通过考虑非线性电源引起的抖动效应来提高IBIS模型仿真精度

《IEEE Transactions on Signal and Power Integrity》：IBIS Model Simulation Accuracy Improvement by Including Nonlinear Power Supply Induced Jitter Effect

IBIS模型在处理电源引入抖动时存在局限性，本文提出一种直接修改IBIS开关系数的算法，通过纳入非线性抖动效应和非稳态电源噪声的时间平均特性，优化了开关边沿和输出边沿的抖动建模，分别在逆变器链和DDR模型中验证。相较于传统算法，最大抖动预测误差从47.3%降至8.19%（逆变器链），DDR模型误差从80%降至20%以下，显著提升电源噪声条件下的模型鲁棒性。

　　

摘要：

输入/输出缓冲区信息规范（IBIS）模型在处理电源引起的抖动方面存在局限性。本文提出了一种直接的IBIS开关系数修改算法，通过考虑非线性抖动效应来提高IBIS仿真的准确性。与之前的IBIS修改算法相比，新算法更为简洁，因为它同时考虑了电源噪声对开关系数转换边沿和输出转换边沿的时间平均影响。通过解决非线性抖动问题，该模型在电源噪声较大的情况下具有更好的鲁棒性，无论是在输出波形还是抖动估计方面。该修改算法已在逆变器链电路和真实的双倍数据速率（DDR）模型上得到验证。在直流电源噪声、交流电源噪声以及多音调电源噪声条件下，新算法的性能得到了验证。与之前的算法相比，新算法显著提高了抖动建模的准确性：在复杂的多音调电源噪声条件下，逆变器链电路的最大抖动预测误差从47.3%降低到了8.19%；在真实的DDR模型中，最大抖动误差从80%降低到了20%以下。

引言

在高速数字系统中，信号完整性（SI）对于维持可靠的数据通信至关重要。随着数据传输速率的不断提高，抖动（尤其是电源引起的抖动PSIJ）[1]对信号传输完整性的影响日益显著。PSIJ是指由于电源电压波动导致的信号时序变化，进而影响驱动器的性能。随着现代电子系统变得越来越复杂，准确地对PSIJ进行建模和仿真对于确保产品的稳健性至关重要。