技术洞见 - DDR4系统级SI分析：不同S参数提取方式对比分析

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本文转载自系统级SIPI设计与仿真，供学习和研究使用。

mp.weixin.qq.com, Dec. 26, 2025 – 

本文将重点探讨DDR4 SI仿真中如何提取S参数的问题，并对比三种模型提取方法：

（1）引脚级联建模（传统方法是分别模拟主板、插座和DIMM，然后在电路模拟器中级联。该方法优点是可重用相同组件，缺点是忽略了边缘场耦合、TEM模式传播假设及回流路径差异等问题，可能影响精度。）

（2）全模型3DEM建模（提取整个channel的3DEM模型，进行仿真分析。能精确考虑各种RF现象，但仿真时间和资源需求大幅增加。）

（3）TEM模式级联建模（在信号传播为TEM模式的位置进行模型分段和级联，可解决级联引脚建模的部分问题，但定义TEM波导端口难以自动化，需更多设置时间，但总仿真时间比全通道仿真短。）

引脚级联建模

如下图所示将整个channl的不同组成部分分别提取S参数，然后级联在一起进行仿真分析。

在进行DDR SI仿真中，一般情况下通常会采用这种级联方式，以获得整个通道的模型。采用这种方法，有如下几个局限性：

（1）不同部分之间的耦合仅限于通过物理连接引脚的能量传输，边缘场耦合被忽略了，而且在组件接口处通常不存在横电磁波（TEM）模式传播这一事实也被忽略了。如果Break in部分的过孔与插槽引脚与高频分量波长尺度上相差不大，或者Break out部分的过孔靠近MCH封装焊球，这种影响会特别明显。

（2）在单独进行仿真（或测量）时，一个子模型中的回流电流路径可能与各个子模型连接在一起时的回流路径不同：回流电流对数据信号的串扰 NEXT/FEXT是影响眼图张开程度的关键参数。

上图所示为引脚级联模式端口的设置，主板（左下）、DIMM（左上）和插槽（右）的端口定义。PCB的单端端口以下方的GND网络为参考。插槽上的端口以人为参考平面为参考.

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