[SI-LIST] Re: 3d modelling of high frequency signals with dual referencing

  • From: "Beal, Weston" <Weston_Beal@xxxxxxxxxx>
  • To: "Muranyi, Arpad" <Arpad_Muranyi@xxxxxxxxxx>, "si-list@xxxxxxxxxxxxx" <si-list@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Mon, 2 Dec 2019 14:12:02 +0000

Arpad,
The terminals of the ports are much easier to play around with in simulation 
than in hardware measurement. That's true. Since your task is to write a 
specification that can apply to both measured and simulated S parameters, it is 
important to support the slightly limited port definitions of measurements. 
Also, since most simulators define the S-parameter circuit blocks with one 
terminal per port, the selection of the reference terminal becomes more 
important. I think it makes sense to stick with the traditional sense of GND 
(or VSS) for the reference terminal. This structure is usually the largest 
conductor structure so will be the reference for more other metal structures.

Regards,
Weston


-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Muranyi, Arpad
Sent: Wednesday, November 27, 2019 2:18 PM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: 3d modelling of high frequency signals with dual 
referencing

Weston,
Thanks for your reply.  I liked you comment on the DC point!

You are making excellent points, and I agree that there are many different ways 
of defining the ports for my hypothetical example.  In your first paragraph, 
you were discussing the pad side and said "It doesn't even matter which pad you 
use.".  I agree with that too, in theory.  But in practice and from the 
perspective of a standardization effort (IBIS), things can get more challenging.

Let's apply your "doesn’t matter" statement to the pin side.  The model will 
most likely be connected to other S-parameter models at the pin interface, such 
as the models of the board interconnects.  If I am not mistaken, the general 
rule is that when ports are connected to each other from different S-parameter 
models, they must have the same reference.  What can we (IBIS spec, EDA vendor, 
model makers) do to make sure that this requirement is satisfied when the 
package and board model may come from different sources using different 
extraction tools, etc.?

Thanks,

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

-----Original Message-----
From: Beal, Weston
Sent: Wednesday, November 27, 2019 1:49 PM
To: Muranyi, Arpad <Arpad_Muranyi@xxxxxxxxxx>; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: RE: [SI-LIST] Re: 3d modelling of high frequency signals with dual 
referencing

Arpad,

S-parameter ports can be confusing, especially because so many tools represent 
the port with one terminal. If we simply change the view to have 2 terminals on 
every port then the topic is less confusing but more surprising. Looking at 
just one end of the configuration in your example, you could use one of the 
pads as a reference for the other 2 pads. It doesn't even matter which pad you 
use. Or you could use VSS pad for the reference terminal of the signal port and 
the signal pad as the reference for the VDD port. At this point it is very 
important to connect the block into the circuit in the same way that the ports 
were connect to the DUT for measurement or simulation. Another possibility (for 
simulation) is to use the universal ground as the reference for 3 ports. Just 
make sure you connect the S-parameter block this same way into your circuit. 
Make sure you don't short the wrong reference terminals or you will nullify 
some portion of the S-parameter block.

One important thing to remember is that the reference terminal does not have to 
be the same for all the ports of an S-parameter block. Each port has its own 
reference. The connections of the terminals need to be clearly documented for 
the S parameters to be useful.

Another complication is the way that your chosen simulation tool represents the 
S-parameter ports. If your simulator's circuit definition uses only one 
terminal for each port then the reference terminal for all ports is the 
"ground" node. Therefore, your S parameters have to be measured or simulated 
with the port reference terminals connected to something that represents ground.

Your last statement brings up another issue, behavior at 0Hz. Most S parameters 
are not measured or simulated to very low frequency. The simulator has to 
extrapolate to DC for transient simulations, and the extrapolation might not go 
well. Different tools will reach different extrapolated values because of 
different algorithms and assumptions. Maybe part of your standard should define 
that [S, Z, Y] parameters need to be correctly specified at 0Hz.

Regards,
Weston


-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Muranyi, Arpad
Sent: Wednesday, November 27, 2019 1:18 PM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: 3d modelling of high frequency signals with dual 
referencing

Hello Everyone,
Now that I see many of our experts participating in this conversation, I would 
like to ask a related question, even though it might deviate a little bit from 
the original post.
This came up in the conversations in the IBIS Interconnect Task Group when we 
were working on the new interconnect modeling syntax for IBIS v7.0 (also known 
as BIRD189).

For simplicity, imagine a device with three pins which has a die with three 
pads.  One for Vdd, one for Vss and one for the signal.  Let's say you want to 
extract an S-parameter model for the package that goes between the pins and 
pads.  How many ports is this S-parameter model going to have, and where would 
the reference terminal of each port be connected?  Assuming a regular CMOS 
buffer on the die, keep in mind that the buffer will sometimes put a low 
impedance current path between the signal and Vdd and other times between the 
signal and Vss, and consequently the currents need to be accounted for properly 
for both conditions.

Thanks,

Arpad
====================================================================
------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

Other related posts: