信号完整性分析是电子设计中重要的一环,它帮助我们理解并预测信号在电路中的传输特性。本文将深入探讨IBIS模型在信号完整性分析中的应用。
IBIS(Input/Output Buffer Informational Specifation)模型是一种用于描述集成电路(IC)输入和输出行为特性的标准格式。它通过提供几条关键的I/V和V/T曲线来描述IO缓冲器的行为特性,这些曲线在给定负载条件下得到,而无需提供IC内部的逻辑信息或功能细节。
在仿真过程中,将相应的缓冲器添加到PCB电路的驱动端和接收端,可以进行SI(信号完整性)、串扰、EMC(电磁兼容性)和时序的仿真分析。IBIS模型提供了一种行为级的描述方式,它既不包含内部电路细节,又能快速进行仿真,相比晶体管级模型速度提高10-15倍。
IBIS模型通常基于器件本身,包含器件的封装电气特性、管脚与缓冲器映射关系、电气说明(如Vin和Vmeas)以及管脚的寄生参数(如引线的电阻、电感和电容)。它有特定的语法和格式,模型中的各个字段和信息均需遵循其规则。
IBIS模型结构分为几个部分:头文件、器件和管脚信息、子参数、工作电压和温度、I/V数据和转换波形数据。头文件包含文件信息、器件名称和制造商。器件和管脚信息描述封装电气特性和管脚与缓冲器映射。子参数部分提供描述每个缓冲器所需的数据。工作电压和温度部分衡量模型的温度特性和极限情况。I/V数据描述输出和输入缓冲器的特性。转换波形数据描述IO缓冲器在特定负载下的输出波形变化。
IBIS模型中V-I、V-T曲线的测量需在典型、最小和最大三种模式下进行。从模型中可获得信号上升时间、输出阻抗和封装延时等关键信息。
IBIS模型中的关键字“Ramp”定义了缓冲器输出上升和下降沿的斜率。例如,DDR3芯片的DQ_34_1600的“Ramp”语句给出了逻辑电平转换的20%至80%摆幅大小。基于此,可以计算出信号的上升时间,从而评估布线延时是否超过1/6的上升时间,以确定是否需要采用匹配技术。
输出阻抗可以从缓冲器的“Pulldown”和“Pullup”曲线中获得,结合传输线阻抗控制在50欧姆,可以计算出串联匹配电阻值。通过IBIS模型中的数据,可以精确地估算匹配电阻,从而优化信号完整性。
管脚封装延时可以从“Package”、“Pin”或“Package Model”字段中获取。这些参数对于高速总线时序设计至关重要,能帮助补偿封装内部的延时,确保信号质量。通过IBIS模型的详细描述,我们可以更准确地理解和优化信号在PCB上的传输。
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文章来源:天狐定制
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