輸入/輸出緩沖器信息規(guī)范(IBIS)是一種行為模型，作為生成器件模型的標(biāo)準(zhǔn)格式而在全球受到歡迎。器件模型的精度取決于行業(yè)提供的IBIS模型的質(zhì)量。因此，為信號(hào)完整性仿真提供高質(zhì)量、可靠的IBIS模型是對(duì)客戶的堅(jiān)定承諾。

生成IBIS模型的一種方法是通過(guò)仿真，但在某些情況下，設(shè)計(jì)文件不可用，因而無(wú)法從仿真結(jié)果生成IBIS模型。在這種情況下，通過(guò)基準(zhǔn)測(cè)量生成IBIS模型是解決這一問(wèn)題的方法，它能提供高質(zhì)量和更真實(shí)的器件行為模型。圖1顯示了通過(guò)基準(zhǔn)測(cè)量生成IBIS模型的完整過(guò)程。使用實(shí)際芯片，提取器件的接收器和驅(qū)動(dòng)器緩沖器行為以表示電流與電壓(I-V)數(shù)據(jù)和電壓與時(shí)間(V-t)數(shù)據(jù)。

圖1.通過(guò)基準(zhǔn)測(cè)量生成IBIS模型的過(guò)程

然后使用實(shí)際試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置在完整負(fù)載條件下驗(yàn)證模型。此程序提供質(zhì)量等級(jí)2b的IBIS模型。為了實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量等級(jí)（3級(jí)）的模型，生成的IBIS模型還將針對(duì)器件的晶體管級(jí)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，同樣采用推薦的負(fù)載條件。

為了表征質(zhì)量，IBIS質(zhì)量任務(wù)組制定了一種包含五個(gè)QC（質(zhì)量控制）階段的質(zhì)量控制流程。表1為定義不同質(zhì)量等級(jí)的清單。

表1中列出的質(zhì)量等級(jí)提供了IBIS模型質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)因供應(yīng)商而異。制定IBIS模型精度標(biāo)準(zhǔn)將能確?？蛻臬@得準(zhǔn)確可靠的模型。模型的質(zhì)量等級(jí)越高，其數(shù)據(jù)就越準(zhǔn)確，因?yàn)楦叩馁|(zhì)量等級(jí)需要更多的驗(yàn)證。

根據(jù)《半導(dǎo)體建模：用于信號(hào)、電源和電磁完整性仿真》一書（Roy Leventhal和Lynne Green撰寫），IBIS正確性檢查清單有5個(gè)公認(rèn)的質(zhì)量等級(jí)。

質(zhì)量等級(jí)0—通過(guò)IBISCHK

質(zhì)量等級(jí)0要求至少應(yīng)通過(guò)IBIS解析器檢查。IBISCHK必須產(chǎn)生零錯(cuò)誤；如果無(wú)法消除所有警告，則必須對(duì)其進(jìn)行解釋。理想情況下，不應(yīng)有任何警告，但人們認(rèn)識(shí)到，有些警告是無(wú)法消除的。解析器檢查產(chǎn)生的“錯(cuò)誤”、“警告”和“注意”消息可作為IBIS模型制作商識(shí)別錯(cuò)誤并輕松糾正錯(cuò)誤的指南。IBIS模型解析器檢查參見(jiàn)圖2。

圖2.IBIS模型通過(guò)IBISCHK

質(zhì)量等級(jí)1—達(dá)到檢查清單文件中規(guī)定的完整性和正確性

質(zhì)量等級(jí)1的IBIS模型不僅要通過(guò)質(zhì)量等級(jí)0檢查，還要通過(guò)基本仿真測(cè)試的正確性和完整性檢查。封裝寄生參數(shù)、引腳配置和負(fù)載參數(shù)應(yīng)正確定義。斜坡速率和典型值/最小值/最大值必須符合器件規(guī)格。另外，可以參考這里列出的質(zhì)量等級(jí)1下的詳細(xì)要求。

質(zhì)量等級(jí)2a—與仿真相關(guān)

質(zhì)量等級(jí)2a將IBIS模型的性能與器件的晶體管級(jí)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較。連接到負(fù)載時(shí)的IBIS模型性能與相同負(fù)載下器件的晶體管級(jí)設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)處理。然后比較兩個(gè)仿真設(shè)置的結(jié)果，并檢查模型是否達(dá)到了質(zhì)量等級(jí)2a。細(xì)節(jié)將在“驗(yàn)證和結(jié)果”部分討論。

質(zhì)量等級(jí)2b—與實(shí)際芯片測(cè)量相關(guān)

質(zhì)量等級(jí)2b將IBIS模型的性能與器件的實(shí)際單元進(jìn)行比較。與質(zhì)量等級(jí)2a一樣，在相關(guān)期間必須將相同的負(fù)載連接到兩個(gè)設(shè)置。根據(jù)相關(guān)結(jié)果判斷模型是否達(dá)到質(zhì)量等級(jí)2b。細(xì)節(jié)將在“驗(yàn)證和結(jié)果”部分討論。

質(zhì)量等級(jí)3—晶體管級(jí)仿真與IBIS基準(zhǔn)測(cè)量的相關(guān)

質(zhì)量等級(jí)3要求根據(jù)晶體管級(jí)設(shè)計(jì)和實(shí)際單元驗(yàn)證IBIS模型。要使模型達(dá)到質(zhì)量等級(jí)3，它必須通過(guò)質(zhì)量等級(jí)2a和2b的相關(guān)性檢查。此外，模型必須通過(guò)IBIS解析器測(cè)試（質(zhì)量等級(jí)0），并通過(guò)IBIS質(zhì)量檢查清單的檢查（質(zhì)量等級(jí)1）。細(xì)節(jié)將在“驗(yàn)證和結(jié)果”部分討論。

應(yīng)用案例

本文研究的案例是ADuM4146，它是一款專門為驅(qū)動(dòng)碳化硅(SiC) MOSFET而優(yōu)化的隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器。ADuM4146有三個(gè)輸入引腳（VIP、VIN和RESET）和兩個(gè)開(kāi)漏引腳（READY和FAULT），但本文針對(duì)每種緩沖器類型僅討論一個(gè)引腳。這是因?yàn)?，?duì)于緩沖器類型相似的引腳，構(gòu)建和驗(yàn)證IBIS模型的過(guò)程是相同的。VIP引腳將作為輸入緩沖器的用例，FAULT將作為開(kāi)漏緩沖器的用例。

需要注意的是，盡管相似的緩沖器類型具有相同的IBIS建模和驗(yàn)證過(guò)程，但這并不一定意味著它們具有相同的IBIS數(shù)據(jù)。本文對(duì)每種緩沖器類型僅討論一個(gè)引腳，以簡(jiǎn)化對(duì)IBIS模型構(gòu)建和驗(yàn)證過(guò)程的解釋。

ADuM4146采用標(biāo)準(zhǔn)小型寬體封裝(SOIC_W)，封裝在驗(yàn)證過(guò)程中以寄生電阻、電感和電容(RLC)的形式表示。封裝工程師通過(guò)仿真提取封裝RLC值。專用印刷電路板(PCB)與封裝寄生的情況類似，也是由寄生RLC表示，其值由PCB工程師提取。

圖3.ADuM4146功能框圖

表2顯示了ADuM4146引腳配置和每個(gè)引腳對(duì)應(yīng)的緩沖器類型。此信息將用于IBIS模型的[Pin]關(guān)鍵字。

IBIS基準(zhǔn)測(cè)量步驟

通過(guò)基準(zhǔn)測(cè)量收集數(shù)據(jù)可能會(huì)受到不同外部因素的影響。應(yīng)補(bǔ)償這些因素以滿足相關(guān)并提供高質(zhì)量模型。

為了最大限度地減少外部因素的影響，待測(cè)器件(DUT)放置在專用夾具上，以減小可能導(dǎo)致被測(cè)器件行為不準(zhǔn)確的干擾電容，如圖4所示。寄生電容是實(shí)際硅片測(cè)量中的一個(gè)重要問(wèn)題，并且常常是限制器件模型工作頻率和帶寬的因素。

圖4.IBIS基準(zhǔn)測(cè)量專用夾具

通過(guò)基準(zhǔn)測(cè)量生成IBIS模型的步驟：

準(zhǔn)備設(shè)置

表3顯示了基準(zhǔn)測(cè)量的IBIS預(yù)建模階段要求，表4顯示了定義緩沖器行為的不同模型類型和模型組成。模型類型在文章“IBIS建模—— 第1部分： 為何IBIS建模對(duì)設(shè)計(jì)成功至關(guān)重要”和“IBIS 建模——第2部分： 為何以及如何創(chuàng)建您自己的IBIS模型”中有詳細(xì)討論。您也可以參考IBIS建模手冊(cè)。

試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置

了解器件的運(yùn)行方式對(duì)于IBIS模型的數(shù)據(jù)收集至關(guān)重要。如圖1所示，這是第一階段，通過(guò)提取I-V數(shù)據(jù)和V-t數(shù)據(jù)來(lái)完成。兩者都以表格形式表示。

I-V數(shù)據(jù)包括ESD箝位行為和驅(qū)動(dòng)器強(qiáng)度，而V-t數(shù)據(jù)表示從低/高電平狀態(tài)到高/低電平狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。切換行為是通過(guò)將負(fù)載連接到輸出引腳來(lái)測(cè)量，這個(gè)負(fù)載與輸出緩沖器將要驅(qū)動(dòng)的值相等。然而，通常的負(fù)載值為50Ω，代表典型的傳輸線阻抗。

對(duì)于I-V測(cè)量，使用能夠吸收和提供電流的可編程電源和曲線跟蹤器來(lái)掃描電壓并收集緩沖器的電流行為。建議在–V_DD至2×V_DD的電壓范圍內(nèi)以及典型值、最小值和最大值拐角處獲取數(shù)據(jù)。V-t測(cè)量需要使用具有適當(dāng)帶寬和低電容探頭的示波器。

DUT安裝在專用工具上，使用溫度強(qiáng)制系統(tǒng)在不同溫度條件下進(jìn)行測(cè)試，以獲取最小、典型和最大性能。在這種情況下，最?。ㄗ钊躜?qū)動(dòng)強(qiáng)度、最慢邊沿）數(shù)據(jù)是在125°C下獲取，最大（最強(qiáng)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度、最快邊沿）數(shù)據(jù)是在–40°C下獲取。

基準(zhǔn)數(shù)據(jù)提取

一旦驗(yàn)證試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置已準(zhǔn)備就緒，就可以開(kāi)始收集所需I-V和V-t數(shù)據(jù)的過(guò)程。輸出和I/O緩沖器需要I-V表和上升/下降數(shù)據(jù)，而輸入緩沖器只需要I-V表。

u I-V（電流與電壓）數(shù)據(jù)測(cè)量

I-V曲線測(cè)量涵蓋四個(gè)IBIS關(guān)鍵字——[Pullup]表示驅(qū)動(dòng)高電平時(shí)上拉元件的I-V行為，[Pulldown]表示驅(qū)動(dòng)低電平時(shí)下拉元件的I-V行為，而[Power Clamp]和[GND Clamp]表示高阻抗?fàn)顟B(tài)下ESD保護(hù)二極管的I-V行為。

要測(cè)量I-V特性，請(qǐng)將器件安裝在專用板上，并將電源和接地引腳連接到電源。準(zhǔn)備溫度強(qiáng)制系統(tǒng)，調(diào)整到所需溫度，等待其穩(wěn)定。在推薦范圍內(nèi)掃描電壓，然后使用曲線跟蹤器測(cè)量所需緩沖器的電流。

用于上拉和電源箝位數(shù)據(jù)的掃描設(shè)備的正節(jié)點(diǎn)應(yīng)連接到電源電壓，負(fù)節(jié)點(diǎn)應(yīng)連接到引腳，而用于下拉和接地箝位數(shù)據(jù)的掃描設(shè)備以地為參考。當(dāng)曲線跟蹤器無(wú)法掃描整個(gè)范圍時(shí)，可能需要外推。

圖5顯示了輸入緩沖器(V_I+) I-V接地箝位測(cè)量的試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置，而圖6顯示了其測(cè)量行為。當(dāng)輸入降低到地以下導(dǎo)致負(fù)電流時(shí)，接地箝位電路被觸發(fā)，使電流接近并穩(wěn)定為零。輸入引腳(VIP)沒(méi)有電源箝位元件，因此其模型不會(huì)有電源箝位數(shù)據(jù)。

圖5.用于I-V箝位測(cè)量的ADuM4146試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置

圖6.ADuM4146輸入緩沖器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)量的接地箝位

對(duì)輸出緩沖器的ESD箝位、上拉和下拉數(shù)據(jù)實(shí)施相同的方法。但在這種情況下，ADuM4146 READY和FAULT引腳為開(kāi)漏緩沖器。因此，它們沒(méi)有上拉元件，只需要下拉數(shù)據(jù)。

圖7.ADuM4146開(kāi)漏緩沖器下拉結(jié)果

圖7顯示了ADuM4146開(kāi)漏緩沖器的下拉數(shù)據(jù)結(jié)果。下拉曲線從負(fù)電流開(kāi)始，然后穿過(guò)零到達(dá)正象限，也在–V_DD至2×V_DD的范圍內(nèi)。

u 緩沖電容(C_comp)提取

根據(jù)IBIS建模手冊(cè)（IBIS 4.0版），“每個(gè)焊盤的總裸片電容或C_comp參數(shù)是從焊盤向緩沖器看到的電容，用于完全布局布線的緩沖器設(shè)計(jì)，不包括封裝效應(yīng)”。獲得C_comp值的一種方法是使用以下公式。

其中：

CIN = 器件輸入電容

C_pkg = 器件封裝電容

u V-t（輸出電壓與時(shí)間）數(shù)據(jù)測(cè)量

V-t曲線測(cè)量也涵蓋了四個(gè)IBIS關(guān)鍵字——[Rising Vddref]和[Falling Vddref]與以電源為參考的負(fù)載的從低到高和從高到低的轉(zhuǎn)換有關(guān)，而[Rising Gndref]和[Falling Gndref]與以地為參考的負(fù)載的從低到高和從高到低的轉(zhuǎn)換有關(guān)。與這些相關(guān)的是關(guān)鍵字[Ramp]，它定義了從一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)換速率，取波形的20%到80%。

測(cè)量上升和下降時(shí)間數(shù)據(jù)需要在驅(qū)動(dòng)所需負(fù)載的緩沖器上使用示波器。在這種情況下，使用一個(gè)50Ω電阻來(lái)表示傳輸線阻抗。對(duì)于開(kāi)漏型，將負(fù)載連接到緩沖器和電源電壓以測(cè)量切換行為（以VDD1為基準(zhǔn)）。務(wù)必使用溫度強(qiáng)制系統(tǒng)以根據(jù)需要穩(wěn)定溫度，從而捕獲最小、典型和最大范圍。圖8顯示了ADuM4146 READY和FAULT引腳切換行為的實(shí)際試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置。ADuM4146數(shù)字輸出引腳為開(kāi)漏型，因此只需要以電源電壓為基準(zhǔn)的上升和下降行為。

圖8.ADuM4146 READY/FAULT切換行為的試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置

圖9和圖10顯示了在晶體管級(jí)仿真和實(shí)際芯片測(cè)量中捕獲的FAULT引腳上升和下降波形。兩種設(shè)置使用相同的負(fù)載條件，即50Ω連接到VDD1，跨越典型值、最小值和最大值拐角。

圖9.ADuM4146 FAULT引腳上升波形（以VDD1為基準(zhǔn)）

圖10.ADuM4146 FAULT引腳下降波形（以VDD1為基準(zhǔn)）

構(gòu)建IBIS模型

創(chuàng)建IBIS模型的下一階段是處理收集的數(shù)據(jù)并構(gòu)建模型本身。在此階段，在必要的關(guān)鍵字之后以IBIS文本格式插入原始數(shù)據(jù)表，包括器件參數(shù)。詳細(xì)過(guò)程參見(jiàn)文章“IBIS建模—— 第1部分： 為何IBIS建模對(duì)設(shè)計(jì)成功至關(guān)重要”。

圖11.從基準(zhǔn)測(cè)量生成的ADuM4146 IBIS模型

圖11顯示了從基準(zhǔn)測(cè)量生成的ADuM4146 IBIS模型。該模型應(yīng)通過(guò)IBIS解析器檢查，包括基本檢查，例如I-V和V-t表之間的匹配以及檢查表格數(shù)據(jù)的單調(diào)性。在繼續(xù)驗(yàn)證過(guò)程之前，應(yīng)完全解決所有錯(cuò)誤、警告和注意事項(xiàng)。此外，模型應(yīng)通過(guò)IBIS質(zhì)量檢查清單的檢查。

驗(yàn)證和結(jié)果

本文的驗(yàn)證過(guò)程將遵循本系列的第二篇文章“IBIS建模——第2部分：為何以及如何創(chuàng)建您自己的 IBIS模型”中說(shuō)明的步驟，其中討論了有關(guān)IBIS模型驗(yàn)證過(guò)程的更多詳情。

圖12.IBIS模型質(zhì)量等級(jí)3驗(yàn)證過(guò)程流程圖

模型首先必須通過(guò)解析器測(cè)試，這可以使用集成了IBISCHK的軟件來(lái)進(jìn)行檢查，或使用來(lái)自ibis.org的開(kāi)源可執(zhí)行代碼進(jìn)行檢查。通過(guò)解析器測(cè)試后，模型必須與其晶體管級(jí)原理圖或?qū)嶋H芯片單元相關(guān)聯(lián)。本文旨在實(shí)現(xiàn)質(zhì)量等級(jí)為3級(jí)的模型，因此ADuM4146的IBIS模型將與其晶體管級(jí)原理圖和實(shí)際單元相關(guān)聯(lián)。設(shè)置品質(zhì)因數(shù)(FOM)值以確定IBIS模型是否會(huì)通過(guò)這兩種相關(guān)性檢查。在這種情況下，兩種相關(guān)性的FOM值必須大于或等于95%才能通過(guò)質(zhì)量等級(jí)3 IBIS模型驗(yàn)證。圖12顯示了IBIS模型達(dá)到質(zhì)量等級(jí)3所必須通過(guò)的驗(yàn)證過(guò)程的流程圖。

曲線度量下方的面積將用于計(jì)算兩種相關(guān)性的FOM值。須將相同的負(fù)載條件放置在這兩組相關(guān)性上。在驗(yàn)證過(guò)程中，建議按照數(shù)據(jù)手冊(cè)中指示的負(fù)載條件來(lái)測(cè)試設(shè)備的正常運(yùn)行。

為了根據(jù)參考正確驗(yàn)證IBIS模型（例如，IBIS與基準(zhǔn)測(cè)量的相關(guān)性），必須把信號(hào)在基準(zhǔn)測(cè)量設(shè)置中經(jīng)過(guò)的PCB走線添加到IBIS仿真設(shè)置中。

以下是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量等級(jí)為3級(jí)的IBIS模型的兩個(gè)條件。

IBIS質(zhì)量等級(jí)2a驗(yàn)證

圖13.IBIS模型質(zhì)量等級(jí)2a驗(yàn)證過(guò)程

圖13顯示了IBIS模型質(zhì)量等級(jí)2a驗(yàn)證過(guò)程。該相關(guān)處理旨在評(píng)估IBIS模型數(shù)據(jù)將在何種程度上產(chǎn)生與晶體管級(jí)仿真結(jié)果相匹配的仿真。圖14顯示了ADuM4146的輸入和開(kāi)漏緩沖器的IBIS模型仿真設(shè)置以及負(fù)載條件。

圖14.ADuM4146輸入和開(kāi)漏緩沖器仿真設(shè)置

圖15.ADuM4146晶體管級(jí)設(shè)計(jì)仿真設(shè)置和負(fù)載條件（輸入緩沖器）

圖16.ADuM4146晶體管級(jí)設(shè)計(jì)仿真設(shè)置和負(fù)載條件（開(kāi)漏緩沖器）

圖15和16分別顯示了輸入和開(kāi)漏緩沖器的晶體管級(jí)設(shè)計(jì)仿真設(shè)置以及負(fù)載條件。器件的封裝RLC值添加在緩沖器和負(fù)載之間，以再現(xiàn)IBIS設(shè)置中的封裝寄生效應(yīng)。

圖17.晶體管級(jí)設(shè)計(jì)與IBIS模型驗(yàn)證結(jié)果的關(guān)系（輸入緩沖器）

圖18.晶體管級(jí)設(shè)計(jì)與IBIS模型驗(yàn)證結(jié)果的關(guān)系（開(kāi)漏緩沖器）

圖17和圖18分別顯示了IBIS模型在標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載下運(yùn)行并將結(jié)果與使用相同負(fù)載下的晶體管級(jí)參考仿真進(jìn)行比較時(shí)，輸入和開(kāi)漏緩沖器的相關(guān)結(jié)果。一個(gè)50Ω電阻用作開(kāi)漏緩沖器的IBIS與晶體管級(jí)相關(guān)性設(shè)置的負(fù)載。使用10μs脈沖輸入對(duì)兩種設(shè)置進(jìn)行瞬態(tài)分析。

表5顯示了兩個(gè)緩沖器模型在與晶體管級(jí)原理圖相關(guān)時(shí)計(jì)算出的FOM值。兩個(gè)緩沖器模型的FOM值均大于95%，因此IBIS模型達(dá)到了質(zhì)量等級(jí)2a。 

IBIS質(zhì)量等級(jí)2b驗(yàn)證

IBIS質(zhì)量等級(jí)2b要求模型與基準(zhǔn)測(cè)量相關(guān)，因此需要考慮可能影響基準(zhǔn)測(cè)量性能的因素。執(zhí)行基準(zhǔn)測(cè)量的主要挑戰(zhàn)是信號(hào)衰減，大部分是由走線寄生效應(yīng)引起的。利用實(shí)際單元測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，最好使用帶有低電容探頭的專用板，以盡可能減少走線寄生效應(yīng)的影響。在這種情況下，IBIS試驗(yàn)臺(tái)專用板是信號(hào)完整性問(wèn)題的解決方案，可減少混入目標(biāo)信號(hào)的干擾信號(hào)所引起的衰減。圖19顯示了IBIS質(zhì)量等級(jí)2b的驗(yàn)證過(guò)程。

圖19.IBIS模型質(zhì)量等級(jí)2b驗(yàn)證過(guò)程

IBIS模型相關(guān)性的主要目標(biāo)是獲得盡可能接近參考的結(jié)果。在示波器中捕捉上升/下降時(shí)間數(shù)據(jù)時(shí)，最好使用負(fù)載極低的探頭，以減少信號(hào)衰減。探頭和儀器組合引入的誤差會(huì)對(duì)目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生重大影響。根據(jù)Tektronix，“使用特殊濾波技術(shù)和正確選擇工具以去除測(cè)量系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的影響、顯示邊沿時(shí)間以及其他信號(hào)特性，是測(cè)量實(shí)際芯片性能時(shí)要考慮的關(guān)鍵因素”。

圖20和圖21分別顯示了使用輸入和開(kāi)漏緩沖器并考慮負(fù)載條件的IBIS模型的仿真設(shè)置。串聯(lián)到緩沖器的RLC值是來(lái)自電路板走線的寄生值。添加負(fù)載以復(fù)制實(shí)驗(yàn)室設(shè)置時(shí)，重要的是要考慮其對(duì)模型性能的影響。

圖20.實(shí)際IBIS仿真設(shè)置和負(fù)載條件（輸入緩沖器）

圖21.實(shí)際IBIS仿真設(shè)置和負(fù)載條件（開(kāi)漏緩沖器）

圖22.試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置和負(fù)載條件（輸入緩沖器）

圖23.試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置和負(fù)載條件（開(kāi)漏緩沖器）

圖22和23分別顯示了負(fù)載條件下輸入和開(kāi)漏緩沖器的試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置的示意圖。5V脈沖信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)連接到50Ω負(fù)載的開(kāi)漏緩沖器。圖24和圖25分別顯示了輸入和開(kāi)漏緩沖器的IBIS仿真與基準(zhǔn)測(cè)量的相關(guān)結(jié)果。

圖24.實(shí)際芯片單元與IBIS模型驗(yàn)證結(jié)果的關(guān)系（輸入緩沖器）

圖25.實(shí)際芯片單元與IBIS模型驗(yàn)證結(jié)果的關(guān)系（開(kāi)漏緩沖器）

表6顯示了輸入和開(kāi)漏緩沖器的FOM值與實(shí)際芯片基準(zhǔn)測(cè)量的相關(guān)性。FOM值大于95%，這意味著兩個(gè)緩沖器的IBIS模型達(dá)到了質(zhì)量等級(jí)2b。由于該模型通過(guò)了質(zhì)量等級(jí)2a和質(zhì)量等級(jí)2b檢查，因此現(xiàn)在可以將其視為質(zhì)量等級(jí)3 IBIS模型。

結(jié)論和要點(diǎn)

通過(guò)基準(zhǔn)測(cè)量構(gòu)建高質(zhì)量IBIS模型時(shí)，提取硬件與模型相關(guān)所需的數(shù)據(jù)是最具挑戰(zhàn)性的步驟之一。通過(guò)仔細(xì)關(guān)注細(xì)節(jié)并了解I/O電路的行為，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量與IBIS仿真結(jié)果的密切相關(guān)。在相關(guān)處理中，盡可能多地消除衰減是獲得高FOM值的關(guān)鍵?？紤]到這一點(diǎn)，建議使用專用測(cè)試平臺(tái)以及匹配良好的設(shè)備和配件，以確保信號(hào)的完整性。

同時(shí)須記住，在相關(guān)處理中，IBIS模型和試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置在信號(hào)經(jīng)過(guò)的走線方面必須完全相同。這將能減少相關(guān)性引起的誤差，從而提高FOM值。

擁有質(zhì)量等級(jí)為3級(jí)的IBIS模型對(duì)半導(dǎo)體供應(yīng)商和客戶來(lái)說(shuō)都是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，有助于確保模型從硅前驗(yàn)證到實(shí)際芯片測(cè)量時(shí)獲得更高的精度水平。

致謝

感謝ADI設(shè)計(jì)工程師、ADGT測(cè)試開(kāi)發(fā)工程師和ISO團(tuán)隊(duì)全力支持完成本項(xiàng)目。此外，感謝ADGT系統(tǒng)集成經(jīng)理對(duì)項(xiàng)目贊助的支持。

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關(guān)于ADI公司

ADI是全球領(lǐng)先的高性能模擬技術(shù)公司，致力于解決最艱巨的工程設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。憑借杰出的檢測(cè)、測(cè)量、電源、連接和解譯技術(shù)，搭建連接現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界的智能化橋梁，從而幫助客戶重新認(rèn)識(shí)周圍的世界。

關(guān)于作者

Christine C. Bernal于2007年6月加入ADI，擔(dān)任產(chǎn)品工程師。2016年，她在新技術(shù)集成團(tuán)隊(duì)為各種ADI產(chǎn)品開(kāi)發(fā)IBIS模型。Christine于2015年畢業(yè)于馬尼拉馬普阿大學(xué)，主修微電子，獲電子與通信工程碩士學(xué)位。

Janchris Espinoza是ADI公司新技術(shù)集成團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品應(yīng)用工程師。主要負(fù)責(zé)對(duì)ADI產(chǎn)品進(jìn)行IBIS建模和仿真。他于2019年在ADI的Analog Garage團(tuán)隊(duì)實(shí)習(xí)，并于2020年9月正式加入ADI。他于2020年2月畢業(yè)于德拉薩大學(xué)，獲電子工程學(xué)士學(xué)位。

Aprille Arjhilynne Hernandez-Loyola于2015年8月加入ADI。她是新技術(shù)集成團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品應(yīng)用工程師。她主要從事建模和電路仿真工作，尤其是ADI產(chǎn)品的LTspice^?和IBIS。她畢業(yè)于德拉薩大學(xué)（達(dá)斯馬里尼亞斯分校），獲電子與通信工程學(xué)士學(xué)位。