在您努力想要穩(wěn)定板上的各種信號(hào)時(shí)，信號(hào)完整性問(wèn)題會(huì)帶來(lái)一些麻煩。IBIS 模型是解決這些問(wèn)題的一種簡(jiǎn)單方法。您可以利用IBIS 模型提取出一些重要的變量，用于進(jìn)行信號(hào)完整性計(jì)算和尋找PCB 設(shè)計(jì)的解決方案。您從IBIS 模型提取的各種值是信號(hào)完整性設(shè)計(jì)計(jì)算不可或缺的組成部分。

    當(dāng)您在您的系統(tǒng)中處理傳輸線路匹配問(wèn)題時(shí)，您需要了解集成電路和PCB線路的電阻抗和特性。圖1 顯示了一條單端傳輸線路的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 連接發(fā)射器、傳輸線路和接收器組件的單端傳輸線路

    就傳輸線路而言，我們可以從IC IBIS 模型提取IC的發(fā)射器輸出阻抗(Z_T, Ω)和接收器輸入阻抗（Z_R, Ω）。許多時(shí)候，IC 廠商產(chǎn)品說(shuō)明書中并沒(méi)有說(shuō)明這些集成電路(IC) 規(guī)范，但是您可以通過(guò)IBIS模型獲得所有這些值。

    您可以用下面四個(gè)參數(shù)定義傳輸線路：特性阻抗（Z₀, Ω）、板傳播延遲（D, ps/in）、線路傳播延遲（t_D，秒）和線跡長(zhǎng)度（LENGTH，英寸）。一般而言，F(xiàn)R-4 電路板的Z₀ 范圍為50Ω到75Ω，而D 的范圍為140 ps/in 到180 ps/in。Z₀ 和D 的實(shí)際值取決于實(shí)際傳輸線路的材料和物理尺寸（《參考文獻(xiàn)1》）。特定電路板上的線路延遲（t_D）等于傳播延遲（D）乘以您所使用線跡的長(zhǎng)度（LENGTH）。所有板的計(jì)算方法均為：

D = 10¹² Ö(C_TR * L_TR) or    

D = 85 ps/in *  Ö(e_r)             

Z₀ = Ö(L_TR/C_TR)            

t_D = D * LENGTH    

     使用FR-4 板時(shí)，合理的帶狀線傳播延遲為178 ps/ 英寸，特性阻抗為50Ω。

     用于信號(hào)完整性評(píng)估的發(fā)射器規(guī)格為輸出阻抗(Z_T)。確定輸出阻抗時(shí)，IBIS 模型中的[Pin] 區(qū)提供每個(gè)引腳的電阻、電感和電容寄生值。之后，您可以將封裝電容與各個(gè)緩沖器的電容值（C_comp）放在一起，以便于更清楚地了解。

正如[Pin] 關(guān)鍵字上面的[Component]、[Manufacturer] 和[Package] 描述的那樣，[Pin] 關(guān)鍵字與具體的封裝有關(guān)。您會(huì)在[Pin]關(guān)鍵字表中找到封裝電容和電感，因?yàn)樗c引腳有關(guān)。例如，在ads129x.ibs模型中（《參考文獻(xiàn)2》），圖2 表明了在哪里可以找到引腳5E（PBGA，64 引腳封裝）信號(hào)GPIO4 的L_pin 值和C_pin 值。

圖2 包括C_pin 值在內(nèi)的ads1296zxg 封裝的封裝列表

    該信號(hào)和封裝的L_pin（引腳電感）和C_pin（引腳電容）分別為1.489 Nh 和　0.28001 pF。

    第二個(gè)重要的電容值是[Model] 關(guān)鍵字下面的C_comp 值。正如您在IBIS 模型中找到正確的模型一樣，您也會(huì)找到一份C_comp 值的列表。圖3顯示了DIO_33模型中C_comp 的一個(gè)例子（《參考文獻(xiàn)2》）。

圖3 ads129x.ibs 中，其為Model DIO_33 及其相關(guān)C_comp 值的列表。

在圖3的聲明中，“|”符號(hào)表示一段注釋。該聲明中的有效C_comp（《參考文獻(xiàn)3》）列表為：

|                                 typ                      min            max

|                              (nom PVT)              (Fast PVT)  (slow PVT)

C_comp                             3.0727220e-12                2.3187130e-12         3.8529520e-12

通過(guò)該列表，PCB 設(shè)計(jì)人員可以在三個(gè)值之中做出選擇。在PCB 傳輸線路設(shè)計(jì)階段，3.072722 Pf 的典型值是正確的選擇。

IBIS 模型為PCB 設(shè)計(jì)人員提供了一些線索，讓他們可以在轉(zhuǎn)到樣機(jī)設(shè)計(jì)以前進(jìn)行板模擬。如果您知道了查找的方法，IBIS 模型就可以為您提供所有引腳的特性阻抗和電容。評(píng)估工作的下一步是確定每個(gè)緩沖器的輸入/輸出電阻，我們將在下次為您介紹。

參考文獻(xiàn)：

[1]高速數(shù)字設(shè)計(jì)：黑魔法手冊(cè)，作者：Johnson, Graham, Prentice Hall

[2]ads129x.ibs, IBIS 模型，sbam021b，TI

[3]產(chǎn)品說(shuō)明書之外的收獲—IBIS，作者：Baker, Bonnie