本文聚焦IBIS(I/O Buffer Information Specification)模型中的Corner(Typ/Min/Max)參數(shù)處理,系統(tǒng)分析Corner的定義規(guī)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(jìn),隨后根據(jù)IBIS模型的基礎(chǔ)架構(gòu)詳細(xì)討論Corner在不同模型組件中的應(yīng)用,最后介紹了HobbSim中進(jìn)行Corner掃描的操作方法。
歷史演進(jìn):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(yīng)的參數(shù)表現(xiàn)。IBIS(Input/Output Buffer Information Specification)的Corner參數(shù)體系源于對芯片I/O行為建模標(biāo)準(zhǔn)化的需求,其發(fā)展歷程可概括為三個(gè)階段:
IBIS v1.0(1993):
僅定義Typ(典型)角,基于標(biāo)稱電壓、溫度和工藝參數(shù)。
使用ffff/ssss-SPICE模型會令結(jié)果過于悲觀,所以實(shí)際使用時(shí)基于典型工藝數(shù)據(jù),電壓與溫度參數(shù)采用降額(Derating)修正方法,避免過度保守設(shè)計(jì)(Over-guardbanding)。
IBIS v2.0(1996):
引入Min(慢/弱)和Max(快/強(qiáng))角,允許直接使用非典型參數(shù)組合。
I-V/V-t表:明確定義Min=Slow(電流弱、邊沿慢),Max=Fast(電流強(qiáng)、邊沿快)。
獨(dú)立參數(shù)(如C_comp):按數(shù)值大小處理(大值關(guān)聯(lián)Slow,小值關(guān)聯(lián)Fast)。
BIRD 140.2(2011):
IBIS-AMI模型:在[Algorithmic Model] 中引入Typ/Slow/Fast三值參數(shù)格式,解決高速互連場景的模糊性。
IBIS模型基礎(chǔ)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(shù)范圍。
基礎(chǔ)工藝角(Typ/Min/Max):
性能角(Slow/Fast):
Slow:低電流驅(qū)動、慢轉(zhuǎn)換時(shí)間、最大封裝寄生參數(shù)(混合Min和Max參數(shù))。
Fast:高電流驅(qū)動、快轉(zhuǎn)換時(shí)間、最小封裝寄生參數(shù)(混合Min和Max參數(shù))。
特殊參數(shù)邏輯:
C_comp:電容的大小并不總是和制造工藝的變化相關(guān)聯(lián)。作為獨(dú)立的變量,會按數(shù)值大小定義Min(小值=Fast)和Max(大值=Slow)。
[Diff Pin] 內(nèi)的tdelay_typ、tdelay_min、tdelay_max:這三個(gè)參數(shù)控制信號的時(shí)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(shí)序延遲時(shí)間的Typ、Min和Max值。
IBIS模型的核心結(jié)構(gòu)
IBIS模型通過行為級描述(非SPICE網(wǎng)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(guān)鍵參數(shù)。
Corner處理:I-V/V-T表需包含Typ/Min/Max三列數(shù)據(jù),并保證單調(diào)性(Min電流 ≤ Typ電流 ≤ Max電流)。
C_comp參數(shù):獨(dú)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(shù)(RLC)。
Corner處理:默認(rèn)使用R/L/C的Typ/Min/Max值表示參數(shù)范圍。
此外,LEVEL 3質(zhì)量要求(IBIS Quality Specification Version 3.0定義)每個(gè)信號引腳需定義獨(dú)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(kuò)展。
Corner處理:EDA工具根據(jù)用戶定義選擇,Slow與Min(慢/弱)對齊,F(xiàn)ast與Max(快/強(qiáng))對齊。
HobbSim對IBIS Corner批量掃描的支持與優(yōu)勢
隨著現(xiàn)代高速電路設(shè)計(jì)復(fù)雜度提升,對IBIS模型Corner(Typ/Min/Max)的全面驗(yàn)證需求日益迫切。HobbSim作為一款先進(jìn)的信號完整性分析工具,內(nèi)置了IBISCHK 7.0解析引擎,支持更先進(jìn)的IBIS Model解析與使用,使您的驗(yàn)證更加高效。
Corner批量掃描的優(yōu)勢:
在HobbSim中,支持一鍵掃描所有Corner并自動生成報(bào)告,避免人工逐個(gè)驗(yàn)證的遺漏風(fēng)險(xiǎn)。例如,可通過一次設(shè)置,同時(shí)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(diào)試:
提供波形疊加功能,輔助定位時(shí)序瓶頸,可快速驗(yàn)證模型相關(guān)性。
在報(bào)告中,HobbSim可以將Corner掃描的結(jié)果疊加顯示,支持靈活修改部分拓?fù)洳⒃俅胃碌綀?bào)告中,快速完成驗(yàn)證→修改→再驗(yàn)證的流程。
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原文標(biāo)題:IBIS 模型中的工藝角及應(yīng)用
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