IBIS(Input/Output Buffer Information Specification)模型是一种基于V/I曲线的对I/O BUFFER快速准确建模的方法,是反映芯片驱动和接收电气特性的一种国际标准,它提供一种标准的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的计算与仿真。
IBIS规范最初由一个被称为IBIS开放论坛的工业组织编写,这个组织是由一些EDA厂商、计算机制造商、半导体厂商和大学组成的。IBIS的版本发布情况为:1993年4月第一次推出Version1.0版,同年6月经修改后发布了Version1.1版,1994年6月在San Diego通过了Version2.0版,同年12月升级为Version2.1版,1995年12 月其Version2.1版成为ANSI/EIA-656标准,1997年6月发布了Version3.0版,同年9月被接纳为IEC 62012-1 标准,1998年升级为Version3.1版,1999年1月推出了当前最新的版本Version3.2版。
IBIS本身只是一种文件格式,它说明在一标准的IBIS文件中如何记录一个芯片的驱动器和接收器的不同参数,但并不说明这些被记录的参数如何使用,这些参数需要由使用IBIS模型的仿真工具来读取。欲使用IBIS进行实际的仿真,需要先完成以下四件工作:
IBIS是一种简单直观的文件格式,很适合用于类似于Spice(但不是Spice,因为IBIS文件格式不能直接被Spice工具读取)的电路仿真工具。它提供驱动器和接收器的行为描述,但不泄漏电路内部构造的知识产权细节。换句话说,销售商可以用IBIS模型来说明它们最新的门级设计工作,而不会给其竞争对手透露过多的产品信息。并且,因为IBIS是一个简单的模型,当做简单的带负载仿真时,比相应的全Spice三极管级模型仿真要节省 10~15倍的计算量。
IBIS提供两条完整的V-I曲线分别代表驱动器为高电平和低电平状态,以及在确定的转换速度下状态转换的曲线。V-I曲线的作用在于为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的建模能力。
由上可知,IBIS模型的优点可以概括为:
当然,IBIS不是完美的,它也存在以下缺点:
IBIS模型采用I/V和V/T表的形式来描述数字集成电路I/O单元和引脚的特性。由于IBIS模型无需描述I/O 单元的内部设计和晶体管制造参数,因而得到了半导体厂商的欢迎和支持。现在各主要的数字集成电路制造商都能够在提供芯片的同时提供相应的IBIS模型。
IBIS模型的分析精度主要取决于I/V和V/T表的数据点数和数据的精确度。由于基于IBIS模型的PCB板级仿真采用查表计算,因而计算量较小,通常只有相应的SPICE模型的1/10到1/100。
采用SPICE,产品推向市场的时间取决于获得模型,得到仿真结果的时间;在IBIS中,主要是从SPICE仿真界果中建立模型。换句话说, IBIS模型能够很容易的验证产品测试结果(并且,如果有必要产生新的模型)。如果同样进行测量和模型验证的话,IBIS模型能够同SPICE具有同样的精度。IBIS模型提供的信息需要I/O传输特性、而不是内部电路的信息。
IBIS是为了满足信号完整性(SI)仿真的需要,其结果是IBIS模型具有信号完整性(signal integrity)分析所需要的信息,如在不同的负载下信号上升/下降时间。由于提取的水平如此之高,所以模型不能够很容易的调整大小,但是对于信号完整性(SI)的应用不成问题。