本文聚焦IBIS(I/O Buffer Information Specification)模型中的Corner(Typ/Min/Max)參數處理,系統分析Corner的定義規則及其對信號完整性和電源完整性的影響。文章首先介紹了IBIS模型的歷史演進,隨后根據IBIS模型的基礎架構詳細討論Corner在不同模型組件中的應用,最后介紹了HobbSim中進行Corner掃描的操作方法。
歷史演進:從典型模型到多維工藝角
Corner指的是在不同的工藝、溫度、電壓條件下,IBIS模型中對應的參數表現。IBIS(Input/Output Buffer Information Specification)的Corner參數體系源于對芯片I/O行為建模標準化的需求,其發展歷程可概括為三個階段:
IBIS v1.0(1993):
僅定義Typ(典型)角,基于標稱電壓、溫度和工藝參數。
使用ffff/ssss-SPICE模型會令結果過于悲觀,所以實際使用時基于典型工藝數據,電壓與溫度參數采用降額(Derating)修正方法,避免過度保守設計(Over-guardbanding)。
IBIS v2.0(1996):
引入Min(慢/弱)和Max(快/強)角,允許直接使用非典型參數組合。
I-V/V-t表:明確定義Min=Slow(電流弱、邊沿慢),Max=Fast(電流強、邊沿快)。
獨立參數(如C_comp):按數值大小處理(大值關聯Slow,小值關聯Fast)。
BIRD 140.2(2011):
IBIS-AMI模型:在[Algorithmic Model] 中引入Typ/Slow/Fast三值參數格式,解決高速互連場景的模糊性。
IBIS模型基礎與Corner概念
Corner的定義與分類
IBIS中的Corner表示工藝、電壓和溫度(PVT)變化下的參數范圍。
基礎工藝角(Typ/Min/Max):
性能角(Slow/Fast):
Slow:低電流驅動、慢轉換時間、最大封裝寄生參數(混合Min和Max參數)。
Fast:高電流驅動、快轉換時間、最小封裝寄生參數(混合Min和Max參數)。
特殊參數邏輯:
C_comp:電容的大小并不總是和制造工藝的變化相關聯。作為獨立的變量,會按數值大小定義Min(小值=Fast)和Max(大值=Slow)。
[Diff Pin] 內的tdelay_typ、tdelay_min、tdelay_max:這三個參數控制信號的時序延遲。它們定義了非反向引腳與反向引腳之間的延遲,分別是時序延遲時間的Typ、Min和Max值。
IBIS模型的核心結構
IBIS模型通過行為級描述(非SPICE網表)定義I/O緩沖器的電氣特性,其核心組件及其Corner處理方式如下:
[Model]組件:
功能:定義緩沖器的I-V曲線(Pullup/Pulldown)、V-T波形、C_comp等關鍵參數。
Corner處理:I-V/V-T表需包含Typ/Min/Max三列數據,并保證單調性(Min電流 ≤ Typ電流 ≤ Max電流)。
C_comp參數:獨立變量,Min表示最小電容值,Max表示最大電容值。
[Package]組件:
功能:定義封裝寄生參數(RLC)。
Corner處理:默認使用R/L/C的Typ/Min/Max值表示參數范圍。
此外,LEVEL 3質量要求(IBIS Quality Specification Version 3.0定義)每個信號引腳需定義獨立的RLC值需滿足阻抗和延遲約束:
[External Model/Circuit]組件:
功能:支持SPICE子電路或Touchstone模型等模型擴展。
Corner處理:EDA工具根據用戶定義選擇,Slow與Min(慢/弱)對齊,Fast與Max(快/強)對齊。
HobbSim對IBIS Corner批量掃描的支持與優勢
隨著現代高速電路設計復雜度提升,對IBIS模型Corner(Typ/Min/Max)的全面驗證需求日益迫切。HobbSim作為一款先進的信號完整性分析工具,內置了IBISCHK 7.0解析引擎,支持更先進的IBIS Model解析與使用,使您的驗證更加高效。
Corner批量掃描的優勢:
在HobbSim中,支持一鍵掃描所有Corner并自動生成報告,避免人工逐個驗證的遺漏風險。例如,可通過一次設置,同時檢查高速接口在Fast工藝和Slow工藝下的信號裕量。
可視化對比與靈活調試:
提供波形疊加功能,輔助定位時序瓶頸,可快速驗證模型相關性。
在報告中,HobbSim可以將Corner掃描的結果疊加顯示,支持靈活修改部分拓撲并再次更新到報告中,快速完成驗證→修改→再驗證的流程。
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原文標題:IBIS 模型中的工藝角及應用
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