Ч.2 находится здесь.
Алгоритм построения моделей изображен на рис. 1.
Рассмотрим, какими путями можно получить IBIS-модель. В настоящее время известно два способа их получения — на основании эксперимента и на основании схемотехнического моделирования ИС. Это определяет разветвленность алгоритма. Если модель строится путем моделирования, то получение модели состоит во введении топологии и параметров схемы в программу моделирования, например, на входном языке SPICE. Далее необходимо промоделировать схему (но в разных режимах, и не один раз), что даст все необходимые характеристики ИС. Затем, используя программу-конвертер, полученные данные переводят в IBIS-модель. Этот процесс происходит автоматически.
Если модель строится путем стендовых измерений, то необходимо сначала снять необходимые характеристики (они снимаются по точкам), затем составить в соответствии со стандартом IBIS-описание микросхемы. К необходимым характеристикам относят:
— для входных буферов:
· описание диодов GND_Clamp и POWER_Clamp;
· емкость полупроводниковой структуры буфера;
· емкость, индуктивность и активное сопротивление выводов.
— для выходных буферов:
· описание нелинейных сопротивлений Pullup и Pulldown;
· переходные характеристики как зависимости напряжения на выходе от времени при переключении выходного буфера из состояния логической единицы в состояние логического нуля и обратно;
· производные напряжения на выходе по времени в начальный момент переходных процессов.
· описание диодов GND_Clamp и POWER_Clamp (снимается по точкам и представляется в виде таблицы);
· емкость полупроводниковой структуры буфера;
· емкость, индуктивность и активное сопротивление выводов.
Заметим, что в зависимости от типа логики, наличия или отсутствия третьего состояния и пр. IBIS-стандарт предусматривает особенности IBIS-описания, которых мы здесь касаться не будем.
К необязательно приводимой в IBIS-файлах относятся следующая информация:
· подключение выводов ИС к шинам GND (POWER), выполняющим одинаковые функции, но разделенным с точки зрения конструкции и имеющим разные имена (снимается по точкам и представляется в виде таблицы);
· характеристики дифференциальных выходов;
· индивидуальные паразитные характеристики выводов ИС;
· условия снятия переходных характеристик и др.
Это далеко не полный список дополнительных параметров, посредством которых происходит повышение адекватности моделей. Таким образом, IBIS-описание ИС может быть различным.
Необходимо отметить, что снятие характеристик буферов при напряжении на них более напряжения питания или менее нуля переводит микросхему в необычный для неё режим. При выборе пределов напряжения на входе или выходе при заполнении соответствующих таблиц нельзя полагаться на интуицию, поскольку это может привести к повреждению микросхемы. Указанные пределы выбираются на основании рекомендаций IBIS-стандарта для данного типа логики и технической документации на микросхему.
Далее сформированный IBIS-файл проверяют при помощи специальной программы на предмет наличия ошибок. Такие программы имеются в свободном доступе и создаются для каждой версии IBIS-стандарта. Обычно программа по строкам читает файл и сверяет его синтаксис с шаблоном. В настоящее время, к сожалению, такая программа доступна только для версии 3.2. Для более поздних версий эти программы должны появиться в ближайшее время.
Далее, если ошибки в файле есть, то мы должны их исправить, что означает его корректировку. В случае безошибочного составления файла проводят моделирование с использованием составленного описания ИС. Если результаты моделирования и измерений на стенде совпадают с приемлемой погрешностью, то работы по совершенствованию модели прекращаются. Если расхождения велики и нас не устраивают, то необходимо заново снять характеристики и обеспечить необходимую точность, повторив этапы алгоритма.
Заметим, что построение моделей является достаточно сложным делом, поскольку требует сложной и очень дорогой измерительной аппаратуры. Тем не менее, подавляющее большинство фирм-производителей современных микросхем и микропроцессоров (Intel, ATHMEL) и аппаратуры (Samsung, Philips) имеют собственные специализированные лаборатории идентификации параметров IBIS-моделей. Сейчас этот процесс стараются автоматизировать.
Помимо основных, номинальных, значений используются минимальные и максимальные значения параметров модели. Если последние не доступны, то в этом случае моделирование производится только для номинальных значений.
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!
