[ibis-interconn] Re: Question about references in BIRD189

  • From: "Muranyi, Arpad" <Arpad_Muranyi@xxxxxxxxxx>
  • To: Walter Katz <wkatz@xxxxxxxxxx>, "Matvienko, Andrey" <andrey_matvienko@xxxxxxxxxx>, IBIS-ATM <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>, IBIS-Interconnect <ibis-interconn@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 19 Jul 2017 20:12:07 +0000

Walter,

Here is what BIRD189.5_draft3 says:


Unused_port_termination rules:

This optional subparameter defines the termination that is to be applied by the 
EDA tool during simulation to the terminals of any IBIS-ISS subcircuit or 
Touchstone network that is not being used in the [Interconnect Model]/[End 
Interconnect Model] group.  The subparameter name shall be followed by a single 
numeric argument greater than zero on the same line.  The argument shall be 
separated from the subparameter name by the "=" character. The subparameter 
name, "=" character, and argument may optionally be separated by whitespace.



If this subparameter is present, the EDA tool should connect the unused 
terminals to a reference terminal through a resistor with the value of 
resistance in ohms provided in the argument.

If this parameter is not defined, the EDA tool may connect terminals to 
terminations as needed to prevent numerical instability in simulation (EDA 
tools are recommended to alert users when this occurs and document the 
termination value used).  Note that the terminals remain technically open, and 
terminations connected by the EDA tool are intended to approximate open-circuit 
conditions.



Only one Unused_port_termination subparameter may appear for a given 
[Interconnect Model] keyword.


I believe Andrey was asking for a mechanism to make use of the reference 
impedance defined
in Touchstone v2.0 files.  I don't see that mentioned in the BIRD.  Where did 
you get these words
from in your email below:

?  "If Unused_port_termination is not specified for S-Parameters, then the EDA 
tool would (could, should?) terminate the unused Touchstone ports (terminals) 
with a resistor to GND with the resistance specified by the Touchstone port 
reference resistance which can be per port (terminal)."

Thanks,

Arpad
==============================================================================

From: ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx 
[mailto:ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Walter Katz
Sent: Wednesday, July 19, 2017 2:43 PM
To: Matvienko, Andrey <andrey_matvienko@xxxxxxxxxx>; IBIS-ATM 
<ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>; IBIS-Interconnect <ibis-interconn@xxxxxxxxxxxxx>
Subject: [ibis-interconn] Re: Question about references in BIRD189

Andrey,

I said what the spec says. The SiSoft EDA tools terminate everything with the 
Reference resistance of the S parameter port. There is a subtlety that the EDA 
tool knows that cannot be captured in the package model itself. Suppose one had 
a subcircuit of a section or all of the pins of a package. On the board that 
the package is mounted, a there may or may not be a connection, or it may in 
fact be unused on the board. If unused we would at a 1Meg termination, if used 
then a 50 Ohm termination. We can be directed to do other things, but all 
signal connections tend to be ~ 50 Ohm.

We discussed this often and decided specific rules cannot cover all cases, so 
we allow the EDA tool to make situational decisions.

What would you suggest adding to the standard do deal with this?

Walter

Walter Katz
wkatz@xxxxxxxxxx<mailto:wkatz@xxxxxxxxxx>
Phone 303.449-2308
Mobile 303.335-6156
From: Matvienko, Andrey [mailto:andrey_matvienko@xxxxxxxxxx]
Sent: Wednesday, July 19, 2017 3:31 PM
To: Walter Katz <wkatz@xxxxxxxxxx<mailto:wkatz@xxxxxxxxxx>>; IBIS-ATM 
<ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx<mailto:ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>>; IBIS-Interconnect 
<ibis-interconn@xxxxxxxxxxxxx<mailto:ibis-interconn@xxxxxxxxxxxxx>>
Subject: RE: [ibis-interconn] Re: Question about references in BIRD189

Hi Walter,

?  If Unused_port_termination is not specified for S-Parameters, then the EDA 
tool would (could, should?) terminate the unused Touchstone ports (terminals) 
with a resistor to GND with the resistance specified by the Touchstone port 
reference resistance which can be per port (terminal).

Unfortunately this is not what BIRD currently says. It currently prescribes to 
use open-circuit conditions (thus it will be reflections, which can be very 
strong):

"If this parameter is not defined, the EDA tool may connect terminals to 
terminations as needed to prevent numerical instability in simulation (EDA 
tools are recommended to alert users when this occurs and document the 
termination value used).  Note that the terminals remain technically open, and 
terminations connected by the EDA tool are intended to approximate open-circuit 
conditions."

?  One can always wrap a Touchstone file or subckt in a subckt and do any 
terminations you desire for that specific use of the model.

We also should cover cases where EDA tool need automatically terminate ports of 
large package models, say for the cases where package uses a big s176p 
S-parameter, but only one net is selected for simulation on the board.

Thanks,
Andrey

From: 
ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx<mailto:ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx
[mailto:ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Walter Katz
Sent: Wednesday, July 19, 2017 3:13 PM
To: IBIS-ATM; IBIS-Interconnect
Subject: [ibis-interconn] Re: Question about references in BIRD189

Andrey,

If Unused_port_termination is not specified for S-Parameters, then the EDA tool 
would (could, should?) terminate the unused Touchstone ports (terminals) with a 
resistor to GND with the resistance specified by the Touchstone port reference 
resistance which can be per port (terminal).

One can always wrap a Touchstone file or subckt in a subckt and do any 
terminations you desire for that specific use of the model.

Walter

Walter Katz
wkatz@xxxxxxxxxx<mailto:wkatz@xxxxxxxxxx>
Phone 303.449-2308
Mobile 303.335-6156
From: 
ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx<mailto:ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx
[mailto:ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Muranyi, Arpad
Sent: Wednesday, July 19, 2017 2:49 PM
To: 'IBIS-ATM' <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx<mailto:ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>>; 
IBIS-Interconnect 
<ibis-interconn@xxxxxxxxxxxxx<mailto:ibis-interconn@xxxxxxxxxxxxx>>
Subject: [ibis-interconn] Re: Question about references in BIRD189

Andrey,

You are making a good point.  However, the complication here is that 
interconnect models
can be IBIS-ISS subcircuits, OR Touchstone models.  In case of the latter it 
might be relatively
easy to find the per port values from the Touchstone file, but what would you 
do if the
model is an IBIS-ISS subcircuit?

We could probably come up with something to address this, but being this late 
in the game
I wonder whether we should go ahead with the BIRD and add this capability with 
a new BIRD?
Or do you think this is important enough to basically delay the next IBIS 
release?

Thanks,

Arpad
========================================================================

From: Matvienko, Andrey
Sent: Wednesday, July 19, 2017 1:08 PM
To: Muranyi, Arpad <Arpad_Muranyi@xxxxxxxxxx<mailto:Arpad_Muranyi@xxxxxxxxxx>>; 
'IBIS-ATM' <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx<mailto:ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>>; 
IBIS-Interconnect 
<ibis-interconn@xxxxxxxxxxxxx<mailto:ibis-interconn@xxxxxxxxxxxxx>>
Subject: RE: Question about references in BIRD189

Hi Arpad, Everyone,

Unused_port_termination seems to define one termination value for entire model.

However the standard practice of handling of unused ports of S-parameters is to 
use reference value of the port (which is typically 50 ohm for signals and 
lower values, like 0.1 - 0.01 ohm for supply ports). The per-port values can be 
found in Touchstone file of 2.0 format.

It looks like BIRD 189 does not support this well established practice:

  *   If Unused_port_termination is specified, then (per text in BIRD) the same 
value is to be applied to all unused ports, whether it is signal or supply ports
  *   If Unused_port_termination is not specified, then BIRD prescribes to keep 
port open-circuit (with may be a formally-used large termination value)

Thanks,
Andrey

From: 
ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx<mailto:ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx
[mailto:ibis-interconn-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Muranyi, Arpad
Sent: Wednesday, July 19, 2017 1:45 PM
To: 'IBIS-ATM'; IBIS-Interconnect
Subject: [ibis-interconn] Question about references in BIRD189

Hello Everyone,

We had a productive IBIS-Interconnect meeting this morning, and the result is a
new draft for BIRD189.  I believe Mike L. will distribute it soon.  We have 
only one
question remaining which needs discussion, that's the reason for this email.

This is about how to terminate unused ports and referencing.  Currently this is
what we have in the BIRD:

"If this subparameter is present, the EDA tool should connect the unused 
terminals to GND through a resistor with the value of resistance in ohms 
provided in the argument."

What raised my attention was the "GND" word, because I wondered what that
really means (after all the discussions we had when we were cleaning up the spec
regarding the usage of the word ground).

What is "GND" in this sentence?  I think we should use a better wording for that
here.  The next question is whether the unused terminals should be terminated
to the Touchstone model's (N+1) reference terminal, or just any "GND", such as
node 0  somewhere in the simulation netlist?  But then what do we do with the
unused terminals of IBIS-ISS subcircuit interconnect models?

"This optional subparameter defines the termination that is to be applied by 
the EDA tool during simulation to the terminals of any IBIS-ISS subcircuit or 
Touchstone network that is not being used in the [Interconnect Model]/[End 
Interconnect Model] group."

An IBIS-ISS subcircuit may not have an "N+1" reference terminal like Touchstone
files do, it could have nothing but signal terminals, which raises another 
question.
Since we don't know what the subcircuit terminals are, how would we know
whether one of the unused terminals is a reference or signal terminal?

This is also related to the question I raised about example 4 before.  Example 4
shows two models, one between the pin and pad, and another one between the
pad and the buffer.  Both models have a reference connection, one to the VSS pin
and the other to the Pulldown_Ref of the buffer.  How do we know that these two
reference connections do not carry current between the VSS pin and the 
Pulldown_ref
for the buffer, i.e. how do we know when the use the connections defined by the
[Pin Mapping] keyword, or wen to ignore it?  In the case of example 4 we might 
say
that the reason we know there is no current going between the VSS pin and the
Pulldown_ref of the buffer is because these are two different models (files).
But this seems to be a rather weak reason, and I am afraid that it might fail 
in some
situations.

Bottom line:  It seems that it would be desirable to have a more explicit way to
define which terminal (port) is a reference, so that we would have a more robust
way to know that.

Comments/corrections welcome.

Thanks,

Arpad
=====================================================================

Other related posts: