IBISモデル 波形シミュレータ
IBISモデル（.ibs）を読み込み、送信IC → パッケージ → 基板パターン（伝送線路） → 終端 → 受信IC の回路を過渡解析して、送信端と受信端の波形を表示します。[Diff_pin] のあるモデルなら差動ペア（LVDS など）も解析でき、Vod・Vos の波形とアイパターンを出せます。
節点解析＋Newton法＋後退オイラー、伝送線路はBranin法という構成をフルスクラッチで実装しています（SPICE等の外部エンジンは使っていません）。ファイルはブラウザ内でのみ処理され、サーバへは送信されません。
ここにファイルをドラッグ＆ドロップしても読み込めます。読み込んだモデルはブラウザのローカルストレージにのみ保存されます。ベンダ提供のIBISモデルには再配布を禁じるものが多いため、本サイトには同梱していません。手元の .ibs を読み込んでください。デモモデルは当サイトで生成した架空の合成データ（Public Domain / CC0）で、シングルエンドの 3.3V CMOS I/O と [Diff Pin] つきの LVDS 差動ペアを収録しています。
このシミュレータの中身と限界
回路モデル
送信ダイ（C_comp と I-V テーブル）→ パッケージ（R_pkg + L_pkg 直列、C_pkg 対地）→ 送信側直列抵抗 → 伝送線路 → 終端 → 受信パッケージ → 受信ダイ（C_comp とクランプ）という一次元の回路を組み、全節点について節点方程式を立てて解いています。
数値解法
- 時間積分：後退オイラー（無条件安定、固定ステップ）
- 非線形素子：Newton-Raphson 法。I-V テーブルは区分線形補間し、その傾きをヤコビアンに使用
- 伝送線路：Branin（特性線）法による無損失遅延線。往復波を履歴バッファに保持し、遅延が時間刻みの整数倍でない分は線形補間
- 直流損失：線路を複数区間に分割し、区間の間に直列抵抗を挿入
- 初期値：直流動作点を Newton 法で解き、容量電圧・インダクタ電流・線路の進行波を初期化
IBIS のどこを使っているか
| キーワード | 使い方 |
|---|---|
[Pullup] / [Pulldown] | ドライバの非線形 I-V。Ku(t)/Kd(t) で重み付けして合成 |
[POWER_Clamp] / [GND_Clamp] | ESDクランプ。オーバー／アンダーシュートの制限に効く |
[Ramp] | 20〜80% の dV/dt から遷移時間 = dt / 0.6 を求め、Ku/Kd を直線的に変化させる |
[Rising/Falling Waveform] | あれば、フィクスチャ負荷から Ku(t) を逆算して [Ramp] より現実的な遷移形状にする |
C_comp | ダイ容量 |
[Package] / [Pin] | R_pkg・L_pkg・C_pkg（またはピン別の値） |
[Diff_pin] | 差動ペアの相方・差動しきい値 vdiff・P/N スキュー tdelay |
[Voltage Range] ほか | 電源電圧、各テーブルの基準電圧 |
Vinh / Vinl / Vmeas | 受信しきい値判定と伝搬遅延の基準 |
差動モード
[Diff_pin] を持つモデルでは「差動ペア」を選べます。P 側と N 側に同じ [Model] を割り当て、相補的な Ku/Kd で駆動する 2 本のレーンを立てて、両方を 1 つの回路として同時に解きます。表示している Vod は P − N、Vos は (P + N) / 2 です。
- 線路は奇モードインピーダンス Zdiff/2 の独立した 2 本として扱います。線間の結合そのものは解いていないため、差動モードは妥当ですが、コモンモードのインピーダンスは実際より単純になります。
- 終端は線間 1 本（LVDS の 100Ω）、分割終端（R/2 ×2 と中点コンデンサ）、各線を GND / Vtt へ、から選べます。
- P/N スキューを入れると、差動成分の一部がコモンモードに変換される様子が見られます。
[Diff_pin]のtdelayがあれば初期値として読み込みます。 - 論理しきい値は
[Diff_pin]のvdiff（|Vod| がこれを超えるか）で判定します。単線用のVinh/Vinlは差動モードでは使いません。 - 電流モード駆動（LVDS など）のモデルでは、Vod は合っても Vos（コモンモード電圧）がデータシートと合わないことがあります。IBIS の
[Pullup]/[Pulldown]は片線ずつの表なので、内部のコモンモード帰還までは表現できないためです。ここで出る Vos は「そのモデルが言っている値」であって、デバイスの実力値ではありません。
割り切っている点
- Ku + Kd = 1 を仮定した1波形法です。2波形法（立ち上がり・立ち下がりの両方から Ku, Kd を独立に解く）ではありません。
- [Ramp] しか無いモデルでは Ku/Kd が直線変化になるため、実際の丸まったエッジよりわずかに角張ります。
- 伝送線路は無損失＋直流抵抗のみです。表皮効果・誘電体損失・分散は含みません。長距離・数Gbps帯では実際より波形がきれいに出ます。
- クロストーク、電源／グラウンドバウンス（SSO）、非対称なリターンパスは扱いません。
- [Driver Schedule]、[Submodel]、[External Model]（IBIS-AMI）には対応していません。
- 差動ペアは 2 本の独立した線路として解いており、線間結合・差動クロストークは含みません。
- 電源電圧は理想電圧源として扱います。
反射・リンギング・終端方式の効き方といった傾向をつかむ用途を想定しています。出荷判定や規格適合の確認には、ベンダ純正の SI ツールを使ってください。
関連する計算機
特性インピーダンス 表層（マイクロストリップ線路） / パターン長を遅延時間に変換 / 遅延時間を距離に変換 / 集中定数 分布定数