回路ボードシミュレーションにおける実践的デバイスモデル · PSpiceモデルの作成・編集やシンボルの作成が可能 • 新しいモデルを作成し、自動または手動でシンボルを割付

回路/ボードシミュレーションにおける

実践的デバイスモデル

２００８年６月

サイバネットシステム株式会社応用システム第２事業部

廿楽 / 西嶋

[email protected]

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PSpiceに於けるSPICEモデル


PSpiceにおけるSPICEモデル

PSpice のモデルに対する良くある誤解誤解

受動部品以外は、SPICEモデル作成は困難

半導体メーカーの供給する

モデル以外では精度がない

Webから入手できるSPICEモデルは、PSpiceでは使えない

PSpiceでIBISを使ったSI解析はできない

実は実は「全て可能」「全て可能」


PSpiceのモデルとは

PSpiceでは標準で２０種以上のデバイスタイプ

基本特性デバイス基本特性デバイス・・・・R,L,Cの受動素子と

電圧源や電流源など

50

R5

デバイスモデルデバイスモデル・・・・・・ダイオード、バイポーラトランジスタ、FET,デジタルの基本部品などQ1

2N5179

サブサーキットサブサーキット・・・・・・・単一のデバイスモデルでは表すことが

出来ないデバイスの特性を回路で表現し、モジュール化したもの

U1

MC33364D1/ON

ZC1

CS2

FB3 REF4

GND5DRV6LINE 8VCC7


OrCAD PSpiceA/Dの標準オプションツールで、

PSpiceモデルの作成・編集やシンボルの作成が可能

• 新しいモデルを作成し、自動または手動でシンボルを割付

• 回路図から該当デバイスのモデルの編集

• Model Editorでサポートしているデバイスは11種(D、Tr、FET、OP-AMP・・・)

• モデルライブラリの暗号化

• Model EditorはIBISIBIS※をサポート(IBISモデルをSPICEモデルへ変換可能)

Model Editorとは

V_VDS

0V 0.5V 1.0V 1.5V 2.0V 2.5V 3.0VI(U1:1)

0A

10A

20A

30A

データシートの特性を入力することで

モデルが作成が可能

MOS-FETのモデル作成

※IBISとは・・・（I/O Buffer Information Specification）SIシミュレーション用に特化したI/Oモデルビヘイビアモデルの一種デジタルICのドライバー（出力）とレシーバ（入力）モデル


Signal Integrity解析とIBISモデリング


Signal Integrity 解析

ボード設計分野では普及（しつつある）

回路設計段階でもSI解析を推奨

MeritMerit：：回路/FPGAの設計・調整へのフィードバック

回路設計担当者が専門業者に発注する場合もクリティカルパートの設計・解析

⇒ リアルな指示書リアルな指示書

タイミングバジェット⇒ DDR2、DDR3など

パラレルI/Fの方が実際は難しい

回路設計回路設計

ボード設計ボード設計

上流設計


SI解析は反射波形だけじゃない

伝送線路波形解析

クロストーク

同時スイッチングノイズ（パッケージ）

ディファレンシャルモードEMI解析

タイミング解析

（アイパターン）

PCB Editor & SI

Signal Explorerなら

PCB Editor & SIPCB Editor & SI

SignalSignal ExplorerExplorerなら

SI解析で多様なシミュレーションが可能!!

上流設計段階で不具合要因をキャッチ


SI解析におけるIBISモデリング

シミュレーターとの相性シミュレーターとの相性キーワードの対応、チェッカのWarning

⇒シミュレーターに合わせて修正シミュレーターに合わせて修正

FPGAFPGAなど大きななど大きなIBISIBISの編集の編集数MByteのテキストファイル編集

⇒編集に時間が掛かる編集に時間が掛かる

IBISIBISモデルの不具合モデルの不具合データ間違い、データ異常

⇒修正作業の発生修正作業の発生

IBIS使用上の問題点（SI解析でのネック）

など・・・


IBISIBIS入手入手

IBISIndicatorIBISIndicator

IBISBuilderIBISBuilder

IBISIndicatorIBISIndicator

IBISIBIS編集完編集完

IBISCHK4IBISCHK4

メーカーのサイトよりIBIS Modelを

ダウンロード入手

入手したIBISのModel内容を

視覚的に確認

IBISモデルの

ヘッダー部編集やI/Oモデルの

新規作成など

Modelの波形

動作確認

シミュレーションツールへ

SI解析におけるIBISモデリングフロー

IBISチェッカー(ゴールデンパーサー)で文法記述チェック


疑似ランダムパターン発生回路疑似ランダムパターン発生回路

StimulusStimulus

IBIS IBIS ならびにならびに伝送線路部回路伝送線路部回路

PSpiceによるIBISを用いたSI解析事例

IBIS driverIBIS driver IBIS receiverIBIS receiver伝送線路伝送線路

モデルモデル


シミュレーション結果波形シミュレーション結果波形

SI解析事例 (PSpice+SigWave)


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