IBIS學習筆記

    IBIS(Input/Output Buffer Information Specification)模型是基於V/I曲線的對I/O Buffer快速準確建模的方法，其目的是提供一種集成電路製造商與模擬軟體供應商以及設計工程師之間相互交換電子元件模擬數據的標準方法。IBIS是一種行為模型，它不是從要模擬的元件的結構出發定義的，而是從元件的行為出發定義的。IBIS本身是一種標準的文本格式，它記錄驅動器和接收器的不同參數，如驅動源輸出阻抗、上升/下降時間以及輸入負載等參數，但它不說明這些記錄參數是如何使用的。
    IBIS模型分為驅動器模型和接收器模型，如下圖示：
 
 
Pull up/pull down：標準輸出緩衝器的上拉和下拉晶體管，用直流I/V數據表來描述它們的行為。
 Power clamp/gnd clamp：靜電放電和鉗位二極體，用直流I/V數據表來描述它們的行為。
 Ramp：表示輸出從一個邏輯狀態轉換到另一個邏輯狀態，用dV/dt來描述。
 C_comp：硅晶圓電容，它是不包括封裝參數的總輸出電容。
 R_pkg/L_pkg/C_pkg：封裝帶來的寄生電阻、電感和電容。。
無論是驅動器模型還是接收器模型都是由兩部分組成的：緩衝器結構模型（[model] section）和封裝因子（[component]&[pin] section）。

IBIS文件結構
IBIS文件包括了從行為上模擬一個器件的輸入、輸出和I/O緩衝器所需要的數據，它以ASCII的格式保存。IBIS文件的格式如下圖示：
IBIS文件主要由三部分構成：
1. 文件頭描述：包括IBIS版本、文件名以及資料來源、修訂等信息。
2. 元件描述：該部分包含從數據手冊中得到的元件引腳、封裝電特性等信息，用關鍵字[package]和[pin]說明。
3. 模型描述：該部分描述電流、電壓曲線和開關特性，模型用[pull up]、[Pull down]、[gnd clamp]、[power clamp]和[ramp]等關鍵字說明，[model]后的參數定義了模型的類型（輸入、輸出、I/O、開漏極等）以及它的輸入/輸出電容。
IBIS模型有3組可能的值：min、max以及typ。
IBIS文件中的V/I曲線數據包括：pull up、pull down、power clamp、gnd clamp四種，V/I曲線數據描述電壓從-Vcc～+2Vcc的對應電流的情況，輸入晶元的電流為正。

IBIS模型類型：
1. 輸入（input）：作為接收器，必須定義輸入門限（Vinh、Vinl）、Power clamp和gnd clamp；
2. 輸出（output）：作為驅動器，必須定義power clamp、gnd clamp、pull up、pull down、ramp（dV/dt），此外可以有輸出高低電平門限（不屬於IBIS模型規範）；
3. I/O：根據使能既可以作為驅動器也可以作為接收器；
4. 三態（3-state）：通常作為驅動器，也可通過使能端關閉；
5. open_drain：典型的驅動器模型，有一個開路的上拉側；
6. I/O_open_drain：具有I/O和open_drain雙重特性；
7. open_sink：驅動器模型，有一個開路的上拉側，由用戶提供一個上拉的電阻和一個電壓連接；
8. I/O_open_sink：具有I/O和open_sink雙重特性；
9. open_source：驅動器的模型，有一個開路的下拉側，由用戶提供一個下拉電阻和地或電源的電壓連接；
10. I/O_open_source：具有I/O和open_source雙重特性；
11. ECL：Emitter Coupled Logic，包括input_ECL、output_ECL、I/O_ECL、3-state_ECL；
12. 終端terminator：通常是輸入模型，當沒有數字邏輯門限時作為模擬的負載效應，如電阻、電容、二極體等。

參考資料：
 Cadence高速PCB設計與模擬分析    北京航空航天大學出版社   黃豪佑等