IBIS建模方法
發(fā)布時(shí)間:2008/5/26 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):779
    
    高速電路板設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要對(duì)器件的i/o進(jìn)行建模,傳統(tǒng)的基于spice的建模方法存在可移植性、速度、復(fù)雜性和開(kāi)放性等問(wèn)題。本文中介紹了ibis建模方法,它以表格形式提供了表征和描述i/o行為的方法。在實(shí)際例子中,作者說(shuō)明了基于ibis4.1建模的具體步驟及其在縮短高速器件建模時(shí)間上的優(yōu)越性。
    
    
    
    圖1:傳統(tǒng)的ibis與具有
    多語(yǔ)言模型的ibis 4.1。
    早期的器件采用的是ttl邏輯,那時(shí)上升和下降時(shí)間還很緩慢,因此不存在信號(hào)完整性問(wèn)題。這種情況持續(xù)了不少年,直到20世紀(jì)90年代初,隨著信號(hào)邊沿速率達(dá)到了一個(gè)臨界點(diǎn),互連以及驅(qū)動(dòng)器和接收器特性開(kāi)始對(duì)pcb的正常工作造成嚴(yán)重影響。
    那時(shí),ic供應(yīng)商提供足夠詳細(xì)的驅(qū)動(dòng)器和接收器特征參數(shù)的方法就是從他們的ic設(shè)計(jì)中提取i/o電路,并將i/o電路網(wǎng)表以spice模型表示,然后對(duì)spice網(wǎng)表和潛在晶體管模型加密以保護(hù)他們的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(ip)。不幸的是,這種解決方案存在下列問(wèn)題:
    1. 缺乏可移植性:每個(gè)spice廠商都用自己的加密技術(shù);
    2. 速度慢:因?yàn)榫w管級(jí)設(shè)計(jì)所含的細(xì)節(jié)比si分析所需的信息多得多;
    3. 復(fù)雜:要求pcb設(shè)計(jì)師理解晦澀的spice語(yǔ)法;
    4. 不對(duì)外開(kāi)放:還沒(méi)有設(shè)立統(tǒng)一的spice標(biāo)準(zhǔn)。
    幸運(yùn)的是,硅片與pcb供應(yīng)商聯(lián)盟認(rèn)識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題,并設(shè)立了ibis開(kāi)放論壇委員會(huì)專門(mén)解決這些問(wèn)題。最終形成的ibis標(biāo)準(zhǔn)以表格形式提供了表征和描述i/o行為的方法。這種格式解決了加密spice所引起的問(wèn)題,因?yàn)閕bis標(biāo)準(zhǔn)是非私有的,不僅快速簡(jiǎn)單,而且具有可移植性。
    
    
    
    圖2:顯示了最新ibis 4.1語(yǔ)
    法的ibis模型。備注:在本例中,
    三個(gè)不同的極端案例使用了
    三個(gè)不同的結(jié)構(gòu)體。
    ibis4.1的提出
    隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,ibis標(biāo)準(zhǔn)能夠很好地適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展。然而,隨著吉比特源同步(mgt)等復(fù)雜技術(shù)的出現(xiàn),增加已有技術(shù)的復(fù)雜性很明顯已經(jīng)不能解決問(wèn)題,這需要一種新的機(jī)制。
    對(duì)ic供應(yīng)商來(lái)說(shuō),最容易的短期解決方案是回到ibis之前的狀態(tài),即建立并加密i/o網(wǎng)表,利用私有spice進(jìn)行仿真。幸運(yùn)的是,ibis委員會(huì)及時(shí)認(rèn)識(shí)到了這一發(fā)展趨勢(shì),并開(kāi)始增強(qiáng)ibis功能以解決這一問(wèn)題。最終于2003年批準(zhǔn)了bird-75,并于2004年正式推薦為ibis 4.1標(biāo)準(zhǔn)。這一改進(jìn)為解決復(fù)雜mgt等帶來(lái)的問(wèn)題提供了漸進(jìn)解決方法。
    ibis 4.1以較高的層次提供了在傳統(tǒng)ibis環(huán)境中使用berkeley spice 3f5、accellera標(biāo)準(zhǔn)verilog-ams和ieee標(biāo)準(zhǔn)vhdl-ams的途徑。此時(shí),由ibis文件提供互連性、門(mén)限值、差分引腳對(duì)和極限案例組織等高層信息,同時(shí)由spice或ams提供切換和量化特性等低層信息。
    對(duì)于高速mgt器件來(lái)說(shuō),利用ibis 4.1重新獲得傳統(tǒng)ibis好處的第一步是簡(jiǎn)單的打包傳統(tǒng)的加密spice模型,這是使spice模型更容易使用的一種非常有效的方法,但不能滿足速度和私有加密要求,并且無(wú)法改變大多數(shù)spice模型不能兼容ibis 4.1允許的berkeley spice標(biāo)準(zhǔn)這一事實(shí)。 第二步是用spice宏模型代替加密過(guò)的spice晶體管模型。spice提供了一些受控源和受控開(kāi)關(guān)等可以用于組裝基礎(chǔ)行為模型的器件,宏建模時(shí)要將這些器件一塊連接起來(lái)才能創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)器模型。
    
    
    
    圖3:延時(shí)三阻抗區(qū)電流源的spice宏模型。
    spice宏建模有點(diǎn)類似于通過(guò)組合一系列unix或dos命令快速實(shí)現(xiàn)某類自動(dòng)操作的unix腳本或dos中的批處理文件。但就象任何腳本那樣,對(duì)于較大的任務(wù)宏建模將變得非常復(fù)雜,而且當(dāng)遇到無(wú)法實(shí)現(xiàn)的命令時(shí)建模將無(wú)法進(jìn)行。
    當(dāng)采用宏建模技術(shù)的工程師發(fā)現(xiàn)有必要使用非ibis 4.1標(biāo)準(zhǔn)功能創(chuàng)建合適的模型時(shí)就會(huì)出現(xiàn)上述情況,因此,采用ibis 4.1的宏模型可以解決速度和可用性問(wèn)題,但不能解決spice固有的非標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。
    最后一步是用ams模型替換加密
    
    高速電路板設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要對(duì)器件的i/o進(jìn)行建模,傳統(tǒng)的基于spice的建模方法存在可移植性、速度、復(fù)雜性和開(kāi)放性等問(wèn)題。本文中介紹了ibis建模方法,它以表格形式提供了表征和描述i/o行為的方法。在實(shí)際例子中,作者說(shuō)明了基于ibis4.1建模的具體步驟及其在縮短高速器件建模時(shí)間上的優(yōu)越性。
    
    
    
    圖1:傳統(tǒng)的ibis與具有
    多語(yǔ)言模型的ibis 4.1。
    早期的器件采用的是ttl邏輯,那時(shí)上升和下降時(shí)間還很緩慢,因此不存在信號(hào)完整性問(wèn)題。這種情況持續(xù)了不少年,直到20世紀(jì)90年代初,隨著信號(hào)邊沿速率達(dá)到了一個(gè)臨界點(diǎn),互連以及驅(qū)動(dòng)器和接收器特性開(kāi)始對(duì)pcb的正常工作造成嚴(yán)重影響。
    那時(shí),ic供應(yīng)商提供足夠詳細(xì)的驅(qū)動(dòng)器和接收器特征參數(shù)的方法就是從他們的ic設(shè)計(jì)中提取i/o電路,并將i/o電路網(wǎng)表以spice模型表示,然后對(duì)spice網(wǎng)表和潛在晶體管模型加密以保護(hù)他們的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(ip)。不幸的是,這種解決方案存在下列問(wèn)題:
    1. 缺乏可移植性:每個(gè)spice廠商都用自己的加密技術(shù);
    2. 速度慢:因?yàn)榫w管級(jí)設(shè)計(jì)所含的細(xì)節(jié)比si分析所需的信息多得多;
    3. 復(fù)雜:要求pcb設(shè)計(jì)師理解晦澀的spice語(yǔ)法;
    4. 不對(duì)外開(kāi)放:還沒(méi)有設(shè)立統(tǒng)一的spice標(biāo)準(zhǔn)。
    幸運(yùn)的是,硅片與pcb供應(yīng)商聯(lián)盟認(rèn)識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題,并設(shè)立了ibis開(kāi)放論壇委員會(huì)專門(mén)解決這些問(wèn)題。最終形成的ibis標(biāo)準(zhǔn)以表格形式提供了表征和描述i/o行為的方法。這種格式解決了加密spice所引起的問(wèn)題,因?yàn)閕bis標(biāo)準(zhǔn)是非私有的,不僅快速簡(jiǎn)單,而且具有可移植性。
    
    
    
    圖2:顯示了最新ibis 4.1語(yǔ)
    法的ibis模型。備注:在本例中,
    三個(gè)不同的極端案例使用了
    三個(gè)不同的結(jié)構(gòu)體。
    ibis4.1的提出
    隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,ibis標(biāo)準(zhǔn)能夠很好地適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展。然而,隨著吉比特源同步(mgt)等復(fù)雜技術(shù)的出現(xiàn),增加已有技術(shù)的復(fù)雜性很明顯已經(jīng)不能解決問(wèn)題,這需要一種新的機(jī)制。
    對(duì)ic供應(yīng)商來(lái)說(shuō),最容易的短期解決方案是回到ibis之前的狀態(tài),即建立并加密i/o網(wǎng)表,利用私有spice進(jìn)行仿真。幸運(yùn)的是,ibis委員會(huì)及時(shí)認(rèn)識(shí)到了這一發(fā)展趨勢(shì),并開(kāi)始增強(qiáng)ibis功能以解決這一問(wèn)題。最終于2003年批準(zhǔn)了bird-75,并于2004年正式推薦為ibis 4.1標(biāo)準(zhǔn)。這一改進(jìn)為解決復(fù)雜mgt等帶來(lái)的問(wèn)題提供了漸進(jìn)解決方法。
    ibis 4.1以較高的層次提供了在傳統(tǒng)ibis環(huán)境中使用berkeley spice 3f5、accellera標(biāo)準(zhǔn)verilog-ams和ieee標(biāo)準(zhǔn)vhdl-ams的途徑。此時(shí),由ibis文件提供互連性、門(mén)限值、差分引腳對(duì)和極限案例組織等高層信息,同時(shí)由spice或ams提供切換和量化特性等低層信息。
    對(duì)于高速mgt器件來(lái)說(shuō),利用ibis 4.1重新獲得傳統(tǒng)ibis好處的第一步是簡(jiǎn)單的打包傳統(tǒng)的加密spice模型,這是使spice模型更容易使用的一種非常有效的方法,但不能滿足速度和私有加密要求,并且無(wú)法改變大多數(shù)spice模型不能兼容ibis 4.1允許的berkeley spice標(biāo)準(zhǔn)這一事實(shí)。 第二步是用spice宏模型代替加密過(guò)的spice晶體管模型。spice提供了一些受控源和受控開(kāi)關(guān)等可以用于組裝基礎(chǔ)行為模型的器件,宏建模時(shí)要將這些器件一塊連接起來(lái)才能創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)器模型。
    
    
    
    圖3:延時(shí)三阻抗區(qū)電流源的spice宏模型。
    spice宏建模有點(diǎn)類似于通過(guò)組合一系列unix或dos命令快速實(shí)現(xiàn)某類自動(dòng)操作的unix腳本或dos中的批處理文件。但就象任何腳本那樣,對(duì)于較大的任務(wù)宏建模將變得非常復(fù)雜,而且當(dāng)遇到無(wú)法實(shí)現(xiàn)的命令時(shí)建模將無(wú)法進(jìn)行。
    當(dāng)采用宏建模技術(shù)的工程師發(fā)現(xiàn)有必要使用非ibis 4.1標(biāo)準(zhǔn)功能創(chuàng)建合適的模型時(shí)就會(huì)出現(xiàn)上述情況,因此,采用ibis 4.1的宏模型可以解決速度和可用性問(wèn)題,但不能解決spice固有的非標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。
    最后一步是用ams模型替換加密
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