[SI-LIST] Re: EQ for DDR5

  • From: Scott McMorrow <Scott@xxxxxxxxxxxxx>
  • To: "nitin_bhagwath@xxxxxxxxxx" <nitin_bhagwath@xxxxxxxxxx>, "chris.cheng@xxxxxxx" <chris.cheng@xxxxxxx>, "si-list@xxxxxxxxxxxxx" <si-list@xxxxxxxxxxxxx>, "slater@xxxxxxxxxxxx" <slater@xxxxxxxxxxxx>
  • Date: Sat, 28 Oct 2017 13:23:43 +0000

I'll just throw this out there.
I'm in Chris Cheng's camp.  Channel and SSO power simulations can only be 
separated in the manner you describe if, and only if, they are linearly 
independent. That is not always the case. Single ended systems horribly fail in 
that regard.

Your assumption is that noise in the power/ driver system linearly modulates 
signaling. Throw a few resonance in and that assumption is broken. Throw in 
mixed referencing and that assumption is broken. Throw in a poorly localized 
package with coupling between power and signals and that assumption is broken.

Feedback and feed forward between the power systems and the signaling systems 
break LTI assumptions. Multiple simultaneous channels operating in opposite 
directions often break LTI assumptions. Single ended drivers and receivers are 
much more strongly non-LTI than differential SERDES.  Coupling into the power 
system often presents itself is apparent (not real) causality violations.

Pigs can sometimes fly ... but it ain't pretty.

I've been involved in the design of 100s of memory systems in my career. Our 
team at Samtec has many more under their belt.  I'm not being hyperbolic in 
saying that I find designing a 112G PAM4 channel easier than DDR.

DDR5 scares me.

Comments?



Get Outlook for Android<https://aka.ms/ghei36>

________________________________
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx <si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx> on behalf of 
slater@xxxxxxxxxxxx <slater@xxxxxxxxxxxx>
Sent: Saturday, October 28, 2017 4:34:38 AM
To: Nitin_Bhagwath@xxxxxxxxxx; chris.cheng@xxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: EQ for DDR5

Hi Chris,

I'll chime in again.  DFE does not easily have a representation in Transient 
(i.e. SPICE) simulation, since the DFE is applied after the latch.

If you had the full transistor level circuitry for the EQ you could simulate it 
with a transient solver, but that is not what is available to a system 
designer.  It would also be much slower to simulate the full SPICE level 
circuitry than any IBIS (or IBIS-AMI) model  representation of the same.

The EQ can be more easily applied in statistical because mathematically you can 
calculate what the impact of the CTLE and DFE will be on the impulse responses 
(one for rising, one for falling) and compute the final eye.

The point Nitin makes about when statistical analysis becomes important really 
has to do with the worst case bit pattern.  At lower speed grades you could 
simulate a few thousand bits and feel comfortable you've captured the worst 
case bit pattern.  As the data rate increases, the number of bits 'in flight' 
in the channel increases (the channel is electrically longer, and reflections 
affect many future bits).  To make things worse, the same is true for every 
neighboring line, which means crosstalk also has impact on many future bits.  
The number of possible permutations for bit patterns increases exponentially; 
One of which is the worst case.

At DDR4 and DDR5 rates, the BER is specified... and it is very low (1e-16).  
Statistical channel simulations calculate down to this level very quickly.  It 
always captures the worst case eye closure.  That is the point of using it 
(well that and the case that statistical sim is fast).

However you also mentions SSO...  that is a time-varying affect..  It can only 
be captured by a transient simulation.  In that respect transient and 
statistical channel simulation are very much complementary.   Our 
recommendation is that since the SSO is a deterministic jitter, simulate with 
transient with an ideal power supply, then simulate with the real PDN, and note 
the change in amplitude noise, and jitter.  You only need a few thousand bits 
to capture the spread of this effect.

That change needs to be fed into the channel simulation either as a Dj 
variable, or by simply increasing the Rx BER mask by the same amounts, 
effectively giving yourself less margin. There's a DesignCon 2017 paper on this 
topic and it correlates well to measurement.

I hope this helps.

Best regards,
Stephen.






-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Bhagwath, Nitin
Sent: Friday, October 27, 2017 6:51 PM
To: chris.cheng@xxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: EQ for DDR5

Why do you think equalization can only be done by statistical analysis in 
DDR ?
I don't.

As in my first sentence, we need to separate equalization from statistical.  
For DDR5, DFE Equalization is needed.  Discussions are ongoing about 
whether/how IBIS-AMI can be used as a solution, given some limitations.  I 
think it's a bit premature to call out any methodology as standard yet.

At what datarate statistical analysis becomes really useful for DDR (maybe 
because it takes too many UI to get all combinations in) is a separate 
interesting topic.  Maybe an interesting Designcon paper someday.

So as in my last sentence, I'm still a bit confused about what the question 
is...

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Cheng, Chris
Sent: Friday, October 27, 2017 6:01 PM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: EQ for DDR5

Why do you think equalization can only be done by statistical analysis in DDR ?

Chris Cheng
Distinguished Technologist , Electrical
Hewlett-Packard Enterprise Company

+1 510 344 4439/ Tel
chris.cheng@xxxxxxx / Email
4209 Technology Dr
Fremont, CA 94538
USA



-----Original Message-----
From: Bhagwath, Nitin [mailto:Nitin_Bhagwath@xxxxxxxxxx]
Sent: Friday, October 27, 2017 5:30 PM
To: Cheng, Chris <chris.cheng@xxxxxxx>; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: RE: [SI-LIST] Re: EQ for DDR5

We need to separate the need for statistical analysis from the need for 
equalization analysis.  Both have been used for Serial links with IBIS-AMI, but 
DDR5 really only needs support for DFE.  If this involves requiring IBIS-AMI, 
well, that's the fun conversation in the IBIS-AMI committee to make sure that 
SSO, DQS, non-asymmetric and other limitations are worked around.  An 
industry-standard support is still a work-in-progress.

If you're talking only about being able to do SSO and incorporate DQS, well, 
many tools support that today (including HyperLynx).  Simply do a time-domain 
simulation with a few thousand bits.  The ringing should die down within a 
couple of round-trips.


There's the answer.  What's the question again?

Regards,
-Nitin

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Cheng, Chris
Sent: Friday, October 27, 2017 5:00 PM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: EQ for DDR5

Single end source synchronous bus like DDR is very difficult to do statistical 
analysis.
Single ended driver with active termination is most likely non-LTI. SSO is a 
worst case analysis with odd and even mode SSO impact. Also, strobe placement 
is different between read and write so SSO impact is different between the two 
conditions. While protocol guarantee only 50% bus switching, nearby bit 
switching will saturate the SSO impact within a few local bits. You always 
simulate only the worst case impact because you're like to run into it in real 
life.
DDR bus is very different from serial bus. The burst is mostly limit to 4x, 8x 
bit for random cache line access. Deep BER analysis is really meaningless in 
real life. Just pretty pictures.
However, protocol corner cases like strobe pre/postamble timing analysis is 
important also. Leveling training is notoriously problematic.
Anyone who claim there is a package for DDR bus analysis better have answers to 
the above.

Chris Cheng
Distinguished Technologist , Electrical
Hewlett-Packard Enterprise Company

+1 510 344 4439/ Tel
chris.cheng@xxxxxxx<mailto:chris.cheng@xxxxxxx> / Email
4209 Technology Dr
Fremont, CA 94538
USA
[hpe-logo-sm]



------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Fwww.freelists.org%2Fwebpage%2Fsi-list&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=kC3MTS3RbyXVFDBcR29CjU5KIk%2FWS1jsYyBzcSCnS9o%3D&reserved=0

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Ftech.groups.yahoo.com%2Fgroup%2Fsi-list&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=gh2kFp1e6lDaj4N9jVp6%2B0f1TDAAMW1D%2BFM98ptD1uc%3D&reserved=0

List archives are viewable at:
                
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Fwww.freelists.org%2Farchives%2Fsi-list&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=3heFaY39B8WtM8GB4C9R1OksLkRtNUwDUbCnbDwJFD0%3D&reserved=0

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                 
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Fwww.qsl.net%2Fwb6tpu&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=4l37el%2F4qDyOzh5GYpPPPkz5fYWGvGPr2XhBk25tVZw%3D&reserved=0


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Fwww.freelists.org%2Fwebpage%2Fsi-list&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=kC3MTS3RbyXVFDBcR29CjU5KIk%2FWS1jsYyBzcSCnS9o%3D&reserved=0

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Ftech.groups.yahoo.com%2Fgroup%2Fsi-list&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=gh2kFp1e6lDaj4N9jVp6%2B0f1TDAAMW1D%2BFM98ptD1uc%3D&reserved=0

List archives are viewable at:
                
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Fwww.freelists.org%2Farchives%2Fsi-list&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=3heFaY39B8WtM8GB4C9R1OksLkRtNUwDUbCnbDwJFD0%3D&reserved=0

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                 
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Fwww.qsl.net%2Fwb6tpu&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=4l37el%2F4qDyOzh5GYpPPPkz5fYWGvGPr2XhBk25tVZw%3D&reserved=0


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Fwww.freelists.org%2Fwebpage%2Fsi-list&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=kC3MTS3RbyXVFDBcR29CjU5KIk%2FWS1jsYyBzcSCnS9o%3D&reserved=0

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Ftech.groups.yahoo.com%2Fgroup%2Fsi-list&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=gh2kFp1e6lDaj4N9jVp6%2B0f1TDAAMW1D%2BFM98ptD1uc%3D&reserved=0

List archives are viewable at:
                
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Fwww.freelists.org%2Farchives%2Fsi-list&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=3heFaY39B8WtM8GB4C9R1OksLkRtNUwDUbCnbDwJFD0%3D&reserved=0

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                 
https://na01.safelinks.protection.outlook.com/?url=http%3A%2F%2Fwww.qsl.net%2Fwb6tpu&data%7C01%7C%7C6917a866dd4445e11a9908d51da6753f%7C63545f2732324d74a44dcdd457063402%7C1%7C0%7C636447523141539230&sdata=4l37el%2F4qDyOzh5GYpPPPkz5fYWGvGPr2XhBk25tVZw%3D&reserved=0


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                 http://www.qsl.net/wb6tpu


This email and any appended documents are only for the intended person/entity 
and may contain information of Samtec, Inc., that is PRIVILEGED, PROPRIETARY, 
CONFIDENTIAL, AND/OR PROTECTED BY LAW. If you are not the intended recipient 
you are hereby notified that any dissemination, disclosure, use or copying of 
this email or its contents is prohibited. If you received this message in 
error, please notify Samtec immediately and delete the email, attachments and 
all copies. The intended recipient should not disclose the content to third 
parties or reproduce the content without Samtec's written consent.

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

Other related posts:

  1. Home
  2. si-list
  3. Archive
  4. 10-2017