第40回 IBIS AMI：前田真一の最新実装技術あれこれ塾（2/4 ページ）

[前田真一，実装技術／MONOist]

2．IBISモデルと伝送線路解析

　伝送線路解析にはIBISモデルが広く使われています。

　IBISモデルを使った伝送線路解析では、解析精度が問題にされることもありますが、モデルのバージョンアップに従い、徐々に精度の問題も改善されてきました。

　圧倒的な解析速度、モデルの普及と入手の容易さ、扱いのやさしさなど、IBISモデルの優位性は数多くあります。

　しかし、急速に普及してきたPCI ExpressやISB 3.0のSI解析に対して、IBISモデルではうまくいきません。

　IBISモデルでは、プリエンファシスの解析がうまくできません。IBISモデルには、前のビットデータと次のビットデータが同じデータが連続しているのか、ハイ／ローが切り替わっているかで、ドライバのモデルを切り替える機能がありません（図8）。

図8：信号のビット列によりドライバ特性を切り替える機能

　また、IBISモデルはデジタル信号の伝送線路解析を目的としているため、周波数特性を持ったフィルタ回路のモデル化ができません（図9）。

図9：フィルタ回路の特性

　このため、受信側にフィルタ特性が規格化されているPCI Express Gen3の解析でも、不自由があります。

　さらに、損失が大きな長い配線では、配線の途中で信号の減衰が大きくなり、ドライバ側で信号波形を整形して送信しても、配線の途中で信号が判読不能なほど減衰してしまいます（図10）。

図10：損失が大きいと信号が読めなくなる

　このため、配線途中でリピータと呼ばれるは形成回路を挿入し、信号の伝送距離を延長します（図11）。

図11：リピータ

　IBISモデルはドライバ、またはレシーバの2端子モデルしか定義できません（図12）。

図12：IBISモデルは2端子回路

　しかし、リピータは入力と出力を持った4端子回路となります（図13）。

図13：リピータは4端子回路：IBIS Specification Version 6.0

　このような入力と出力、両方を持った素子の解析を行う場合、IBISモデルでは、2つの回路に分割しなければ解析できません（図14）。

図14：IBIS解析は回路を分けて行う

　しかし一般にこのような素子の特性は、入力信号に応じて出力信号が変化するような特性を持っています（図15）。

図15：入力信号に応じて出力特性が変化する

　2つの回路に分けたIBISモデルを使った解析では、入力も出力もデジタル信号を対象としているので、入力に応じて出力特性が変化するような素子の解析はできません。