1），通过对所有可变参数扫描和高效的DOE分析方法得到几种可行的方案。该客户采用了我公司提供的方案后，对背板设计作了改进，最终顺利通过了系统测试。改进前后接收端眼图对比如图2、图3。

图1 系统框图

图2 原始设计接收端眼图                      图3 优化后接收端眼图

精确的集成电路行为级（IBIS）建模

      某美国芯片公司需要向客户提供芯片电路模型用于验证和设计，IBIS模型因其快速运算及保护知识产权的能力成为首选。该客户原始的模型采用简单的VT曲线拟合，所得到的模型不能真实反映实际电路特性，其仿真输出波形的各项指标都不能达到标准规范，基本无法用于系统设计，见下图4。经我公司IBIS支持团队分析处理后，采用具有自主知识产权保护的先进计算方法重新建模，调整后IBIS模型生成的波形与晶体管级模型生成的波形结果如下图5。

图4 原始IBIS 模型生成的波形（黄色）与晶体管模型生成的波形（红色）

图5 调整后IBIS 模型生成的波形（黄色）与晶体管模型生成的波形（红色）

高速封装设计与建模

       随着数字通信速率的提高和无线传输的要求，封装设计逐渐变成了信号传输质量的瓶颈。封装的选择，设计与建模对成功的系统设计起着至关重要的作用。下图6为我公司封装设计团队为某以色列公司的无线收发芯片建立的3维封装模型。从该模型中抽取出的散射参数与用网络分析仪测量所得的散射参数吻合。目前该产品已经广泛应用于新一代移动计算平台中。

图6 无线收发芯片封装模型

图7 仿真结果和测试结果对比

图中1,2,3,4,5组信号为同一芯片各个引脚的仿真结果，第6组信号为VNA实测结果，仿真与实测结果高度吻合。