IBIS模型入门介绍

ibis(input/output buffer information specification)是一个用于仿真的描述性文件,它从元件的行为出发描述了器件输入输出端口的电气特性,不会涉及具体电路结构以及芯片的工艺参数等信息,半导体制造商很容易提供这种模型给客户,而不暴露自己的知识产权。
ibis模型是由器件内部的电气参数数值构成的数据列表,这些数据可以反映器件的开关速度、驱动能力等特性。ibis模型的核心是把器件简化为缓冲器(buffer)模型,它的行为级特性主要描述一些v/i和v/t曲线,通过v/i曲线的形式表示缓冲器的输出阻抗,通过v/t曲线的形式表示高低电平转换特性。
如何建立ibis模型
ibis模型可以通过仿真器件的spice模型来获得,也可以用直接测量的方法来获得。如果选择前一种方法,可以使用spice进行仿真,收集每个输出/输出缓冲器的v/i和v/t数据。这样可以在模型中包含过程转折数据。然后,使用ibis网站上的spice至ibis转换程序可以由spice生成ibis模型。
图片来源:analog device
ibis模型结构
ibis规范支持几种输入和输出,例如可建模为三态、集电极开路、开漏、i/o和ecl的输入/输出。第一步是识别器件上不同类型的输入和输出,确定设计中存在多少缓冲器。值得注意的是在ibis文件中一个模型可用于表示多个输入或输出。然而,如果c_comp(结电容)和封装参数不同,就需要不同的模型。
ibis的模型结构输入和输出如下图:
1.输出结构,包含一个pmos、一个nmos、两个esd保护二极管、芯片的电容和封装寄生参数:c_pkgr_pkgl_pkg是整个芯片的等效电容、电阻、电感特性,c_comp为硅片上脚的压焊盘电容。
图片来源:芯语
2.输入结构,包含两个esd保护二极管、芯片的电容和封装寄生数:c_pkgr_pkgl_pkg是整个芯片的等效电容、电阻、电感特性,c_comp为硅片上脚的压焊盘电容。
图片来源:芯语
ibis文件结构
ibis文件不是可执行文件;它是收集所有描述器件电器性能数据的文件,能在仿真器中使用。ibis文件包括三个主要部分:
1.头文件或关于文件、器件和公司的一般信息
2.器件名称、引脚排列和引脚到缓冲器映射
图片来源:analog device
3.模型数据,模型对应的pulldown、pullup、power_clamp、gnd_clamp的ilv数据表;ramp数据;描述波形上升/下降沿的vit数据表等
图片来源:csdn
ibis模型可包含多个器件的特征。在这种情况下,第2和第3点随包含的器件而重复多次。
ibis在信号完整性中的应用
ibis在信号完整性仿真中有不可或缺的作用,它可以作为一个源端和接收端。它可以被大多数的eda软件识别,并且在有些仿真的软件中没有ibis模型,是不能进行时域仿真的。在ibis模型的基础之上,我们可以分析传输线上的信号完整性问题,包括源端到负载端的阻抗、串扰、反射、时延等时域问题。ibis模型会把每个i/o或pin分为几种状态(输入、输出、浮空),把这几种状态配置成几种模型,通过调用i/o或pin的几种模型来模拟输入输出。

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