集成電路和信號完整性的設(shè)計(jì)

在您努力想要穩(wěn)定板上的各種信號時，信號完整性問題會帶來一些麻煩。IBIS 模型是解決這些問題的一種簡單方法。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題時，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 (ZT, Ω)和接收器輸入阻抗（ZR, Ω）。許多時候，IC 廠商產(chǎn)品說明書中并沒有說明這些集成電路 (IC) 規(guī)范，但是您可以通過IBIS模型獲得所有這些值。

您可以用下面四個參數(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（tD，秒）和線跡長度（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（tD）等于傳播延遲（D）乘以您所使用線跡的長度（LENGTH）。所有板的計(jì)算方法均為：

D = 1012?? (CTR?* LTR) or????

D = 85 ps/in *?? (er)?????????????

Z0?= ?(LTR/CTR)????????????

tD?= D * LENGTH???

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

用于信號完整性評估的發(fā)射器規(guī)格為輸出阻抗 (ZT)。確定輸出阻抗時，IBIS 模型中的?[Pin]?區(qū)提供每個引腳的電阻、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?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

通過該列表，PCB 設(shè)計(jì)人員可以在三個值之中做出選擇。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。評估工作的下一步是確定每個緩沖器的輸入/輸出電阻，我們將在下次為您介紹。