ADS 中的 AMI 构建器

ADS 中有两套 AMI Builder，一个是 Memory Interface AMI Builder，一个是 SerDes AMI Builder。它们分别是两套 AMI 体系：

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Memory Interface AMI Builder = 偏DDR/内存接口（模拟+系统联合）
SerDes AMI Builder = 偏高速串行链路（PCIe/USB/以太网标准）

两套 AMI 体系的设计哲学

Memory Interface Toolkit（DDR世界）

DDR AMI
  • Memory Interface AMI Model Builder

主要服务对象：

  • DDR4 / DDR5 / LPDDR
  • DQ / DQS / CA bus

特点：

  • 更偏 并行总线
  • 强调：
    • 时序（timing closure）
    • ODT / driver impedance
    • 反射 / 拓扑（fly-by / T-topology）

SerDes Toolkit（高速串行世界）

SerDes AMI
  • PCIe AMI Model Builder
  • USB AMI Model Builder
  • Ethernet AMI Model Builder
  • Chiplet PHY AMI Model Builder

主要服务对象：

  • 56G / 112G PAM4
  • SerDes链路

核心区别

区别1：标准驱动 vs 通用接口

SerDes Toolkit 强绑定协议标准

比如：

  • PCIe AMI：
    • 自带 preset / training flow
    • compliance mask
  • Ethernet：
    • KP4 / KR4 training
  • USB：
    • 特定 equalization flow

本质是"带协议语义的 AMI"

Memory Interface 更像通用 AMI builder + DDR 特化环境

没有复杂协议：

  • 没有 link training state machine
  • 更关注模拟行为

区别2：仿真方式不同

Memory Interface：

  • 混合仿真（SPICE + channel）
  • IBIS + transistor级混合
  • 更偏模拟电路驱动

SerDes：

  • Statistical + Time-domain
  • 完全 channel-centric

更偏通信系统建模

区别3：AMI使用方式不同

SerDes AMI 典型流程：

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Tx AMI + Channel + Rx AMI

里面有：

  • FFE
  • CTLE
  • DFE
  • CDR
  • Link training

这就是现在在用的 ChannelSim 世界

Memory Interface AMI 更多是：

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Driver + Interconnect + Receiver

AMI只是其中一部分，不一定强调复杂均衡

区别4：复杂度

SerDes AMI 非常复杂，包含工业级

  • DSP算法
  • 自适应训练
  • PAM4判决

Memory Interface 相对简单，更多是：

  • buffer modeling
  • timing margin
类别 类比
Memory Interface 模拟电路 + PCB SI
SerDes Toolkit 通信系统 + DSP

在 SerDes Toolkit 里：

Builder 用途
PCIe PCIe链路（带LTSSM）
USB USB4 / USB3
Ethernet 56G/112G KR
Chiplet PHY die-to-die

区别只是协议不同，但AMI结构类似。

总结起来，Memory Interface AMI = 偏"电路级建模"，SerDes AMI = 偏"通信系统建模"

SerDes AMI 中的几个 Builder

总览

协议 核心特点 AMI重点
PCIe 强协议训练（Preset） 状态机 + preset
USB 中等复杂度 固定EQ + 少量训练
Ethernet 强DSP + 长信道 自适应均衡（FFE/DFE）
Chiplet 距离极短 loss 很低，latency 要极低 FFE 需求 ≪ DFE / CTLE

PCIe AMI

PCIe 链路是这样工作的：

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Link Training（LTSSM）
   ↓
Preset选择（Tx tap组合）
   ↓
固定EQ运行

重点在于，链路不是"自由均衡系统"

ADS 里的 PCIe AMI Builder 中：

  • Tx preset（固定tap组合）
  • Rx CTLE（有限调节）
  • DFE（通常比较弱）
  • LTSSM状态机

核心不是算法，而是标准规定的"离散配置空间"。当信号退化很严重时，从几个预设里选抽头恢复信号能力有限，只适用于channel不完美，但不会变态的情况，在channel非常变态的情况下不起作用。

USB AMI

比 PCIe 宽松一点，但还是不适合，因为

  1. USB链路特点：
    • 短距离（cable / PCB）
    • loss 中等
    • EQ 能力有限
  2. USB AMI 结构：
    • 简单FFE（少tap）
    • CTLE
    • 很弱或没有DFE
    • 无复杂训练

因此面对长尾 ISI，非平滑频响，需要深度均衡的场景，这种轻量级均衡不够用

Ethernet AMI

针对 EOE 链路，Ethernet AMI 最合适。因为 Ethernet 信道假设 channel 很差，必须靠DSP救。

Ethernet AMI支持：

  • Tx FFE（多tap）
  • Rx CTLE
  • Rx DFE（多tap）
  • 自适应训练（KP4等）

Chiplet AMI

Chiplet 不是通信系统，而是封装内互连

对比一下三种类型：

类别 本质
PCIe 协议驱动系统
Ethernet DSP驱动通信系统
Chiplet 物理互连（物理层为主）

Chiplet AMI Builder 里看起来很简化，缺少了 FFE，也没有链路训练，这是因为设计上就不希望用复杂 DSP。

为什么不用 FFE？，因为：

  • channel 极短
  • insertion loss 很低
  • 高频 roll-off 不明显

不需要 pre-emphasis，但是 DFE 还在，用于轻量修正。

没有 CDR 和链路训练，是因为通常有 forwarded clock 或 source synchronous。

因此 Chiplet AMI 的作用是封装级 SI 建模 + 少量均衡，而非 SerDes 链路仿真工具。

ADS 之所以提供 Chiplet AMI 是因为 die-to-die 也开始上高速（56G / 112G PAM4），但仍需考虑功耗和 latency，因此 DSP 不能像 Ethernet 那样重。

总结

类型 适用问题
PCIe 标准化链路 + preset选择
USB 简单短链路
Ethernet 长信道 + 强DSP
Chiplet 超短链路 + 物理优化

综上，如果我们的链路是 EOE 链路，用 Ethernet AMI 最合适。我们真正在做的事情，其实是把"光通信问题"映射到"SerDes AMI框架"里来。EOE 链路中不可避免存在一定程度上的色散，频谱混叠和长尾脉冲响应问题，将该链路拆成 Ethernet AMI 等效模型最合适。