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Chiplet互连标准—UCIe2.0物理层(互连)

9月前浏览358

之前介绍了UCIe TX、RX指标,本篇介绍Channel指标。

通道时域指标:

UCIe互连通道需要满足表5-10中规定的最小矩形眼开度的要求,即在无噪声和无抖动行为TX和RX模型的通道兼容性仿真条件下。

超过24Gbps下,需要打开EQ。

具体仿真实施:一般通过统计眼图仿真工具。

使用两步过程生成眼图。

  1. 使用图5-16所示的电路设置产生ISI和XTALK通道阶跃响应。

  2. 在信号完整性或通道模拟工具中使用生成的通道响应生成统计眼图(见图5-15)。

根据信号完整性或通道模拟工具的不同,也可以使用其他等效方法。


01

电压传递函数VTF定义

基于电压传递函数(VTF)的度量用于定义插入损耗和串扰。VTF指标包含TX和RX端接的电阻和电容分量。图5-17显示了VTF计算的电路图。

VTF损耗定义为接收器电压与源电压之比,如公式5-1和公式5-2所示。

VTF串扰被定义为干扰方接收器电压与源电压之比的幂和。计算中包括19个攻击者。根据串扰互易性,VTF串扰可表示为等式5-3所示。

关于VTF,后续分享使用ADS如何进行仿真。

02


先进封装 ball-map及VTF指标



fN是奈奎斯特频率。表中的方程在损耗-串扰坐标平面中形成分段线,定义通过/未通过区域。


损耗和串扰由奈奎斯特频率下的L(fN)和XT(fN)定义的Mask指定。对于损耗,它是从DC到fN的线性Mask,对于串扰,它是平行Mask,如图5-18所示。从DC到fN的损耗需要高于规格线。从DC到fN的串扰必须低于规格线。图5-18中的绿色线是代表性的通过信号。


协议定义了x64 bump map和pitch:

图5-20、图5-21和图5-22分别显示了10列、16列和8列x64高级封装模块的参考凸块矩阵。凹凸贴图的左下角将被视为凹凸矩阵的“原点”,最左边的列为第0列。

对于x64高级封装接口,强烈建议遵循图5-20、图5-21和图5-22中提供的bump矩阵。

10列bump矩阵对于38至50 μ m的bump间距范围是最佳的。为了实现不同bump间距的最佳面积缩放,分别为25至37 um和51至55 um的bump范围定义了可选的16列和8列bump矩阵,这将导致最佳模块深度,同时保持模块宽度为388.8 um,分别如图5-21和图5-22所示。

对于10列x64高级封装凸块矩阵,必须遵循以下规则:

必须保留列内的信号顺序。例如,列0必须包含以下信号:txdataRD0、txdata0、txdata1、txdata2、txdata3、txdata4、...、rxdata59、rxdata60、rxdata61、rxdata62、rxdata63、rxdataRD3和txdatabRD。类似地,16列和8列x64高级封装必须在相应bump矩阵的列内保持信号顺序。

强烈建议遵循凸块矩阵中所示的电源和接地pattern。必须确保提供足够的电源和接地bump,以满足通道特性(FEXT和NEXT)和功率输送要求。

在实例化高级封装凸块矩阵的多个模块时,必须遵循以下规则:

·模块必须在相同的方向和角度步进。

·不允许水平或垂直镜像

·不允许模块堆叠。

此外,在多模块实例化中,强烈建议在多模块实例化的每个外边缘上添加一列VSS bump

镜像管芯实现可能需要用于适当连接的附加金属层。



本实施说明旨在为PHY实施提供一组参考x64,以涵盖指定的最大速度。表5-13总结了这些bump map选项的相应最大速度及其推荐的bump间距范围。

协议还定义了X32先进封装、x64和x32高级封装模块互操作性等。

03

标准封装互连

由于端接下,不同速率VTF要求:

同样也定义了标准封装下ball-map、参考break-out等,这里不列出。


协议还定义了紧耦合模式:

紧耦合PHY模式定义为满足以下两个条件时:

·Tx和Rx之间的共享电源,或从Tx到Rx的转发电源

·通道支持表5-24中定义的较大mask.

在这种模式下,没有接收器端接,发射器必须提供全摆幅输出。在这种模式下,可以进一步优化PHY电路和降低功耗。例如,调谐反相器可以潜在地用于代替前端放大器。可以简化训练复杂性,例如基准电压源。


损耗和串扰要求遵循相同的VTF方法,根据表5-24中定义的mask进行调整。表5-25显示了奈奎斯特频率下的规格。

DC和奈奎斯特fN之间的损耗和串扰规格遵循第5.7.2.1节中定义的相同方法。虽然此模式主要用于高级封装但当两个裸片彼此靠近且接收器必须未端接时,也可用于标准封装


后续介绍相关仿真方法。

参考文献:

[1]:UCIe 2.0 Spec

end


别犹豫,关注就是缘分的开始!😋


   

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来源:信号完整性设计
电源电路信号完整性ADSUM
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首次发布时间:2025-11-08
最近编辑:9月前
信号完整性设计
硕士 | 资深SIPI工程... 专注高速高频信号完整性
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