1. 什么是IBIS模型?
IBIS(Input/Output Buffer Information Specification)模型是一種基于V/I曲線(xiàn)的對I/O BUFFER快速準 確建模的方法,是反映芯片驅動(dòng)和接收電氣特性的一種國際標準,它提供一種標準的文件格式來(lái)記錄如驅動(dòng)源輸出阻抗、上升/下降時(shí)間及輸入負載等參數,非常適合做振蕩和串擾等高頻效應的計算與仿真。
2. IBIS歷史
IBIS規范最初由一個(gè)被稱(chēng)為IBIS開(kāi)放論壇的工業(yè)組織編寫(xiě),這個(gè)組織是由一些EDA廠(chǎng)商、計算機制造商、半導體廠(chǎng)商和大學(xué)組成的。IBIS的版本發(fā)布情況為:1993年4月第一次推出Version1.0版,同年6月經(jīng)修改后發(fā)布了Version1.1版,1994年6月在San Diego通過(guò)了Version2.0版,同年12月升級為Version2.1版,1995年12 月其Version2.1版成為ANSI/EIA-656標準,1997年6月發(fā)布了Version3.0版,同年9月被接納為IEC 62012-1 標準,1998年升級為Version3.1版,1999年1月推出了當前最新的版本Version3.2版。
3. 使用IBIS模型進(jìn)行仿真
IBIS本身只是一種文件格式,它說(shuō)明在一標準的IBIS文件中如何記錄一個(gè)芯片的驅動(dòng)器和接收器的不同參數,但并不說(shuō)明這些被記錄的參數如何使用,這些參數需要由使用IBIS模型的仿真工具來(lái)讀取。欲使用IBIS進(jìn)行實(shí)際的仿真,需要先完成以下四件工作:
(1)獲取有關(guān)芯片驅動(dòng)器和接收器的原始信息源;
(2)獲取一種將原始數據轉換為IBIS格式的方法;
(3)提供用于仿真的可被計算機識別的布局布線(xiàn)信息;
(4)提供一種能夠讀取IBIS和布局布線(xiàn)格式并能夠進(jìn)行分析計算的軟件工具。
4. IBIS模型的優(yōu)點(diǎn)
IBIS提供兩條完整的V-I曲線(xiàn)分別代表驅動(dòng)器為高電平和低電平狀態(tài),以及在確定的轉換速度下?tīng)顟B(tài)轉換的曲線(xiàn)。V-I曲線(xiàn)的作用在于為IBIS提供保護二極管、TTL圖騰柱驅動(dòng)源和射極跟隨輸出等非線(xiàn)性效應的建模能力。
在I/O非線(xiàn)性方面能夠提供準確的模型,同時(shí)考慮了封裝的寄生參數與ESD結構;
提供比結構化的方法更快的仿真速度;
可用于系統板級或多板信號完整性分析仿真?捎肐BIS模型分析的信號完整性問(wèn)題包括:串擾、反 射、振蕩、上沖、下沖、不匹配阻抗、傳輸線(xiàn)分析、拓撲結構分析。IBIS尤其能夠對高速振蕩和串擾進(jìn)行準確精細的仿真,它可用于檢測最壞情況的上升時(shí)間條件下的信號行為及一些用物理測試無(wú)法解決的情況;
模型可以免費從半導體廠(chǎng)商處獲取,用戶(hù)無(wú)需對模型付額外開(kāi)銷(xiāo);
兼容工業(yè)界廣泛的仿真平臺。
5. IBIS模型的缺點(diǎn)
許多芯片廠(chǎng)商缺乏對IBIS模型的支持。而缺乏IBIS模型,IBIS工具就無(wú)法工作。雖然IBIS文件可以手工創(chuàng )建或通過(guò)Spice模型自動(dòng)轉換,但是如果無(wú)法從廠(chǎng)家得到最小上升時(shí)間參數,任何轉換工具都無(wú)能為力
IBIS不能理想地處理上升時(shí)間受控的驅動(dòng)器類(lèi)型的電路,特別是那些包含復雜反饋的電路;
IBIS缺乏對地彈噪聲的建模能力。IBIS模型2.1版包含了描述不同管腳組合的互感,從這里可以提取一些非常有用的地彈信息。它不工作的原因在于建模方式,當輸出由高電平向低電平跳變時(shí),大的地彈電壓可以改變輸出驅動(dòng)器的行為。
6. IBIS模型與SPICE模型的比較
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SPICE
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IBIS
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精度
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精確
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好
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高頻設計支持
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可達幾至幾十GHz級
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適合于1GHz以下
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地彈及回流建模支持
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支持
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不支持
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目標
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IC設計、系統設計
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系統設計
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目標電路
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模擬
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數字
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模型級別
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晶體管和二極管
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I/O、I/V和V/T
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計算速度/計算量
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慢/大
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快/小
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支持
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IC廠(chǎng)家、SPICE廠(chǎng)家、仿真器廠(chǎng)家
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IC和仿真器廠(chǎng)家
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版本
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Ph.D. thesis, 1972;PICE 2G6, 1984
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1.0 1993;3.0 1997
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