電源分配系統(tǒng)中的電源完整性分析.pdf

1、隨著集成電路向著高密度、高速度、高功率、低電壓及大電流的方向發(fā)展，電源完整性問題日益突出。諸如疊層結構不合理、去耦濾波不佳、同步開關噪聲(SSN)以及電源噪聲等問題嚴重影響著信號的質(zhì)量。電源分配系統(tǒng)(PDS)如何為印刷電路板(PCB)上各部件提供穩(wěn)定的電壓;如何抑制由復雜的互連結構引起的電源噪聲;如何提高高速信號質(zhì)量等問題已經(jīng)成為當今電子行業(yè)刻不容緩的研究課題。
　　本文首先探討電源完整性(PI)分析方法，對集成電路上關鍵電氣連接

2、和電源地平面建模，研究了非理想互連結構、布局布線、元器件對電源完整性的影響。針對某大屏幕多功能顯示器的接口控制處理模塊，根據(jù)電源完整性分析進行電源分配系統(tǒng)設計。PDS設計包括電源模塊設計、濾波去耦網(wǎng)絡設計以及電源地平面疊層結構設計。
　　采用目標阻抗法研究了電源地平面對去耦電容網(wǎng)絡設計。提出了不同工作頻段上分層設計的思想，探索了去耦電容、過孔、引出線等對PDS端口阻抗的影響。同時，將此研究成果應用于電路模塊的單板去耦電容與濾波設計

3、。結合單節(jié)點仿真分析與平面多節(jié)點仿真分析方法，驗證了板上去耦電容數(shù)量與位置的合理性。
　　本文研究了電源噪聲類型與產(chǎn)生機制，深入研究了PDS噪聲的分析方法與抑制措施。研究工作以項目板MWG108B為平臺，分析關鍵信號網(wǎng)絡的同步開關噪聲(SSN)。分析方法采用Ansoft SIwave工具提取PCB上信號網(wǎng)絡的S參數(shù)模型，然后導入Ansoft Designer進行協(xié)同仿真，模擬實際工作時的SSN問題。系統(tǒng)探討電源噪聲的一種新型電源層