??IBIS模型介紹

隨著數(shù)字系統(tǒng)性能的不斷提升，信號(hào)輸出的轉(zhuǎn)換速度也越來(lái)越快，在信號(hào)完整性分析中，不能簡(jiǎn)單的認(rèn)為這些高速轉(zhuǎn)換的信號(hào)是純粹的數(shù)字信號(hào)，還必須考慮到它們的模擬行為。為了在PCB進(jìn)行生產(chǎn)前進(jìn)行精確的信號(hào)完整性仿真并解決設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，要求建立能描述器件I/O特性的模型。這樣，Intel最初提出了IBIS的概念，IBIS就是I/O Buffer Information Specification的縮寫(xiě)。

為了制定統(tǒng)一的IBIS格式，EDA公司、IC供應(yīng)商和最終用戶成立了一個(gè)IBIS格式制定委員會(huì)，IBIS公開(kāi)論壇也隨之誕生。在1993年，格式制定委員會(huì)推出了IBIS的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)Version 1.0，以后不斷對(duì)其進(jìn)行修訂，1999年公布的Version 3.2， 這一標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)得到了EIA的認(rèn)可，被定義為ANSI/EIA-656-A標(biāo)準(zhǔn)。每一個(gè)新的版本都會(huì)加入一些新的內(nèi)容，但這些新內(nèi)容都只是一個(gè)IBIS模型文件中的可選項(xiàng)目而不是必須項(xiàng)目，這就保證了IBIS模型的向后兼容性能。

一個(gè)IBIS文件包括了從行為上模擬一個(gè)器件的輸入、輸出和I/O緩沖器所需要的數(shù)據(jù)，它以ASCII的格式保存。IBIS文件中的數(shù)據(jù)被用來(lái)構(gòu)成一個(gè)模型，這個(gè)模型可以用來(lái)對(duì)印刷電路板進(jìn)行信號(hào)完整性仿真和時(shí)序分析。進(jìn)行這些仿真所需的最基本的信息是一個(gè)緩沖器的I/V參數(shù)和開(kāi)關(guān)參數(shù)(輸出電壓與時(shí)間的關(guān)系)。要注意的是，IBIS本身只是一種文件格式，它說(shuō)明在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的IBIS文件中如何記錄一個(gè)芯片的驅(qū)動(dòng)器和接收器的不同參數(shù)，但并不說(shuō)明這些被記錄的數(shù)據(jù)如何使用，這些參數(shù)要由使用IBIS模型的工具來(lái)讀取。

IBIS模型是以元件為中心的，也就是說(shuō)，一個(gè)IBIS文件允許你模擬整個(gè)的一個(gè)元件，而不僅僅是一個(gè)特定的輸入、輸出或I/O緩沖器。因而，除了器件緩沖器的電學(xué)特性參數(shù)以外，IBIS文件還包括了器件的管腳信息以及器件封裝的電學(xué)參數(shù)。從Version 1.1開(kāi)始，就定義了一個(gè)IBIS模型文件的最基本的組成元素為I/V數(shù)據(jù)表、開(kāi)關(guān)信息和封裝信息)。

輸出模型比輸入模型多一個(gè)pull-up，pull-down的V/T曲線。

IBIS模型結(jié)構(gòu)

??IBIS模型結(jié)構(gòu)

C_pkg，R_pkg，L_pkg為封裝參數(shù)；C_comp為晶片pad電容；Power_Clamp，GND_Clamp為ESD結(jié)構(gòu)的V/I曲線。輸出模型比輸入模型多一個(gè)pull-up，pull-down的V/T曲線。,輸入的基本結(jié)構(gòu)。

C_pkg，R_pkg，L_pkg為封裝參數(shù)；C_comp為晶片pad電容；Power_Clamp，GND_Clamp為ESD結(jié)構(gòu)的V/I曲線。輸出模型比輸入模型多一個(gè)pull-up，pull-down的V/T曲線。,輸入的基本結(jié)構(gòu)。

圖中，模塊2 Pullup和模塊1 PullDown表現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)輸出緩沖器的上拉和下拉晶體管，用直流I/V數(shù)據(jù)表來(lái)描述它們的行為。

模塊3中的Power_Clamp和Gnd_Clamp是靜電放電或鉗位二極管，也是用直流I/V數(shù)據(jù)表來(lái)描述的。

模塊4在IBIS文件中是Ramp參數(shù)，表示輸出從一個(gè)邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)邏輯狀態(tài)，用dV/dt來(lái)描述某一特定阻性負(fù)載下輸出波形的上升沿和下降沿。

模塊5描述的是體電容和封裝寄生參數(shù)，其中C_comp是硅晶元電容，它是不包括封裝參數(shù)的總的輸出電容_L_pkg、R_pkg和C_pkg分別是由封裝帶來(lái)的寄生電感、寄生電阻和寄生電容。如果描述的僅僅是輸入管腳的IBIS模型，則只由模塊3和模塊5兩部分組成即可。IBIS規(guī)范要求的I/V曲線的范圍是Vcc到(2*Vcc)，制定這一電壓范圍的原因是，由全反射所引起的過(guò)沖理論上的最大值是兩倍的信號(hào)擺幅。Gnd_Clamp的I/V曲線范圍定義為-Vcc到Vcc，而Power_Clamp的I/V曲線范圍是0到(2*Vcc)。要注意的是，Pullup和Power_Clamp在IBIS文件中的電壓V table為Vcc-Voutput。