High Speed Cable Measurement and Modelling

Partner-Call offen bis: 19.02.2021

Projektstart: Q1 2021

Zielsetzung

Ziel dieses kooperativen Forschungsprojekts ist die Erstellung, Verifizierung und Validierung von Modellen einer Hochgeschwindigkeits-Testverbindung eines Post- Silicon -Validierungssystems mit sehr hoher Pin- und Kabelanzahl. Das angestrebte Projektergebnis ist ein Simulationsmodell der Hardwareverbindung einschließlich Steckverbinder und Kabelbaum, welches für die Schaltungssimulation im Zeit- und Frequenzbereich geeignet ist. 

Moderne Post-Silicon-Validierungssysteme werden sowohl zur Vermessung schneller digitaler Schaltungen als auch für sehr empfindliche, rauscharme Analogschaltungen eingesetzt. Die für solche Hardwarevalidierungsplattformen verwendeten Kabel müssen höchste Qualität in Bezug auf Signal- und Leistungsintegrität (SI/PI) garantieren, um hohe Übergangsgeschwindigkeiten und eine ungestörte Signalübertragung zu ermöglichen. Sorgfältiges Design der Schnittstelle zwischen dem zu testenden Gerät (DUT) und der Messinstrumente ist erforderlich. Um kostspielige und zeitaufwendige Überarbeitungen von DUT-spezifischer Validierungshardware zu vermeiden, sind fortschrittliche Designmethoden mit besonderem Augenmerk auf Rauschminderung und SI/PI erforderlich.

Ziel dieses Kooperationsprojekts zwischen SAL und interessierten Industriepartnern ist es, eine robuste und schnelle Mess-, Modellierungs- und Simulationsmethodik zu entwickeln, um die Übertragungseigenschaften neu entwickelter Hardware rasch und genau durch Simulation zu bewerten. Die Modellierung der Kabelverbindung ermöglicht die Optimierung von Übertragungsparametern und erlaubt höchste Präzision bis zu mehreren GHz Signalbandbreite. In diesem Projekt werden die Übertragungseigenschaften eines Kabelbaums mit sehr hoher Pinzahl (>100 Pins) analysiert werden. Dies erfordert die Entwicklung eines dedizierten Kalibrierungs-, Mess- und Validierungskonzeptes. Aus gemessenen S-Parameter-Matrizen können Modelle abgeleitet und implementiert werden, die die Übertragungseigenschaften abbilden. Das generierte Simulationsmodell wird durch den Vergleich mit Ergebnissen aus Zeitbereichsmessungen validiert.

Erwartete Ergebnisse

  • Entwicklung einer messtechnischen Methodik, um SI/PI und Rauschisolations-Parameter eines Hochgeschwindigkeits-Datenkabels zu extrahieren und die Kabelparameter von angeschlossenen Steckern zu unterscheiden.
  • Basierend auf den gemessenen Parametern werden Modelle für die Zeit- und Frequenzbereichssimulation der Schnittstellen Leiterplatte-Steckverbinder und Steckverbinder-Kabel, sowie des Verbindungskabels selbst abgeleitet.