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

  • From: "Tom Dagostino" <tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx>
  • To: <mlabonte@xxxxxxxxxx>, <wkatz@xxxxxxxxxx>
  • Date: Mon, 29 Feb 2016 11:48:28 -0800

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: ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:ibis-macro-bounce@xxxxxxxxxxxxx] ;
On Behalf Of Mike LaBonte
Sent: Sunday, February 28, 2016 8:36 PM
To: 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" <wkatz@xxxxxxxxxx>
To: "IBIS-ATM" <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

Attachment: ECL_Vcc_Vee.png
Description: PNG image

Other related posts:

  1. Home
  2. ibis-macro
  3. Archive
  4. 02-2016