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在您努力想要稳定板上的各种信号时，信号完整性问题会带来一些麻烦。IBIS 模型是解决这些问题的一种简单方法。您可以利用 IBIS 模型提取出一些重要的变量，用于进行信号完整性计算和寻找 PCB 设计的解决方案。您从 IBIS 模型提取的各种值是信号完整性设计计算不可或缺的组成部分。
& x2 |/ G. _# W 当您在您的系统中处理传输线路匹配问题时，您需要了解集成电路和PCB线路的电阻抗和特性。
, b: `: O% [8 _; `6 z# j( f' n, L4 W+ E z0 u% Q6 {
就传输线路而言，我们可以从 IC IBIS 模型提取IC的发射器输出阻抗 (ZT, Ω)和接收器输入阻抗(ZR, Ω)。许多时候，IC 厂商产品说明书中并没有说明这些集成电路 (IC) 规范，但是您可以通过IBIS模型获得所有这些值。' @, i* c+ X9 U" H( @
您可以用下面四个参数定义传输线路：特性阻抗(Z0, Ω)、板传播延迟(D, ps/in)、线路传播延迟(tD，秒)和线迹长度(LENGTH，英寸)。一般而言，FR-4 电路板的 Z0 范围为 50Ω到75Ω，而 D 的范围为 140 ps/in 到 180 ps/in。Z0 和D 的实际值取决于实际传输线路的材料和物理尺寸(《参考文献 1》)。特定电路板上的线路延迟(tD)等于传播延迟(D)乘以您所使用线迹的长度(LENGTH)。所有板的计算方法均为：
& ^* H. e1 K- z+ C3 C D = 1012 ? (CTR * LTR) or
7 s3 U% e0 {6 |2 C; ^( u& ]9 | D = 85 ps/in * ? (er)
- N0 {: f! S( o! A9 {, B3 a4 O Z0 = ?(LTR/CTR)% Q# n" X# w2 `$ c! g$ V
tD = D * LENGTH) E* J- e( g# x3 \# S- O
使用 FR-4 板时，合理的带状线传播延迟为 178 ps/ 英寸，特性阻抗为 50Ω。* o; m; W+ x7 k2 q4 F! n
用于信号完整性评估的发射器规格为输出阻抗 (ZT)。确定输出阻抗时，IBIS 模型中的 [Pin] 区提供每个引脚的电阻、电感和电容寄生值。之后，您可以将封装电容与各个缓冲器的电容值(C_comp)放在一起，以便于更清楚地了解。% O( [: T' _* l2 M
正如 [Pin] 关键字上面的 [Component]、[Manufacturer] 和 [Package] 描述的那样，[Pin] 关键字与具体的封装有关。您会在[Pin]关键字表中找到封装电容和电感，因为它与引脚有关。例如，在ads129x.ibs模型中(《参考文献 2》)，图 2 表明了在哪里可以找到引脚 5E(PBGA，64 引脚封装)信号 GPIO4 的 L_pin 值和 C_pin 值。/ e/ J9 v& J, t$ ^/ c
6 q* F6 F! r$ H) {8 j+ X
( r. c; u+ g. w3 z5 v
图 2 包括 C_pin 值在内的 ads1296zxg 封装的封装列表, u6 q& B. F9 j
该信号和封装的 L_pin(引脚电感)和 C_pin(引脚电容)分别为 1.489 Nh 和 0.28001 pF。
. m* Q! A# w q% X 第二个重要的电容值是 [Model] 关键字下面的 C_comp 值。正如您在 IBIS 模型中找到正确的模型一样，您也会找到一份 C_comp 值的列表。图 3 显示了 DIO_33模型中 C_comp 的一个例子(《参考文献 2》)。
. }+ I4 |( g# j; C' a
% ^* e5 |- ]" }- G4 t
+ |# [. ~& O3 p; H5 L) W
图 3 ads129x.ibs 中，其为 Model DIO_33 及其相关 C_comp 值的列表。
6 g* p7 y# s6 U! v! B! k 在图 3 的声明中，“|”符号表示一段注释。该声明中的有效 C_comp(《参考文献 3》)列表为：
# y0 \$ E9 {5 h+ N3 X0 w | typ min max
$ \/ Y* ?4 s! u" f5 k m- \ | (nom PVT) (Fast PVT) (slow PVT)8 n) ]2 v- V8 K
C_comp 3.0727220e-12 2.3187130e-12 3.8529520e-129 [3 O: T/ Q0 P7 \
2 J: O6 b3 S4 |$ v2 O0 {( l; ~
通过该列表，PCB 设计人员可以在三个值之中做出选择。在 PCB 传输线路设计阶段，3.072722 Pf 的典型值是正确的选择。! N% t& j8 f" P
* L) I; w/ o9 E% B9 q- V |
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发表于 2020-4-17 14:33
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