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信号完整性和电磁兼容性的概念解析(一) |
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日期:2009-5-19 9:57:31 |
一、什么是管脚到管脚延时? 管脚到管脚延时是指在驱动器端状态改变到接收器端状态改变之间时间。这些改变通常发生在给定电压50%,最小延时发生在当输出第一个越过给定阈值,最大延时发生在当输出最后一个越过电压阈值。 二、什么是斜率? 斜率就是边沿斜率。I/O 技术规范状态在两个电压之间,这就是斜率,它是可以测量。 三、什么是偏移? 信号偏移是对于同一个网络到达不同接收器端之间时间偏差。偏移还被用于在逻辑门上时钟和数据达到时间偏差。 四、什么是建立时间? 建立时间就是对于一个振荡信号稳定到指定最终值所需要时间。 五、什么是静态线? 在当前时钟周期内它不出现切换。另外也被称为 "stuck-at" 线或static线。串扰能够引起一个静态线在时钟周期内出现切换。 六、什么是串扰? 串扰是两条信号线之间耦合,信号线之间互感和互容引起线上噪声。容性耦合引发耦合电流,而感性耦合引发耦合电压。PCB板层参数、信号线间距、驱动端和接收端电气特性及线端接方式对串扰都有一定影响。 七、什么是振荡和环绕振荡? 振荡现象是反复出现过冲和下冲。信号振荡和环绕振荡由线上过度电感和电容引起,振荡属于欠阻尼状态而环绕振荡属于过阻尼状态。信号完整性问题通常发生在周期信号中,如时钟等,振荡和环绕振荡同反射一样也是由多种因素引起,振荡可以通过适当端接予以减小,但是不可能完全消除。 八、什么是IBIS模型? IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法,是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准,它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数,非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。 IBIS本身只是一种文件格式,它说明在一标准IBIS文件中如何记录一个芯片驱动器和接收器不同参数,但并不说明这些被记录参数如何使用,这些参数需要由使用IBIS模型仿真工具来读取。欲使用IBIS进行实际仿真,需要先完成以下四件工作: (1)获取有关芯片驱动器和接收器原始信息源; (2)获取一种将原始数据转换为IBIS格式方法; (3)提供用于仿真可被计算机识别布局布线信息; (4)提供一种能够读取IBIS和布局布线格式并能够进行分析计算软件工具。 IBIS是一种简单直观文件格式,很适合用于类似于Spice电路仿真工具。它提供驱动器和接收器行为描述,但不泄漏电路内部构造知识产权细节。销售商可以用IBIS模型来说明它们最新门级设计工作,而不会给其竞争对手透露过多产品信息。并且,因为IBIS是一个简单模型,当做简单带负载仿真时,比相应全Spice三极管级模型仿真要节省10~15倍计算量。IBIS提供两条完整V-I曲线分别代表驱动器为高电平和低电平状态,以及在确定转换速度下状态转换曲线。V-I曲线作用在于为IBIS提供保护二极管、TTL图腾柱驱动源和射极跟随输出等非线性效应建模能力。 由上可知,IBIS模型优点可以概括为: 1、在I/O非线性方面能够提供准确模型,同时考虑了封装寄生参数与ESD结构; 2、提供比结构化方法更快仿真速度; 3、可用于系统板级或多板信号完整性分析仿真。可用IBIS模型分析信号完整性问题包括:串扰、反 射、振荡、上冲、下冲、不匹配阻抗、传输线分析、拓扑结构分析。IBIS尤其能够对高速振荡和串扰进行准确精细仿真,它可用于检测最坏情况上升时间条件下信号行为及一些用物理测试无法解决情况; 4、模型可以免费从半导体厂商处获取,用户无需对模型付额外开销; 5、兼容工业界广泛仿真平台。 当然,IBIS不是完美,它也存在以下缺点: 1、许多芯片厂商缺乏对IBIS模型支持。而缺乏IBIS模型,IBIS工具就无法工作。虽然IBIS文件可以手工创建或通过Spice模型自动转换,但是如果无法从厂家得到最小上升时间参数,任何转换工具都无能为力 2、IBIS不能理想地处理上升时间受控驱动器类型电路,特别是那些包含复杂反馈电路; 3、IBIS缺乏对地弹噪声建模能力。IBIS模型2.1版包含了描述不同管脚组合互感,从这里可以提取一些非常有用地弹信息。它不工作原因在于建模方式,当输出由高电平向低电平跳变时,大地弹电压可以改变输出驱动器行为。
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