Modelado de interconexiones Single-Ended empleando técnicas de modelo sustituto y diseño de experimentos
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Fecha
2016-08
Autores
Moreno-Mojica, Aurea E.
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Editor
ITESO
Resumen
Descripción
En este trabajo se estudió una topología punto-a-punto, compuesta por un buffer maestro, su paquete, dos líneas de transmisión de longitudes L1 y L2 con una resistencia en serie en el PCB, y un buffer esclavo, donde la respuesta considerada para el sistema fue el tiempo de vuelo de las señales digitales provenientes de los buffers. Las simulaciones por lo general se realizaban con un simulador SPICE y modelaban la topología en secciones. Para disminuir los recursos computacionales durante procesos de optimización, se obtuvieron modelos sustitutos a partir del diseño de experimentos, ya que no existe un modelo analítico del sistema completo. Para construir el modelo sustituto se realizaron experimentos de cribado. Los factores no controlables que tuvieron un efecto significativo en el tiempo de vuelo de la señal del buffer maestro fueron: la impedancia característica (Zo) de las líneas de transmisión del PCB y las condiciones de operación de los dos buffers. Estos factores también fueron significativos para la señal procedente del buffer esclavo, así como la Zo de las líneas de transmisión del paquete. Se comparó el ajuste de diseños compuestos centrales rotables y face-centered con la consideración de un error máximo del 15%. Los diseños face-centered fueron menos complejos y proporcionaron un menor ajuste del modelo, sin embargo, fueron menos poderosos en la extrapolación de las predicciones. Los diseños rotables estuvieron limitados en el intervalo permitido para las longitudes L1 y L2. Mediante los modelos sustitutos desarrollados para las interconexiones se representó un bus síncrono, el Serial Peripheral Interface (SPI), que requiere un análisis de tiempo para evaluar la longitud máxima permitida de las líneas de transmisión. Un algoritmo Nelder-Mead con función de penalización añadida se utilizó para optimizar las longitudes L1 y L2 del modelo sustituto, lo que mantuvo los márgenes de tiempo igual o mayores a cero. Las longitudes óptimas se validaron utilizando simuladores SPICE.
Palabras clave
Integridad de Señales, Modelo Sustituto, Diseño de Experimentos
Citación
Moreno-Mojica, A. E. (2016). Modelado de interconexiones Single-Ended empleando técnicas de modelo sustituto y diseño de experimentos. Trabajo de obtención de grado, Maestría en Diseño Electrónico. Tlaquepaque, Jalisco: ITESO.