Integrita energie (PI)

Integlita energie, označovaná jako PI, je potvrdit, zda napětí a proud zdroje energie a cíle splňuje požadavky. Integrita energie zůstává jednou z největších výzev při designu vysokorychlostního počítače PCB.

Úroveň integrity energie zahrnuje úroveň čipu, úroveň balení čipů, úroveň desky obvodů a úroveň systému. Mezi nimi by integrita energie na úrovni desky obvodu měla splňovat následující tři požadavky:

1. Udělejte zvlnění napětí na čipovém kolíku menší než specifikace (například chyba mezi napětím a 1V je menší než +/ -50 mV);

2. Řídicí pozemní odskok (také známý jako synchronní přepínací šum SSN a synchronní přepínací výstup SSO);

3, Snižte elektromagnetické rušení (EMI) a udržujte elektromagnetickou kompatibilitu (EMC): síť distribuce energie (PDN) je největším vodičem na desce obvodu, takže je také nejjednodušší anténa pro přenos a přijímání šumu.

Problém s integritou energie

Problém s integritou napájení je způsoben hlavně nepřiměřeným návrhem oddělení kondenzátoru, vážným vlivem obvodu, špatnou segmentací vícenásobného napájení/pozemní roviny, nepřiměřeným návrhem formace a nerovnoměrným proudem. Prostřednictvím simulace integrity energie byly tyto problémy nalezeny a problémy s integritou energie byly vyřešeny následujícími metodami:

(1) Úpravou šířky laminační linie PCB a tloušťkou dielektrické vrstvy tak, aby splňovala požadavky charakteristické impedance, nastavila strukturu laminace tak, aby splňovala princip krátké cesty zpětného toku signální linie, úpravou segmentace napájení/zemní roviny, zabránit fenoménu segmentace rozpětí signálu;

(2) byla provedena analýza impedance výkonu pro napájení použité na PCB a kondenzátor byl přidán pro kontrolu napájení pod cílovou impedancí;

(3) V části s vysokou hustotou proudu upravte polohu zařízení tak, aby proud prošel širší cestou.

Analýza integrity energie

V analýze integrity energie hlavní typy simulace zahrnují analýzu DC napětí, analýzu oddělení a analýzu šumu. Analýza DC napětí zahrnuje analýzu komplexního zapojení a tvarů rovin na PCB a lze ji použít k určení, kolik napětí bude ztraceno v důsledku odporu mědi.

Zobrazuje grafy proudové hustoty a teploty „horkých spotů“ v PI/ tepelném simulaci

Analýza oddělení obvykle řídí změny v hodnotě, typu a počtu kondenzátorů použitých v PDN. Proto je nutné zahrnout parazitickou indukčnost a odolnost modelu kondenzátoru.

Typ analýzy šumu se může lišit. Mohou zahrnovat šum z IC Power Pins, které se šíří kolem desky obvodu a mohou být ovládány oddělením kondenzátorů. Prostřednictvím analýzy šumu je možné prozkoumat, jak je šum spojený z jedné díry na druhou, a je možné analyzovat synchronní přepínací šum.