IBIS-моделирование — сравнительное молодое направление в автоматизированном проектировании цифровых устройств. Оно позволяет и предназначено в основном для анализа целостности сигналов и выявлении помех отражения и искажений в цифровых устройствах, смонтированных на печатных платах. Далее мы будем рассматривать цифровые интегральные схемы (ЦИС).
IBIS-модели (I/O Buffer Information Specification) создаются на основе экспериментальных измерений, проводимых на высокоточном лабораторном оборудовании, поэтому их создание связано с существенными финансовыми и временными затратами. Тем не менее, в настоящее время крупнейшие фирмы-производители микросхем обеспечивают потребителей своей продукции достаточно точными IBIS-моделями, что позволяет им сохранить в тайне информацию о применяемой технологии и схемотехнических решениях.
Таким образом, в идеальном случае все поставляемые на рынок компоненты должны иметь разработанные производителями IBIS-модели, находящиеся в свободном доступе. И хотя имеющиеся библиотеки моделей достаточно обширны, всегда существует вероятность того, что какая-либо ЦИС, например, новая или малоиспользуемая, будет в нём отсутствовать. Кроме того, на практике встречаются случаи, когда точность моделей оказывается недостаточной.
Поэтому практическая часть построения IBIS-моделей остаётся актуальным вопросом. Её частным вопросом является измерение емкостей выходных цепей ЦИС.
Рассматриваемые ниже методы используются для определения емкостей выходов ЦИС, но в принципе могут быть обобщены и на другие выводы ЦИС.
Обобщенное представление выходного каскада цифровой микросхемы
Обобщённое представление модели входного буфера цифровой микросхемы показано на рис.1. Здесь C — искомая обобщённая емкость выхода буфера на шину питания, которая объединяет в себе все виды емкости буфера. Эта емкость отвечает за быстродействие ИС и определяет максимальную частоту её переключения. Сопротивления R1 и R2 — нелинейные и зависят от напряжения на них, а также от того, в каком логическом состоянии находится буфер. В общем случае емкость С зависит от напряжения на выходе буфера, и в статическом режиме постоянна. UПИТ — напряжение питания рассматриваемой ЦИС.
Заметим, что иногда удобнее оперировать с двумя емкостями — на шину питания и на общую шину (нулевого потенциала). Это зависит от того, в каком логическом состоянии находится буфер.
Для многих задач, связанных с моделированием микросхем, емкость С должна быть определена. Собственно, это и является предметом нашего дальнейшего исследования. Для определения емкости C можно использовать несколько совершенно различных способов.
Продолжение - здесь.
Искренне Ваш, Главный научный сотрудник
P.S. Прошу подписываться на мой канал! Считаю, что мой опыт и научные достижения должны стать общедоступными. Только оригинальные статьи, собственные наработки!