IBIS模型详解中文版

目录§1绪论...............................................................................................................................11.1IBIS模型的介绍..............................................................................................................11.2IBIS的创建.....................................................................................................................3§2IBIS模型的创建..............................................................................................................32.1准备工作........................................................................................................................32.1.1基本的概念...................................................................................................................32.1.2数据列表的信息...........................................................................................................42.2数据的提取.....................................................................................................................42.2.1利用Spice模型............................................................................................................42.2.2确定I/V数据.................................................................................................................42.2.3边缘速率或者是V/T波形的数据的测量.........................................................................72.2.4试验测量获取I/V和转换信息的数据..............................................................................72.3数据的写入....................................................................................................................82.3.1IBS文件的头I信息........................................................................................................82.3.2器件和管脚的信息.......................................................................................................82.3.3关键词Model的使用.....................................................................................................9§3用IBIS模型数据验证模型...............................................................................................................................................103.1常见的错误...................................................................................................................103.2IBIS模型的数据验证......................................................................................................123.2.1Pullup、Pulldown特性...............................................................................................123.2.2上升和下降的速度（Ramprate）..............................................................................123.2.3上下拉特性和Ramprate的关系..................................................................................123.3用IBIS模型数据验证模型参数的实例..............................................................................12§1绪论1.1IBIS模型的介绍IBIS（Input/OutputBufferInformationalSpecifation）是用来描述IC器件的输入、输出和I/OBuffer行为特性的文件，并且用来模拟Buffer和板上电路系统的相互作用。在IBIS模型里核心的内容就是Buffer的模型，因为这些Buffer产生一些模拟的波形，从而仿真器利用这些波形，仿真传输线的影响和一些高速现象（如串扰，EMI等。）。具体而言IBIS描述了一个Buffer的输入和输出阻抗（通过I/V曲线的形式）、上升和下降时间以及对于不同情况下的上拉和下拉，那么工程人员可以利用这个模型对PCB板上的电路系统进行SI、串扰、EMC以及时序的分析。IBIS模型中包含的是一些可读的ASCII格式的列表数据。IBIS有特定的语法和书写格式。IBIS模型中还包括一些电气说明如V、V、V以及管脚的寄生参数（如管脚的引线R、L、C）等。有一点需要注意的是IBIS模型并不提供IC器件：功能信息、逻辑信息、输入到输出的时间延迟等。也就是说，IBIS模型只是提供了器件的输入、输出以及I/OBuffer的行为特性，而不是在IC器件给定不同的输入，测量对应不同的输出波形；而是在描述器件有一个输入时，我们看不同情况下输出的特性（具体的说我们可以在输出端接一个电压源，这样我们在确保器件输出高电平或者是低电平时，调整电压源的数值，可以测出不同的电流，这样我们就可以在确保输出管脚输出某一个状态时得出一些I/V的数值，至于电压源具体的变化范围后面的内容会涉及到）。所以对于器件商家而言IBIS模型不会泄漏器件的内部逻辑电路的结构。要实现上面提到的对系统的SI和时序的仿真，那么需要的基本的信息就是Buffer的I/V曲线和转换特性。IBIS模型中Buffer的数据信息可以通过测量器件得出也可以通过器件的SPICE模型转换得到。IBIS是一个简单的模型，当做简单的带负载仿真时，比相应的全Spice三极管级模型仿真要节省10～15倍的计算量。IBIS模型是基于器件的。也就是说一个IBIS模型是对于整个器件的管脚而言的，而不是几个特殊的输入、输出或者是I/O管脚的Buffer。因此，IBIS模型中除了一些器件Buffer的电气特性，还包括pin-buffer的映射关系（除了电源、地和没有连接的管脚外，每个管脚都有一个特定的Buffer），以及器件的封装参数。IBIS提供两条完整的V－I曲线分别代表驱动器为高电平和低电平状态，以及在确定的转换速度下状态转换的曲线。V－I曲线的作用在于为IBIS提供保护二极管、TTL推拉驱动源和射极跟随输出等非线性效应的建模能力。一般而言，IC器件的输入、输出和I/O管脚的Buffer的行为特性是通过一定的形式描述的。下面分别对于输入、输出和I/O管脚Buffer的表述形式作一个介绍。对于一个输出或者是I/O管脚的Buffer需要下列的相关数据：在输出为逻辑低时，输出管脚Buffer的I/V特性在输出为逻辑高时，输出管脚Buffer的I/V特性在输出的电平强制在V以上和GND以下时，输出管脚Buffer的I/V特性Buffer由一个状态转换为另一个状态的转换时间Buffer的输出电容对于一个输入管脚的Buffer需要以下的数据：输入Buffer的I/V曲线（包括电平高于V或者是低于GND）Buffer的输入电容一般情况，IBIS模型包含以下一些信息，IBIS模型的结构如下图1.1所示。1.关于文件本身和器件名字的信息。这些信息用以下的关键词描述：[IBISVer]IBIS的版本号,[FileName]文件的名称,[FileRev]文件的版本号,[Component]器件的名称和[Manufacturer].器件的制造商。2.关于器件的封装电气特性和管脚与Buffer模型的映射关系。可以使用关键词[Package]和[Pin]描述。3.为了表述器件管脚的Buffer所需要的相关的数据信息。关键词[Model]是用来表示每个Buffer的数据，具体的内容有：Model_type(Buffer的类型)、Vinh、Vinl以及C_comp（IC芯片的电容）。在前面的内容中提到了Buffer的特性描述，在IBIS模型中需要下面的一些关键词描述：[Pull-up]、[Pull-down]、[GNDclamp]、[Powerclamp]和[Ramp]。当然对于不同的Buffer可能不需要上面的全部的关键词来描述。如OC和漏极开路电路就不需要[Pull-up]关键词的数据信息。图1.1IBIS模型的结构图下面就图1.1的内容作一个说明。在图的右半部分的内容有[…]的是IBIS模型中的关键词；没有方括号的条目则代表的是子参数的标题。同时对于红颜色的字符“Y”标明在IBIS模型中是必选项；而“N”则是标明该内容在IBIS模型中为任选项。1.2IBIS的创建创建一个标准的IBIS模型需要5个步骤。具体的内容如下所示。1创建模型前的准备工作。这包括：确定模型的复杂度、确定器件的工作电压以及环境温度，获取器件本身的相关信息（如封装形式，封装参数等）。2通过直接测量或者是仿真的方法得出输出或者是I/O管脚的I/V曲线的数据。3将数据写入IBIS模型的列表中。4数据的验证。以上是对于创建一个IBIS模型需要步骤的简要说明，所以下面就每一个步