電子機器の標準規格や雑音規制への準拠を速やかにするために、設計時にボードの伝送線路シミュレーションを実施する例が増えている。ただし、やみくもにシミュレーションしても、時間やコストが膨らむばかりである。効果的な伝送線路シミュレーションを行うためのポイントを、パナソニックが講演で語った。
この講演は、「KEYSIGHT DESIGN FORUM 2014」（キーサイト・テクノロジーが2014年10月14日に東京で開催）で行われた。登壇したのは、パナソニックの瓜生 一英氏（オートモーティブ＆インダストリアルシステムズ社 新規事業本部 インダストリアル事業開発センター システム事業統括グループ）である（写真）。講演タイトルは「HDMI2.0/6Gbpsの高速伝送実現のためにシミュレーションができることは？」だった。
同氏が語ったポイントは3つある。第１に測定手法を理解して、それに対応したバーチャルな解析系をシミュレーター上に構築すること。第2に、時間軸でシミュレーションする際には、モデルの精度や規模に注意を払うこと。第3に、HDMIといった高速伝送系の試作前シミュレーションでチェックすべき特性である。
HDMI 2.0ではVNAが必要
まず、第１のポイント。測定手法を理解して、それに対応したバーチャルな解析系をシミュレーター上に構築することである。今回の講演では、サンプリングオシロスコープを使ってTDR（time domain reflectometer）特性を測る系を紹介し（図1）、そのバーチャルな系を米Keysight Technologies社のEDAシステム「ADS」の回路シミュレーターを核に構築して、TDR特性を求めた例を見せた（図2）。
さらに、HDMI 2.0準拠のチェックに必要なホットTDR特性測定（デバイスがオン状態でのTDR測定）を紹介した（図3）。デバイスがオン状態のためにトランスミッターのスプリアスを回避するために、サンプリングオシロコープではなく、VNA（vectrol network analyzer）で測定する必要があるとした。VNAの測定結果は周波数軸となるため、逆FFTを施して時間軸に変換する。このバーチャルな測定系もADSに構築した（図4）。
瓜生氏は、リアルな系でのインピーダンス計測結果と、バーチャルな系でのインピーダンスシミュレーション結果（+逆FFT）を比較した結果も見せた。なお、リアルな系は、パナソニックのHDMI 2.0対応通信IC「MN864777/MN864778」（日経テクノロジーオンライン関連記事）向けの評価ボードや、KeysightのVNAなどからなる。このバーチャル系をADS上で開発している。両者から得た時間軸インピーダンス波形はほぼ同じで（図5）、バーチャル系がADS上に精度よく構築されているとした。
