技术资讯 | IBIS元件模型相关知识
ibis模型介绍
随着数字系统性能的不断提升，信号输出的转换速度也越来越快，在信号完整性分析中，不能简单的认为这些高速转换的信号是纯粹的数字信号，还必须考虑到它们的模拟行为。为了在pcb进行生产前进行精确的信号完整性仿真并解决设计中存在的问题，要求建立能描述器件i/o特性的模型。这样，intel最初提出了ibis的概念，ibis就是i/o buffer information specification的缩写。
为了制定统一的ibis格式，eda公司、ic供应商和最终用户成立了一个ibis格式制定委员会，ibis公开论坛也随之诞生。在1993年，格式制定委员会推出了ibis的第一个标准version 1.0，以后不断对其进行修订，1999年公布的version 3.2， 这一标准已经得到了eia的认可，被定义为ansi/eia-656-a标准。每一个新的版本都会加入一些新的内容，但这些新内容都只是一个ibis模型文件中的可选项目而不是必须项目，这就保证了ibis模型的向后兼容性能。
一个ibis文件包括了从行为上模拟一个器件的输入、输出和i/o缓冲器所需要的数据，它以ascii的格式保存。ibis文件中的数据被用来构成一个模型，这个模型可以用来对印刷电路板进行信号完整性仿真和时序分析。进行这些仿真所需的最基本的信息是一个缓冲器的i/v参数和开关参数(输出电压与时间的关系)。要注意的是，ibis本身只是一种文件格式，它说明在一个标准的ibis文件中如何记录一个芯片的驱动器和接收器的不同参数，但并不说明这些被记录的数据如何使用，这些参数要由使用ibis模型的工具来读取。
ibis模型是以元件为中心的，也就是说，一个ibis文件允许你模拟整个的一个元件，而不仅仅是一个特定的输入、输出或i/o缓冲器。因而，除了器件缓冲器的电学特性参数以外，ibis文件还包括了器件的管脚信息以及器件封装的电学参数。从version 1.1开始，就定义了一个ibis模型文件的最基本的组成元素为i/v数据表、开关信息和封装信息)。
输出模型比输入模型多一个pull-up，pull-down的v/t曲线。
ibis模型结构
ibis模型结构
c_pkg，r_pkg，l_pkg为封装参数；c_comp为晶片pad电容；power_clamp，gnd_clamp为esd结构的v/i曲线。输出模型比输入模型多一个pull-up，pull-down的v/t曲线。,输入的基本结构。
c_pkg，r_pkg，l_pkg为封装参数；c_comp为晶片pad电容；power_clamp，gnd_clamp为esd结构的v/i曲线。输出模型比输入模型多一个pull-up，pull-down的v/t曲线。,输入的基本结构。
图中，模块2 pullup和模块1 pulldown表现了标准输出缓冲器的上拉和下拉晶体管，用直流i/v数据表来描述它们的行为。
模块3中的power_clamp和gnd_clamp是静电放电或钳位二极管，也是用直流i/v数据表来描述的。
模块4在ibis文件中是ramp参数，表示输出从一个逻辑状态转换到另一个逻辑状态，用dv/dt来描述某一特定阻性负载下输出波形的上升沿和下降沿。
模块5描述的是体电容和封装寄生参数，其中c_comp是硅晶元电容，它是不包括封装参数的总的输出电容_l_pkg、r_pkg和c_pkg分别是由封装带来的寄生电感、寄生电阻和寄生电容。如果描述的仅仅是输入管脚的ibis模型，则只由模块3和模块5两部分组成即可。ibis规范要求的i/v曲线的范围是vcc到(2*vcc)，制定这一电压范围的原因是，由全反射所引起的过冲理论上的最大值是两倍的信号摆幅。gnd_clamp的i/v曲线范围定义为-vcc到vcc，而power_clamp的i/v曲线范围是0到(2*vcc)。要注意的是，pullup和power_clamp在ibis文件中的电压v table为vcc-voutput。
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为了制定统一的ibis格式，eda公司、ic供应商和最终用户成立了一个ibis格式制定委员会，ibis公开论坛也随之诞生。在1993年，格式制定委员会推出了ibis的第一个标准version 1.0，以后不断对其进行修订，1999年公布的version 3.2， 这一标准已经得到了eia的认可，被定义为ansi/eia-656-a标准。每一个新的版本都会加入一些新的内容，但这些新内容都只是一个ibis模型文件中的可选项目而不是必须项目，这就保证了ibis模型的向后兼容性能。
一个ibis文件包括了从行为上模拟一个器件的输入、输出和i/o缓冲器所需要的数据，它以ascii的格式保存。ibis文件中的数据被用来构成一个模型，这个模型可以用来对印刷电路板进行信号完整性仿真和时序分析。进行这些仿真所需的最基本的信息是一个缓冲器的i/v参数和开关参数(输出电压与时间的关系)。要注意的是，ibis本身只是一种文件格式，它说明在一个标准的ibis文件中如何记录一个芯片的驱动器和接收器的不同参数，但并不说明这些被记录的数据如何使用，这些参数要由使用ibis模型的工具来读取。
ibis模型是以元件为中心的，也就是说，一个ibis文件允许你模拟整个的一个元件，而不仅仅是一个特定的输入、输出或i/o缓冲器。因而，除了器件缓冲器的电学特性参数以外，ibis文件还包括了器件的管脚信息以及器件封装的电学参数。从version 1.1开始，就定义了一个ibis模型文件的最基本的组成元素为i/v数据表、开关信息和封装信息)。
输出模型比输入模型多一个pull-up，pull-down的v/t曲线。
ibis模型结构
ibis模型结构
c_pkg，r_pkg，l_pkg为封装参数；c_comp为晶片pad电容；power_clamp，gnd_clamp为esd结构的v/i曲线。输出模型比输入模型多一个pull-up，pull-down的v/t曲线。,输入的基本结构。
c_pkg，r_pkg，l_pkg为封装参数；c_comp为晶片pad电容；power_clamp，gnd_clamp为esd结构的v/i曲线。输出模型比输入模型多一个pull-up，pull-down的v/t曲线。,输入的基本结构。
图中，模块2 pullup和模块1 pulldown表现了标准输出缓冲器的上拉和下拉晶体管，用直流i/v数据表来描述它们的行为。
模块3中的power_clamp和gnd_clamp是静电放电或钳位二极管，也是用直流i/v数据表来描述的。
模块4在ibis文件中是ramp参数，表示输出从一个逻辑状态转换到另一个逻辑状态，用dv/dt来描述某一特定阻性负载下输出波形的上升沿和下降沿。
模块5描述的是体电容和封装寄生参数，其中c_comp是硅晶元电容，它是不包括封装参数的总的输出电容_l_pkg、r_pkg和c_pkg分别是由封装带来的寄生电感、寄生电阻和寄生电容。如果描述的仅仅是输入管脚的ibis模型，则只由模块3和模块5两部分组成即可。ibis规范要求的i/v曲线的范围是vcc到(2*vcc)，制定这一电压范围的原因是，由全反射所引起的过冲理论上的最大值是两倍的信号摆幅。gnd_clamp的i/v曲线范围定义为-vcc到vcc，而power_clamp的i/v曲线范围是0到(2*vcc)。要注意的是，pullup和power_clamp在ibis文件中的电压v table为vcc-voutput。
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