連載
» 2015年08月12日 11時00分 公開

第40回 IBIS AMI前田真一の最新実装技術あれこれ塾(2/4 ページ)

[前田真一,実装技術/MONOist]

2.IBISモデルと伝送線路解析

 伝送線路解析にはIBISモデルが広く使われています。

 IBISモデルを使った伝送線路解析では、解析精度が問題にされることもありますが、モデルのバージョンアップに従い、徐々に精度の問題も改善されてきました。

 圧倒的な解析速度、モデルの普及と入手の容易さ、扱いのやさしさなど、IBISモデルの優位性は数多くあります。

 しかし、急速に普及してきたPCI ExpressやISB 3.0のSI解析に対して、IBISモデルではうまくいきません。

 IBISモデルでは、プリエンファシスの解析がうまくできません。IBISモデルには、前のビットデータと次のビットデータが同じデータが連続しているのか、ハイ/ローが切り替わっているかで、ドライバのモデルを切り替える機能がありません(図8)。

図8:信号のビット列によりドライバ特性を切り替える機能

 また、IBISモデルはデジタル信号の伝送線路解析を目的としているため、周波数特性を持ったフィルタ回路のモデル化ができません(図9)。

図9:フィルタ回路の特性

 このため、受信側にフィルタ特性が規格化されているPCI Express Gen3の解析でも、不自由があります。

 さらに、損失が大きな長い配線では、配線の途中で信号の減衰が大きくなり、ドライバ側で信号波形を整形して送信しても、配線の途中で信号が判読不能なほど減衰してしまいます(図10)。

図10:損失が大きいと信号が読めなくなる

 このため、配線途中でリピータと呼ばれるは形成回路を挿入し、信号の伝送距離を延長します(図11)。

図11:リピータ

 IBISモデルはドライバ、またはレシーバの2端子モデルしか定義できません(図12)。

図12:IBISモデルは2端子回路

 しかし、リピータは入力と出力を持った4端子回路となります(図13)。

図13:リピータは4端子回路:IBIS Specification Version 6.0

 このような入力と出力、両方を持った素子の解析を行う場合、IBISモデルでは、2つの回路に分割しなければ解析できません(図14)。

図14:IBIS解析は回路を分けて行う

 しかし一般にこのような素子の特性は、入力信号に応じて出力信号が変化するような特性を持っています(図15)。

図15:入力信号に応じて出力特性が変化する

 2つの回路に分けたIBISモデルを使った解析では、入力も出力もデジタル信号を対象としているので、入力に応じて出力特性が変化するような素子の解析はできません。

Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.