[ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an I/O buffer

  • From: "Tom Dagostino" <tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx>
  • To: <wkatz@xxxxxxxxxx>, <mlabonte@xxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 2 Mar 2016 15:04:09 -0800

Walter

 

Here are two current differential ON Semi parts that have Vcc and Vee pins
and it is left to the user to connect them how the use sees fit.  Either Vcc
or Vee or neither can be connected to a 0V potential.  They have to
characterize their parts with a real test system and they have chosen to
characterize them in two setups in the datasheet, one with Vcc = 0V and one
with Vee = 0V.  But they are very careful to talk about the Vcc and Vee pins
and not call either of them GND.  The termination voltage is specified as
Vcc - 2V, not a voltage relative to GND.  The exposed pad in the package is
supposed to be connected to the lowest power rail in the system, Vee.  They
specify input and output parameters are a function of Vcc.  In all of the
schematics there are Vcc and Vee pins, no GND.  The graph of output
amplitude shows two curves, one for Vcc - Vee = 2.5V and one for Vcc - Vee =
3.3V.

 

A +2V -1.3V setup, perfectly valid for either of these parts, would have no
ground.  And this arrangement has simulated perfectly in Hyperlynx, either
with 50 Ohms to ground or with the Thevenin equivalent resistors tied to Vcc
and Vee.

 

 

Regards,

 

Tom Dagostino

    

971-279-5325

 <mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx> tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx 

 

LogoAddress

 

From: ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx
[mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Walter Katz
Sent: Wednesday, March 02, 2016 12:24 PM
To: Tom Dagostino; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: IBIS-ATM
Subject: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an I/O
buffer

 

Tom,

 

The challenge was:

 

I challenge anyone on this committee to find a part with an I/O buffer that
has no rail terminals that are Ground.

 

This is not a part, and you are hiding behind the standard NDA excuse, so
you have not won the prize yet.

 

By the way, I have an IBIS file (unobtanium.ibs) that has an output buffer
that consums 1 watt of power and generates 1 Megawatt at its output J.
Should my simulator be able to use this model?

 

The purpose of this challenge was to validate a method of automatically
finding a pin of a component that can be assumed to be the port return
terminal for S-parameter package model port signal terminals. If we do
implement an S-Parameter shortcut we will likely using another method to
determine the return terminal signal_name.

 

Walter

 

 

From: Tom Dagostino [mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx] ;
Sent: Wednesday, March 2, 2016 1:16 PM
To: 'Walter Katz' <wkatz@xxxxxxxxxx>; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: 'IBIS-ATM' <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>
Subject: RE: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an
I/O buffer

 

Walter

 

Why the question?  A simulator should be able to use the model without that
info.

 

It came from a custom model for a customer, can't release that info.   Pesky
NDAs and stuff.

 

Regards,

 

Tom Dagostino

    

971-279-5325

 <mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx> tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx 

 

LogoAddress

 

From: Walter Katz [mailto:wkatz@xxxxxxxxxx] ;
Sent: Tuesday, March 01, 2016 7:31 PM
To: Tom Dagostino; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: IBIS-ATM
Subject: RE: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an
I/O buffer

 

Tom,

 

What is the IC Vendor and Vendor Part #?

 

Walter

 

From: Tom Dagostino [mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx] ;
Sent: Tuesday, March 1, 2016 7:59 PM
To: 'Walter Katz' <wkatz@xxxxxxxxxx>; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: 'IBIS-ATM' <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>
Subject: RE: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an
I/O buffer

 

Walter

 

Enclosed is a model with no GND in it at all.  The V_fixtures and R_fixture
are the Thevenin of 250 Ohms to Vcc and 62.5 Ohms to Vee.

 

Tom Dagostino

    

971-279-5325

 <mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx> tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx 

 

LogoAddress

 

From: Walter Katz [mailto:wkatz@xxxxxxxxxx] ;
Sent: Tuesday, March 01, 2016 12:19 PM
To: Tom Dagostino; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: IBIS-ATM
Subject: RE: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an
I/O buffer

 

Tom,

 

No, but I am splitting hairs. Even in the case you brought up, there is a
rail that is "Ground" in the data book and is 0.0V, and this data book node
is supplied as a rail to the ECL buffer. If now you supply +2V to that pin
and -2V to the VEE pin is the VCC pin still "Ground"?

 

Walter

 

From: Tom Dagostino [mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx] ;
Sent: Tuesday, March 1, 2016 3:00 PM
To: 'Walter Katz' <wkatz@xxxxxxxxxx>; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: 'IBIS-ATM' <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>
Subject: RE: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an
I/O buffer

 

Walter

 

You started this thread with a challenge to find a model that has no GND as
a reference in the model.  You said there were none and went on to say a
number of things that assumed there had to be a GND in any model.  Mike
LaBonte, Bob Ross and myself have offered you examples of models that do not
contain GND in them.  Do you now agree that it is possible that there are
instances where GND is not required in an IBIS model?

 

**************************************

 

And no, you cannot just take an IBIS model for an ECL output and change the
pullup/pulldown/Powerclamp/Groundclamp references in the model to get a new
model that will work at a different configuration.  If you remember IBIS
model there are sections that have VT and IV tables.  For example:

 

[Model]   clk_pecl_2.5v

Model_type Output_ECL

Vref=5.000E-01

Rref=5.000E+01

Cref=0.000E+00

Vmeas=1.00E+00

C_comp   1.430E-12   1.370E-12   1.450E-12

|

[Model spec]

Vmeas   1.05   0.901   1.22

Vref    0.50   0.375   0.625

|

[Voltage Range]   2.500E+00   2.375E+00   2.625E+00

[POWER Clamp Reference]   2.500E+00   2.375E+00   2.625E+00

[GND Clamp Reference]   0.000E+00   0.000E+00   0.000E+00

[Pullup Reference]   2.500E+00   2.375E+00   2.625E+00

[Pulldown Reference]   2.500E+00   2.375E+00   2.625E+00

[Temperature Range]    25   85   -40

.

.

.

[Rising Waveform]

R_fixture = 50.000

V_fixture = 0.500

V_fixture_min = 0.375

V_fixture_max = 0.625

|

|  time          V(typ)        V(min)        V(max)

|

    0.0000S     667.1110mV    550.1929mV    780.5342mV

    2.0000pS    667.2847mV    550.1929mV    780.4280mV

    4.0000pS    667.2617mV    550.1931mV    780.8387mV

   10.0000pS    667.4558mV    550.1750mV    781.7222mV

.

.

.

[Falling Waveform]

R_fixture = 50.000

V_fixture = 0.500

V_fixture_min = 0.375

V_fixture_max = 0.625

|

|  time          V(typ)        V(min)        V(max)

|

    0.0000S       1.4396V       1.3267V       1.5669V

    2.0000pS      1.4401V       1.3267V       1.5664V

    4.0000pS      1.4395V       1.3267V       1.5658V

    8.0000pS      1.4389V       1.3266V       1.5646V

 

If you change the References to this without a lot of other editing in the
model:

 

[Voltage Range]                       -2.500E+00   -2.375E+00   -2.625E+00

[POWER Clamp Reference]   0.000E+00   0.000E+00   0.000E+00 

[GND Clamp Reference]       -2.500E+00   -2.375E+00   -2.625E+00

[Pullup Reference]                    0.000E+00   0.000E+00   0.000E+00

[Pulldown Reference]              0.000E+00   0.000E+00   0.000E+00

[Temperature Range]    25   85   -40

 

You will get 6 errors and 3 warnings from the IBIS Golden Parser.  The 6
errors are end point mismatch and the 3 warnings are the driver cannot drive
through the Vmeas value.  So, besides changing the IV tables references you
will need to edit the V_fixture voltages, the Vmeas data and Vref.  Plus you
will have to rescale all the VT data.

 

************************************

 

Why does V_fixture have anything to do with the IV tables?  V_fixture is not
a reference voltage for a IV table and has in many models no relationship to
the references voltages.  It is the voltage the load it tied to when
extracting the VT data.   Think of LVDS, ECL and other I/O standards where
V_fixture is some voltage between the Pullup Reference and the Pulldown
Reference.  Most 3.3V LVDS models use a V_fixture of 1.2V.  All ECL models
use a V_fixture of Vcc - 2V.  Why would you use these V_fixture values in
computing the IV tables?

 

************************************

 

For all IBIS models the pullup and pulldown reference voltages are the
supplies that either sink or source current in the active pullup or pulldown
device of an output driver.  The Powerclamp and Groundclamp references are
the supplies that current will flow into or out of if the clamps are turned
on for some reason.

 

In the case of an ECL output in both the high and low state the current
flows from the Vcc supply.  This is a single transistor with its collector
or drain tied to Vcc.  The current that flows out of the driver into the 50
Ohm load terminated to Vcc - 2V flows from Vcc threw the collector and out
of the emitter.  There is no current flowing in the Vee rail.  Thus Vee is
not the reference for the pulldown table.

 

 

 

Tom Dagostino

    

971-279-5325

 <mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx> tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx 

 

LogoAddress

 

From: Walter Katz [mailto:wkatz@xxxxxxxxxx] ;
Sent: Monday, February 29, 2016 8:30 PM
To: Tom Dagostino; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: IBIS-ATM
Subject: RE: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an
I/O buffer

 

Tom,

 

The answer below is rambling, and by deduction identifies the fundamental
flaw in IBIS that Pullup and Power Clamp curves are relative to the power
rail but Pulldown and Ground Clamp curves are not relative to the ground
rail. IBIS only works when the ground rail is 0.0V when the device is
measured. 

 

You are correct, you can do three different model measurements with the
three setups, and they would be three different [Model]s. But it is not
necessary to do that. You could use any one of the three model sets of
measurements with any one of the three operating conditions. Note that all
of the IV curves are relative to their reference voltage. So you can do the
three sets of measurements but they will all have the exact same data in the
tables. (Actually I found this not to be true, see below)

 

Let me explain with an example of a pulldown curve measured when the
[Pulldown Reference] is 0.0V, with the following measurements. (And [Pin
Mapping] says the [Pulldown Reference] is VCC.)

 

[Pulldown]

| Voltage I(typ)

-.1            -10mA

0.              0.0A

.1              +10ma

 

What this means is that when I supplied 0.0V to the VCC pin of the device
and when I supply +.1V to the I/O Pin there will be +10mA of current flowing
out of the buffer to the I/O pin. (Note the VCC pin and I/O Pin are two pins
on the PCB, and I can measure each of these voltages relative to some other
reference node on the PCB.)

 

Now suppose I supply -5.0V to the VCC pin of the device, and -4.9V to the
I/O pin of the device. The voltage that is used to look up the pullup curve
current is -4.9-(-5.0)=.1, and low and behold the current at the I/O pin is
+10ma.

 

IBIS got it write in the following description ~ page 53 of the
specification:

 

Other Notes: The I-V table of the [Pullup] and the [POWER Clamp] structures
are "Vcc relative", meaning that the voltage values are referenced to the
Vcc pin. (Note that, under these keywords, all references to "Vcc" refer to
the voltage rail defined by the [Voltage Range], [Pullup Reference], or
[POWER Clamp Reference] keywords, as appropriate.) The voltages in the data
tables are derived from the equation: 

Vtable = Vcc - Voutput

Therefore, for a 5 V model, -5 V in the table actually means 5 V above Vcc,
which is +10 V with respect to ground; and 10 V means 10 V below Vcc, which
is -5 V with respect to ground. Vcc-relative data is necessary to model a
pullup structure properly, since the output current of a pullup structure
depends on the voltage between the output and Vcc pins and not the voltage
between the output and ground pins. Note that the [GND Clamp] I-V table can
include quiescent input currents, or the currents of a 3-stated output, if
so desired.

 

So the IV table of the [Pullup] and [Power Clamp] is the I/O pad relative to
the [Voltage Range], [Pullup Reference], or [POWER Clamp Reference] minus
the Voutput. What IBIS does not do is say that the IV curve of the
[Pulldown] and [GND Clamp] curves are relative to the Voutput minus the
[Pulldown Reference] or [Power Clamp Reference].

 

IBIS is inconsistent here, and I believe incorrect when the DUT has
something other than \ 0.0V is supplied to the  [Pulldown] and [GND Clamp]
curves. The picture describing how to measure IV and VT curves is shown in
the famous Figure 16 on page 72:

 



 

Just as the specification says that the Vtable that goes in to the [Pullup]
table is [Pullup Reference]-V_fixture (Voutput), the Vtable that should go
into the [Pulldown] table should be V_fixture (Voutput)-[Pulldown
Reference]. This should be for both generating the IV curves and the actual
rail voltage supplied during simulation.

 

So I am feeling the problem in the IBIS specification is more complex than
originally thought.

 

The following never made any sense to me:

 

When tabulating data for ECL models, the data in the [Pulldown] table is
measured with the output in the "logic low" state.  In other words, the data
in the table represents the I-V characteristics of the output when the
output is at the most negative of its two logic levels.  Likewise, the data
in the [Pullup] table is measured with the output in the "logic one" state
and represents the I-V characteristics when the output is at the most
positive logic level.  Note that in BOTH of these cases, the data is
referenced to the Vcc supply voltage, using the equation:  

 

Vtable = Vcc - Voutput

 

I expect this probably should have been:

 

When tabulating data for ECL models, the data in the [Pulldown] table is
measured with the output in the "logic low" state.  In other words, the data
in the table represents the I-V characteristics of the output when the
output is at the most negative of its two logic levels.  Likewise, the data
in the [Pullup] table is measured with the output in the "logic one" state
and represents the I-V characteristics when the output is at the most
positive logic level.  The data in the [Pullup] table is referenced to the
VCC supply voltage, using the equation:

 

Vtable = Vcc - Voutput

 

The data in the [Pulldown] table is referenced to the Vee supply voltage,
using the equation:

 

Vtable = Voutput-Vee

 

If this were the case then a single set of measurement would suffice for all
three operating conditions described above.

 

 

Walter

 

 

From: Tom Dagostino [mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx] ;
Sent: Monday, February 29, 2016 9:10 PM
To: wkatz@xxxxxxxxxx; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: 'IBIS-ATM' <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>
Subject: RE: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an
I/O buffer

 

Walter

 

I'm having a problem understanding what you are saying.

 

The example part, the 100313 OR ANY OTHER ECL part can be operated under
normal conditions with for instance:

 

Vcc         0.0          2.0          5.0

Vee        -5.2        -2.5        0.0

 

This same part can be modeled/measured with the following setup:

 

Vcc         0.0          2.0          5.0

Vee        -5.2        -2.5        0.0

 

I know this, I've done this with real parts and real test equipment.  I've
also used ECL parts in all three configurations.

 

There is zero confusion in my mind about this.

 

ALL ECL parts have their input thresholds and output levels defined relative
to Vcc no matter if Vcc is 0, 2 or 5 or any other appropriate voltage.  With
simple transformations we can express them as voltages relative to say GND
but the characteristics will be dependent on the level of Vcc.

 

I've actually done a lot of ECL models.  If you do what you suggest you will
get endpoint errors from the VT tables.  You really do need three different
models to have no parsing errors in the three different setups above.  For
example if you measure the output buffer with Vcc = 0V the VT table will
have end points of about 0 and about -0.9V.  If you change your Vcc to 5 and
Vee to 0 your VT table end points are still 0V and -0.9V.  But with Vcc = 5V
you would expect to see end points of 3 and 3.9V.

 

Tom Dagostino

    

971-279-5325

 <mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx> tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx 

 

LogoAddress

 

From: ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx
[mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Walter Katz
Sent: Monday, February 29, 2016 5:21 PM
To: Tom Dagostino; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: IBIS-ATM
Subject: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an I/O
buffer

 

Tom,

 

The question is not what are the operating conditions of the device in a
system. The question is what are the operating conditions of the device when
the IV and VT curves are made. You are confusing the specs of a device when
all voltages are relative to VCC=0. If the device under test was measured
with VCC=0.

 

Consider your part 100313.

 

[Pin]

4 O2c  Output

5 VCC  GND

18 VEE POWER

|

[Pin Mapping] pulldown_ref pullup_ref gnd_clamp_ref power_clamp_ref ext_ref 

4                      VCC                VCC           VEE
VCC                           

|

[Model] Output

Model_type Output

[Pullup Reference] 0.

[Pulldown Reference] 0.

[Power Clamp Reference] 0.

[GND Clamp Reference] -7.3

 

 

This model will work just fine with the following 3 supply voltage
combinations (relative to chassis ground):

 

VCC     VEE

1.      0.0       -7.3

2.      3.65     -3.65

3.      7.3       0.0

 

The bottom line is [Pullup Reference], [Pulldown Reference], [Power Clamp
Reference]  and [GND Clamp Reference] are the voltages that are supplied to
the component when the device is under test, not the voltages supplied to
the component when the component is operating. One does not need three
different models to describe the three operating conditions. 

 

Walter

 

 

From: Tom Dagostino [mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx] ;
Sent: Monday, February 29, 2016 7:39 PM
To: wkatz@xxxxxxxxxx; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: 'IBIS-ATM' <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>
Subject: RE: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an
I/O buffer

 

Walter

 

For the purposes of the datasheet the setup conditions were with Vcc = 0V.
But Vcc is not always GND as seen in the test setup in the datasheet.  The
specified voltages are with respect to Vcc, not GND.  The internal working
of an ECL buffer show you that Vcc is the rail at which specifications are
referenced.  

 

Look at FIGURE 1.  Vcc = 2V, Vee = -2.5V 

One page 4 FIGURE 2, the input voltage is specified between +0.31 to +1.05V.
That would not work if the part was specified as Vcc = GND.

 

If I could find my old Motorola ECL manual I'd loan it to you.  This is
addresses very nicely in it.  If you look at a part supplied with Vcc = 0V
and Vee = -5.2V the input and output specifications do not change as a
function of Vee (within reason). But if you supply an ECL part with Vcc = 5V
and Vee = 0V then the input and output specifications are a function of Vcc.
If you remember correctly the termination load for ECL is 50 Ohms to Vcc -
2V.  So as Vcc changes from +4.5 to +5.5V, the termination voltage changes
from  2.5 to 3.5V (4.5V - 2V = 2.5V  --   5.5V - 2V = 3.5V).  The input's
specification tracks the output levels.

 

If you look at the schematic for an ECL buffer the output high is determined
by the base current of the output emitter follower times the internal
resistor on the diff pair plus a Vbe drop in the output device.  The output
low is the IR drop of the same resistor and the standing current of the diff
pair plus base current and a diode drop from Vcc.

 

And yes, the people who are making the datasheets today are taking short
cuts as seen in many ECL datasheets these days.  These short cuts make it
easier for people, they don't have to subtract  Voutlow from Vcc to get the
voltage one would see on a DMM readout.  ECL started in the 1960s and a
-5.2V Vee supply was used.  When TTL and them CMOS became popular with
positive supplies Motorola, National, etc. started specifying their ECL
parts with a Vee = 0V/Vcc =+5V supply and called them PECL. That way you
could have a mix of ECL and TTL/CMOS from a single +5V supply.  Yes, people
were designing mixed systems with -5.2/+5V supplies and really did not need
to do that.  But the ECL parts were specified to work at Vee =  -5.2V and
nobody wanted to operate the parts off spec.

 

And I've modeled CMOS like parts that were specified in the datasheet to
operate between 0 and -5V.  

 

I've also modeled parts that have +/-12V supplies that had TTL like input
threshold level but no pin tied to GND.  And no logic  supply pin either.
The only assumption is the two supplies are of equal magnitude.  These parts
could have been run between 0 and +2*V or 0 and -2*V.

 

It is likely that none of these strange setups will ever dominate the market
and your assumption covers most chips designers will encounter but not all.
IBIS was set up assuming there were no tri-state ECL parts either but I've
seen many of them.

 

 

Tom Dagostino

    

971-279-5325

 <mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx> tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx 

 

LogoAddress

 

From:  <mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx>
ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx [ <mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx>
mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Walter Katz
Sent: Monday, February 29, 2016 3:24 PM
To: Tom Dagostino;  <mailto:mlabonte@xxxxxxxxxx> mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: IBIS-ATM
Subject: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an I/O
buffer

 

Tom,

 

The data book says VCC is GND which is the reference voltage for all
measurements on the chip.

 

There is nothing that prevents hooking up a different voltage relative to
chassis ground to this pin, but all measurement for inputs and outputs shall
be relative to this VCC reference voltage.

 

I assume that VCC will be one of the rail voltages supplied to the device
(e.g. Power Clamp Reference). Then [Power Clamp Reference] would be 0.0V.
The EDA tool can certainly supply any voltage it want to this device.

 

Walter

 

From: Tom Dagostino [mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx] ;
Sent: Monday, February 29, 2016 6:10 PM
To: wkatz@xxxxxxxxxx; mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: 'IBIS-ATM' <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>
Subject: RE: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an
I/O buffer

 

Walter

 

Like all ECL like parts the input and output voltages are specified with
respect to Vcc, the most positive supply no matter how the part is hooked to
supplies.  This part can be run from -5/0V, 0/+5V or -2.5/+2.0V.  They test
this part with a -2.5/+2V setup.  The voltages specified in the spec sheet
are for Vcc = 0V.

 

Tom Dagostino

    

971-279-5325

 <mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx> tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx 

 

LogoAddress

 

From:  <mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx>
ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx [ <mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx>
mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Walter Katz
Sent: Monday, February 29, 2016 2:23 PM
To: Tom Dagostino;  <mailto:mlabonte@xxxxxxxxxx> mlabonte@xxxxxxxxxx
Cc: IBIS-ATM
Subject: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an I/O
buffer

 

Tom,

 

Thank you for find this part. Can you tel me the IC Vendor and a vendor part
number so that I can look at their data sheet. Since they are measuring
voltages, I would like to know how they indicate what is the reference pin
for the voltages that are being measured.

 

Walter

 

From: Tom Dagostino [mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx] ;
Sent: Monday, February 29, 2016 2:48 PM
To: mlabonte@xxxxxxxxxx; wkatz@xxxxxxxxxx
Cc: 'IBIS-ATM' <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>
Subject: RE: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an
I/O buffer

 

If you look at ECL chips you will find there is no GND in them.  There is a
Vee and a Vcc.  One common way of connecting ECL chips is to have Vcc at 2V
and Vee at -3.2 or -1.3V.  Enclosed is an example test circuit.  There are
no pins with GND in this chip.  The input and output voltages are specified
as Vcc - Xspec.

 

I've also worked with serial data chips that have magnetic coupling between
the input stage and the output stage.  The output stage is meant to float
with respect to the input.  Think about a communications link between two
different buildings where there are two different "grounds" with distinctly
different voltages on them.  We cannot state the output high voltage is 3.3V
when measured at the input reference GND.  It may be 1,603V, or -2,163.4V.
Yes, you can tie the two grounds together and you can have local "grounds".
But within the confines of an IBIS model GND1 is not GND2.  See ADM2486.

 

And while we are at it there is a whole class of other serial communication
chips that generate their own voltages internally.  The parts are power by a
3.3V supply but the output has to swing from say -5V to +5V.  There are
voltage doublers in these chips with flying capacitors.  There is no hard
fixed supply.  The output impedance of these supplies is not very low.

 

And there is another class of chips that  have internal LDOs built into
them.  And I'm seeing more and more of these.  The pullup and Powerclamp
references are not power supplies on the board.  For example in one recent
part there was a single 3.3V supply to the chip.  Some of the output and
input buffers worked off the 3.3V supply.  But other worked off an
internally generated 1.8V supply.

 

And one chip recently had 3.3V and 1.8V supplies.  One set of output buffers
could work directly off the 3.3V supply or they could be switched to an
internally generated 2.1V supply.

 

One of the assumptions all SI simulators make is the supply can both sink
and source current.  In a large board this works fine for SI purposes
because there are enough current sinks on the board that any part whose
power clamp is supplying current to the supply has a place for this current
to flow.  But with these local LDO features any overshoot causing a
Powerclamp to conduct will upset the local supply.  There is usually a pin
in these LDO based chips to bypass the supply, but not always.

 

Regards,

 

Tom Dagostino

    

971-279-5325

 <mailto:tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx> tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx 

 

LogoAddress

 

From:  <mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx>
ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx [ <mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx>
mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On Behalf Of Mike LaBonte
Sent: Sunday, February 28, 2016 8:36 PM
To:  <mailto:wkatz@xxxxxxxxxx> wkatz@xxxxxxxxxx
Cc: IBIS-ATM
Subject: [ibis-macro] Re: Determining the reference signal_name of an I/O
buffer

 

I think we need to be clear at all times whether it is sufficient to
identify a reference signal_name or if an exact pin must be identified. The
first sentence of this goes both ways. One question is whether the
parasitics of the interconnect shorting the pins associated with one signal
together are small enough to warrant claiming that it wouldn't matter which
of those pins were used as a measurement reference node. I'm not so sure,
particularly if package parasitics are in play.

 

A potential conflict might come up with BIRD 161.1 Supporting Incomplete and
Buffer-only [Component] Descriptions <http://ibis.org/birds/bird161.1.docx>
. It has not yet passed, but it proposes allowing the first column of [Pin]
to give pad names instead of pin names. At least in that case we would know
pin parasitics were absent. But it allows says that a [Pin] section could
have just one pin.

 

IBIS has always supported producing models from hardware measurement, but it
is not certain that IBIS requires models to be expressed as though hardware
had been measured when it wasn't. A quick search tells me I have 169 IBIS
files on hand that do not contain the word "GND". 

 

Mike

 

  _____  

From: "Walter Katz" < <mailto:wkatz@xxxxxxxxxx> wkatz@xxxxxxxxxx>
To: "IBIS-ATM" < <mailto:ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx> ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>
Sent: Sunday, February 28, 2016 12:08:20 PM
Subject: [ibis-macro] Determining the reference signal_name of an I/O buffer

 

All,

 

Continuing this thought, since IBIS is a component measurement based system,
and since measurement are made at the pin of a component, and since every
measurement at an I/O pin is made between that pin and some nearby reference
pin, then all we need to do is define a method of determining the reference
signal_name for every I/O pin. The following algorithm should work for all
known existing IBIS models:

 

1.       [Pin Mapping] tells the bus_label on each of the buffer rail
terminals.

2.       These bus_labels define the signal_name on each of the rail
terminals.

3.       If just one signal_name is on a Pin with Model_name GND, and the
values of the Pullup Reference, Power Clamp Reference, Ground Clamp
Reference, Pulldown Reference assigned that has that signal_name has a value
of 0.0V in the [Model], then a pin of that signal_name near the I/O pin is
the reference for the measurements at the I/O pin. Similarly, the I/O buffer
rail terminal with the reference signal_name at the I/O buffer is the
reference node for measurements at the I/O buffer. Similarly, the supply
pads at the die/package boundary near the I/O die pad are the reference for
measurements at the I/O die pad.

 

If this algorithm does not work for an I/O buffer (and I claim such a case
does not exist) then we can enhance IBIS by adding an option [I/O Reference]
section that has two columns. The first column is the Pin_name of an I/O
buffer, and the second column is the signal_name of the reference for all
measurements at the I/O buffer.

 

 

Walter  

 

From: Walter Katz [mailto:wkatz@xxxxxxxxxx] ;
Sent: Saturday, February 27, 2016 8:58 PM
To: IBIS-ATM <ibis-macro@xxxxxxxxxxxxx>
Subject: One of the rail voltages of every IBIS buffer is a GND signal_name
and a reference node.

 

All,

 

I have looked at the data sheets for parts with RS232, ECL, PECL and MECL
buffers, and every one of them has one of the rail voltages connected to a
Ground (GND) data book name (signal_name).

 

Although the IBIS standard does allow the user to associate all of the rail
voltages with bus_labels on POWER pins, such a buffer is an unnatural act.

 

If we state that it is a given that every buffer has a Ground rail
connection, then we can state that every buffer has a well-defined reference
node for every other terminal measurement at the buffer.

 

I challenge anyone on this committee to find a part with an I/O buffer that
has no rail terminals that are Ground.

 

Walter

 

 

 

Walter Katz

 <mailto:wkatz@xxxxxxxxxx> wkatz@xxxxxxxxxx

Phone 303.449-2308

Mobile 303.335-6156

 

PNG image

PNG image

Attachment: NB7L86M-D.PDF
Description: Adobe PDF document

Attachment: NBSG86A-D.PDF
Description: Adobe PDF document

Other related posts: