仪控系统PCB设计中IBIS模型的研究与应用.pdfVIP

日 遂进盛墨日 置 麦旦座 Doi：l0．39694．issn．1671-1041．2013．05．010 仪控系统PCB设计中IBIS模型的研究与应用 钟秉飞，胡立生 (上海交通大学 自动化系，上海200240) 摘要：随着高速电路快速发展，板级信号完整性问题越来越突出。针对高速数字电路反射与串扰问题，本文分析产生问题 原因，并提出相应改善措施。最后，借助CadenceT具及IBIS模型对核电数字化保护系统控制卡关键通信网络进行仿真分 析，验证方法的合理性。结果表明：合理的并联端接匹配能有效解决反射问题，恰当的地线隔离和线间距调整能有效降低 串扰影响，对指导PCB设计具有积极的现实意义。 关键词：IBIS；反射；串扰；仿真；PCB 中图分类号：TP212／217 文献标志码：A ResearchandapplicationofIBISmodelinPCB designforIC System ZHONG Bing—fei．HU Li—sheng (DepartmentofAutomation，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China) Abstract：Withtherapiddevelopmentofhigh-speeddigitalcircuit，signalintegrityofboard-levelinterconnecthasbecome increasinglyvita1．Aimingatresolvingreflectionandcrosstalkinhigh-speeddigitalcircuits，thepaperanalyzesthecauses ofproblems，andgivesrelatedsolutionstoimprovesignalintegrityforsystems．Thispaperalsofinishesreflectionand crosstalksimulationsforkeyinterconnectnetworkofnuclearpowerdigitaIprotectionsystem controllerbyCadencetool andIBISmodels，andverifiestheeffectivenessofthemethod．Theresultsshow thatpropertermination，ground isolation andlinespacingcanimproveS1． Keywords：lBIS；reflection；crosstalk；simulation；PCB 0 引言 IBIS输出缓冲器模型可视为一个驱动器 ，包含一个 伴随集成电路快速发展 ，数字系统 向高速度 、低电 PMOS晶体管、一个NMOS晶体管、两个ESD保护二极管， 压、大电流方向快速发展，信号边沿变化时间变短 ，信号 伴随电容C—comp及封装参数R—pkg、C_pkg和L—pkg。其结 完整性问题越来越突出。由信号完整性问题造成的信号畸 构如图1所示。 变，信号失真 ，电平振荡，逻辑混乱等问题已经严重影响 到系统的稳定可靠工作，严重时可能导致系统瘫痪 ，甚至 崩溃。分析和解决高速电路 中存在的信号完整性问题已经 成为当前数字电路产业发展必须面对和解决的重要课题。 如何合理有效进行高速电路PCB设计 已经成为制约高速数 字电路发展的瓶颈[1J。引入信号完整性的PCB设计方法 ，在 设计中就能发现问题并及时解决，从而提高PCB设计成功 率 ，缩短开发周期，节约开发成本 ，快速抢 占市场，提高 l PULL UP 经济性。本文以核电厂仪控系统为例，提出了仪控系统控 PULLD洲 N