ZHDA041 January   2026 AM62P

 

  1.   1
  2.    AM62Px eMMC HS400 IBIS 模型仿真方法
  3.   商标
  4. 1概述
    1. 1.1 支持的电路板设计
    2. 1.2 通用电路板布局布线指南
    3. 1.3 PCB 堆叠
    4. 1.4 旁路电容器
      1. 1.4.1 大容量旁路电容器
      2. 1.4.2 高速旁路电容器
    5. 1.5 速度补偿
  5. 2eMMC 电路板设计和布局布线指南
    1. 2.1 eMMC 简介
    2. 2.2 eMMC 信号端接
    3. 2.3 信号布线规范
    4. 2.4 电源设计
  6. 3eMMC 电路板设计仿真
    1. 3.1 电路板模型提取
    2. 3.2 电路板模型验证
    3. 3.3 电容器环路电感
    4. 3.4 交流阻抗
    5. 3.5 IBIS 模型仿真
      1. 3.5.1 仿真设置
      2. 3.5.2 仿真位模式
      3. 3.5.3 仿真最佳实践
      4. 3.5.4 仿真策略和示例
      5. 3.5.5 通过/未通过检查
  7. 4设计示例
    1. 4.1 堆叠
    2. 4.2 电源布线
    3. 4.3 信号路由
  8. 5总结
  9. 6参考资料

通过/未通过检查

下面的表 3-5 说明了建立/保持时间、压摆率、DCD 和脉冲宽度检查,以确保符合 JESD84-B51 规范。额外的回勾检查可确保信号满足 VIH/VIL 电压电平要求。单独详细说明了针对 CLK、DATA 和 CMD 的每项检查(如适用)。有关 JEDEC 检查,请参阅 JESD84-B51 表 212 — HS200 器件输入时序(JESD84-B51 第 10.8.2 节)和表 215 — HS400 器件输入时序(JESD84-B51 第 10.10.1 节)。

表 3-5 通过/未通过检查
参数 CLK DATA CMD
建立/保持时间
  • 不适用
  • 在非电源感知模式下使用 IBIS 模型运行仿真并分析结果
  • 相对于 CLK 信号,对 DAT[7:0] 信号应用 1/4 时钟周期延迟(请参阅图 3-3)。
  • 使用数据表开关特性时序表中相应的输出建立时间或输出保持时间。例如,检查建立时间裕度时使用输出建立时间 (HS4009),检查保持时间裕度时使用输出保持时间 (HS40011)。
  • 建立时间:总体裕度 E = (A – B – C) – D,从数据表最小输出建立时间参数 (A) 中减去以下三个值,以确定是否有足够的裕度满足所连接器件的建立要求:
    • B:在所连接 eMMC 器件的 BGA 上测得的最慢仿真 DAT 信号压摆:上升转换时从 VCC/2 到 VIH(请参阅图 3-5)或下降转换时从 VCC/2 到 VIL(请参阅图 3-6)。(4)
    • C:根据 IBIS/SPICE 相关性进行调整:(3)
      • FF 角为 80ps
      • SS 角为 35ps
    • D:连接的 eMMC 器件所需的建立时间为 400ps(根据 JESD84-B51 标准(1)
  • 从数据表最小输出建立时间值中减去这三个值后,总体裕度 (E) 需要为正才能通过
  • 保持时间:总体裕度 E = (A – B – C) – D,从数据表最小输出保持时间参数 (A) 中减去以下三个值,以确定是否有足够的裕度满足所连接器件的保持要求:
    • B:在所连接 eMMC 器件的 BGA 上测得的最慢仿真 DAT 信号压摆:上升转换时从 VIL 到 VCC/2(请参阅图 3-5)或下降转换时从 VIH 到 VCC/2(请参阅图 3-6)。(4)
    • C:根据 IBIS/SPICE 相关性进行调整:(3)
      • FF 角为 80ps
      • SS 角为 35ps
    • D:连接的 eMMC 器件所需的保持时间为 400ps(根据 JESD84-B51 标准(1)
  • 从数据表最小输出保持时间值中减去这三个值后,总体裕度 (E) 需要为正才能通过
  • 在非电源感知模式下使用 IBIS 模型运行仿真并分析结果
  • 相对于每次上升 CLK 转换,对 CMD 信号应用 1/4 时钟周期 + 400ps 延迟(请参阅图 3-4)。
  • 使用数据表开关特性时序表中相应的输出建立时间或输出保持时间。例如,检查建立时间裕度时使用输出建立时间 (HS4008),检查保持时间裕度时使用输出保持时间 (HS40010)。
  • 建立时间:总体裕度 E = (A – B – C) – D,从数据表最小输出建立时间参数中减去以下三个值,以确定是否有足够的裕度满足所连接器件的建立要求:
    • B:在所连接 eMMC 器件的 BGA 上测得的最慢仿真 CMD 信号压摆:上升转换时从 VCC/2 到 VIH(请参阅图 3-5)或下降转换时从 VCC/2 到 VIL(请参阅图 3-6)。(4)
    • C:根据 IBIS/SPICE 相关性进行调整:(3)
      • FF 角为 80ps
      • SS 角为 35ps
    • D:连接的 eMMC 器件所需的建立时间为 1400ps(根据 JESD84-B51 标准(2)
  • 从数据表最小输出建立时间值中减去这三个值后,总体裕度 (E) 需要为正才能通过
  • 保持时间:总体裕度 E = (A – B – C) – D,从数据表最小输出保持时间参数中减去以下三个值,以确定是否有足够的裕度满足所连接器件的保持要求:
    • B:在所连接 eMMC 器件的 BGA 上测得的最慢仿真 CMD 信号压摆:上升转换时从 VIL 到 VCC/2(请参阅图 3-5)或下降转换时从 VIH 到 VCC/2(请参阅图 3-6)。(4)
    • C:根据 IBIS/SPICE 相关性进行调整:(3)
      • FF 角为 80ps
      • SS 角为 35ps
    • D:连接的 eMMC 器件所需的保持时间为 800ps(根据 JESD84-B51 标准(2)
  • 从数据表最小输出保持时间值中减去这三个值后,总体裕度 (E) 需要为正才能通过
VIH/VIL(回勾)
  • 在非电源感知模式下使用 IBIS 模型运行仿真并分析结果
  • 确保电压区域在 (VIL - 60mV)(3) 和 (VIH + 60mV)(3) 之间时,仿真 CLK 信号对上升和下降转换均保持单调。
  • 此外,还要确保仿真 CLK 信号上升转换升至高于 (VIH + 60mV)(3) 并保持高于 (VIH + 60mV)(3),直到下一次下降转换;而下降转换降至低于 (VIL - 60mV)(3) 并保持低于 (VIL - 60mV)(3),直到下一次上升转换。
  • 电压区域在 (VIL - 60mV)(3) 和 (VIH + 60mV)(3) 范围之外时,CLK 信号可能非单调。请参阅图 3-7 中的示例。
  • CLK 信号在 (VIL - 60mV)(3) 和 (VIH + 60mV)(3) 之间必须为单调。请参阅图 3-8 中的示例。
  • 在非电源感知模式下使用 IBIS 模型运行仿真并分析结果
  • 确保仿真 DAT 信号上升转换升至高于 VIH,下降转换降至低于 VIL,并具有足够的时序裕度,才能通过上述“建立时间/保持时间通过/未通过检查”中的建立测试。
  • 如果仿真 DAT 信号有回勾,则上述建立时间计算中使用的最慢仿真 DAT 信号压摆分量需要从上一次上升沿转换高于 (VIH + 60mV)(3) 或下降沿转换低于 (VIL - 60mV)(3) 时开始测量。
  • 请参阅此压摆测量的示例:图 3-9 中所示为上升 DAT 信号(有回勾),图 3-10 中所示为下降 DAT 信号(有回勾)
  • 在非电源感知模式下使用 IBIS 模型运行仿真并分析结果
  • 确保仿真 CMD 信号上升转换升至高于 VIH,下降转换降至低于 VIL,并具有足够的时序裕度,才能通过上述“建立时间/保持时间通过/未通过检查”中的建立测试。
  • 如果仿真 CMD 信号有回勾,则上述建立时间计算中使用的最慢仿真 CMD 信号压摆分量需要从上一次上升沿转换高于 (VIH + 60mV)(3) 或下降沿转换低于 (VIL - 60mV)(3) 时开始测量。
  • 请参阅此压摆测量的示例:图 3-9 中所示为上升 CMD 信号(有回勾),图 3-10 中所示为下降 CMD 信号(有回勾)
压摆率
  • 在非电源感知模式下使用 IBIS 模型运行仿真并分析结果
  • 确保在所连接的 eMMC 器件上,仿真 CLK 信号压摆率(上升转换时从 VIL 到 VIH 测量,下降转换时从 VIH 到 VIL 测量)大于或等于 1.45V/ns 的最小压摆率要求(根据 JESD84-B51 中的压摆率 1.125V/ns,加上 IBIS 仿真所需的 30% 额外裕度(3)
  • 请参阅 JESD84-B51 表 215 — HS400 器件输入时序中的“输入 CLK 压摆率”。
  • 通过和未通过的压摆率示例如下所示:图 3-11 中为上升 CLK 信号,图 3-12 中为下降 CLK 信号
  • 在非电源感知模式下使用 IBIS 模型运行仿真并分析结果
  • 确保在所连接的 eMMC 器件上,仿真 DAT 信号压摆率(上升转换时从 VIL 到 VIH 测量,下降转换时从 VIH 到 VIL 测量)大于或等于 1.45V/ns 的最小压摆率要求(根据 JESD84-B51 中的压摆率 1.125V/ns,加上 IBIS 仿真所需的 30% 额外裕度(3)
  • 如果仿真 DAT 信号有回勾,则确保在所连接的 eMMC 器件上,仿真 DAT 信号压摆率(上升转换时从 VIL 到 (VIH + 60mV)(3) 测量,下降转换时从 VIH 到 (VIL - 60mV)(3) 测量)大于或等于 1.45V/ns 的最小压摆率要求(根据 JESD84-B51 中的压摆率 1.125V/ns,加上 IBIS 仿真所需的 30% 额外裕度(3)
  • 请参阅 JESD84-B51 表 215 — HS400 器件输入时序中的“输入 DAT 压摆率”。
  • 通过和未通过的压摆率示例如下所示:图 3-13 中为上升 DAT 信号,图 3-14 中为下降 DAT 信号
  • 通过和未通过的压摆率示例如下所示:图 3-15 中为上升 DAT 信号(有回勾),图 3-16 中为下降 DAT 信号(有回勾)
  • 不适用
DCD
  • 在非电源感知模式下使用 IBIS 模型运行仿真并分析结果
  • 总体裕度 G = A - B - C - D - E - F,从最差的仿真 CLK 信号占空比失真测量值 (B) 中减去以下值,以确定是否有足够的裕度:
    • A:JESD84-B51 规范(tCKDCD 最大值 300ps)
    • B:IBIS 仿真的 DCD 测量值 — 请参阅 JESD84-B51 图 88 — HS400 器件数据输入时序中的 tCKDCD 时序定义。另请参阅节 3.5.4
    • C:根据 IBIS/SPICE 相关性对 DCD 进行调整 (39ps)(3)
    • D:beta 工艺 (SF/FS) 角的调整 (8ps)
    • E:CLK 树和 PHY 电平移位器的影响 (42ps)
    • F:PLL 抖动的影响 (61ps)
    • 从测量的 DCD 中减去这些值后,总体裕度 (G) 需要为正才能通过
  • 请参阅 JESD84-B51 表 215 — HS400 器件输入时序和图 88 — HS400 器件数据输入时序中的 tCKDCD 时序。
  • 另请参阅图 3-17
  • 不适用
  • 不适用
脉冲宽度
  • 在非电源感知模式下使用 IBIS 模型运行仿真并分析结果
  • 总体裕度 G = B - A - C - D - E - F,从最差的仿真 CLK 脉冲宽度测量值 (B) 中减去以下值,以确定是否有足够的裕度:
    • B:IBIS 仿真的脉冲宽度 — 请参阅 JESD84-B51 图 88 — HS400 器件数据输入时序中的 tCKMPW 时序定义。另请参阅节 3.5.4
    • A:JESD84-B51(最小 tCKMPW:2.2ns)
    • C:根据 IBIS/SPICE 相关性对脉冲宽度进行调整 (39ps)(3)
    • D:beta 工艺 (SF/FS) 角的调整 (8ps)
    • E:CLK 树和 PHY 电平移位器的影响 (42ps)
    • F:PLL 抖动的影响 (61ps)
    • 从测量的脉冲宽度中减去这些值后,总体裕度 (G) 需要为正才能通过
  • 请参阅 JESD84-B51 表 215 — HS400 器件输入时序和图 88 — HS400 器件数据输入时序中的 tCKMPW 时序。
  • 另请参阅图 3-17
  • 不适用
  • 不适用
JEDEC HS400 规范请参阅表 215 — HS400 器件输入时序(eMMC JESD84-B51 第 10.10.1 节)。
JEDEC HS200 规范请参阅表 212 — HS200 器件输入时序(eMMC JESD84-B51 第 10.8.2 节)。
IBIS 仿真的结果需要根据 IBIS/SPICE 相关性进行调整(与 SPICE 仿真结果相比,IBIS 仿真结果较为乐观)。
对于建立时间/保持时间计算,需要减去 VCC/2 和 VIL/VIH 之间的最慢信号压摆,因为这些参数的 TI 数据表时序基准是从 DAT 或 CMD 信号转换的 VCC/2 到 CLK 信号转换的 VCC/2,而 JESD84-B51 定义的建立时序基准是从 DAT 或 CMD 信号转换的 VIL 或 VIH 到 CLK 信号转换的 VCC/2。
 建立/保持时间:CLK 到 DATA 偏移 1/4 CLK 周期延迟图 3-3 建立/保持时间:CLK 到 DATA 偏移 1/4 CLK 周期延迟
 建立/保持时间:CLK 到 CMD 偏移 1/4 CLK 周期 + 400ps 延迟图 3-4 建立/保持时间:CLK 到 CMD 偏移 1/4 CLK 周期 + 400ps 延迟
 建立/保持时间:最慢的 DATn/CMD 上升沿压摆 VCC/2 至 VIH(建立)和 VIL 至 VCC/2(保持)图 3-5 建立/保持时间:最慢的 DATn/CMD 上升沿压摆 VCC/2 至 VIH(建立)和 VIL 至 VCC/2(保持)
 建立/保持时间:最慢的 DATn/CMD 下降沿压摆 VCC/2 至 VIL(建立)和 VIH 至 VCC/2(保持)图 3-6 建立/保持时间:最慢的 DATn/CMD 下降沿压摆 VCC/2 至 VIL(建立)和 VIH 至 VCC/2(保持)
 VIH/VIL:非单调 CLK 良好示例(VIL - 60mV 至 VIH + 60mV 范围内为单调)图 3-7 VIH/VIL:非单调 CLK 良好示例(VIL - 60mV 至 VIH + 60mV 范围内为单调)
 VIH/VIL:非单调 CLK 错误示例(VIL - 60mV 至 VIH + 60mV 范围内为非单调)图 3-8 VIH/VIL:非单调 CLK 错误示例(VIL - 60mV 至 VIH + 60mV 范围内为非单调)
 VIH/VIL:有回勾的最慢 DATn/CMD 上升沿压摆(测量下一个捕捉 CLK 沿之前的最后一次 VIH + 60mV 穿越)图 3-9 VIH/VIL:有回勾的最慢 DATn/CMD 上升沿压摆(测量下一个捕捉 CLK 沿之前的最后一次 VIH + 60mV 穿越)
 VIH/VIL:有回勾的最慢 DATn/CMD 下降沿压摆(测量下一个捕捉 CLK 沿之前的最后一次 VIL - 60mV 穿越)图 3-10 VIH/VIL:有回勾的最慢 DATn/CMD 下降沿压摆(测量下一个捕捉 CLK 沿之前的最后一次 VIL - 60mV 穿越)
 压摆率:CLK 上升沿 — VIL 和 VIH 之间的压摆率必须大于 1.45V/ns图 3-11 压摆率:CLK 上升沿 — VIL 和 VIH 之间的压摆率必须大于 1.45V/ns
 压摆率:CLK 下降沿 — VIH 和 VIL 之间的压摆率必须大于 1.45V/ns图 3-12 压摆率:CLK 下降沿 — VIH 和 VIL 之间的压摆率必须大于 1.45V/ns
 压摆率:DATn/CMD 上升沿 — VIL 和 VIH 之间的压摆率必须大于 1.45V/ns图 3-13 压摆率:DATn/CMD 上升沿 — VIL 和 VIH 之间的压摆率必须大于 1.45V/ns
 压摆率:DATn/CMD 下降沿 — VIH 和 VIL 之间的压摆率必须大于 1.45V/ns图 3-14 压摆率:DATn/CMD 下降沿 — VIH 和 VIL 之间的压摆率必须大于 1.45V/ns
 压摆率:有回勾的 DATn/CMD 上升沿 — VIL 和 VIH + 60mV 之间的压摆率必须快于 1.45V/ns图 3-15 压摆率:有回勾的 DATn/CMD 上升沿 — VIL 和 VIH + 60mV 之间的压摆率必须快于 1.45V/ns
 压摆率:有回勾的 DATn/CMD 下降压摆 — VIH 和 VIL - 60mV 之间的压摆率必须大于 1.45V/ns图 3-16 压摆率:有回勾的 DATn/CMD 下降压摆 — VIH 和 VIL - 60mV 之间的压摆率必须大于 1.45V/ns
 测量 DCD 的脉冲宽度以及脉冲宽度测量图 3-17 测量 DCD 的脉冲宽度以及脉冲宽度测量
注: VCC/2 与所仿真的 TT、SS、FF 角的 IO 电压成正比。