IBIS基础知识

IBIS模型的由来

随着数字系统性能的不断提升，信号输出的转换速度也越来越快，在信号完整性分析中，不能简单的认为这些高速转换的信号是纯粹的数字信号，还必须考虑到它们的模拟行为。为了在PCB进行生产前进行精确的信号完整性仿真并解决设计中存在的问题，要求建立能描述器件I/O特性的模型。这样，Intel最初提出了IBIS的概念，IBIS就是I/O Buffer Information Specification的缩写。

为了制定统一的IBIS格式，EDA公司、IC供应商和最终用户成立了一个IBIS格式制定委员会，IBIS公开论坛也随之诞生。在1993年，格式制定委员会推出了IBIS的第一个标准Version 1.0，以后不断对其进行修订，现在的版本是1999年公布的Version 3.2， 这一标准已经得到了EIA的认可，被定义为ANSI/EIA-656-A标准。每一个新的版本都会加入一些新的内容，但这些新内容都只是一个IBIS模型文件中的可选项目而不是必须项目，这就保证了IBIS模型的向后兼容性能。

现在，已经有几十个EDA公司成为IBIS公开论坛的成员，支持IBIS的EDA公司提供不同器件的IBIS模型以及软件仿真工具。有越来越多的半导体厂商开始提供自己产品的IBIS模型。

IBIS与SPICE的比较
SPICE作为一种通用的电路模拟语言，最早由加州大学伯克利分校发明。SPICE模型是对电路中实际的物理结构进行描述。由于其精确性和多功能性，已经成为电子电路模拟的标准语言。SPICE模型目前有两个主要的版本：HSPICE和PSPICE，HSPICE主要应用于集成电路设计，而PSPICE主要应用于PCB板和系统级的设计。

采用SPICE模型在PCB板级进行SI分析时，需要集成电路设计者和制造商提供能详细准确的描述集成电路I/O 单元子电路的SPICE模型和半导体特性的制造参数。由于这些资料通常都属于设计者和制造商的知识产权和机密，所以只有较少的半导体制造商会在提供芯片产品的同时提供相应的SPICE模型。 SPICE模型的分析精度主要取决于模型参数的来源(即数据的精确性)，以及模型方程式的适用范围。而模型方程式与各种不同的数字仿真器相结合时也可能会影响分析的精度。有的半导体生产者在向外界提供SPICE模型时，常常会对一些涉及到知识产权的部分进行‘清理’ ，这样也会导致仿真结果的不准确。

IBIS模型不对电路的具体结构进行描述，而只是采用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。半导体厂商很容易在不透露自己的知识产权的同时为客户提供这种模型。

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。 用它进行仿真的速度要比用SPICE模型快很多。随着电路板的设计越来越复杂，使用SPICE模型仿真会花去很长的时间，而使用IBIS模型使得对整个电路板上的系统进行仿真成为可能。虽然IBIS模型没有SPECE模型那么精确，但对于系统级分析而言已经是完全足够了。

使用IBIS模型的另外一个优点就是，很多的IBIS模型都是由实际的器件得到，这样，一旦有了完全的IBIS数据，那么仿真得到的数据就与实际的器件有了直接的关系。

总之，由于IBIS模型的方便，快捷，以及具有必要的精确度， 越来越多的半导体厂商都愿意向客户免费提供自己产品的IBIS模型。