Integridad de energía (PI)
La integralidad de energía, denominada PI, sirve para confirmar si el voltaje y la corriente de la fuente de energía y el destino cumplen con los requisitos. La integridad de la energía sigue siendo uno de los mayores desafíos en el diseño de PCB de alta velocidad.
El nivel de integridad de la energía incluye el nivel del chip, el nivel del paquete del chip, el nivel de la placa de circuito y el nivel del sistema. Entre ellos, la integridad de la energía a nivel de la placa de circuito debe cumplir los tres requisitos siguientes:
1. Haga que la ondulación del voltaje en el pin del chip sea menor que la especificación (por ejemplo, el error entre el voltaje y 1 V es inferior a +/ -50 mv);
2. Controlar el rebote del suelo (también conocido como ruido de conmutación síncrono SSN y salida de conmutación síncrona SSO);
3, reduce la interferencia electromagnética (EMI) y mantiene la compatibilidad electromagnética (EMC): la red de distribución de energía (PDN) es el conductor más grande de la placa de circuito, por lo que también es la antena más fácil de transmitir y recibir ruido.
Problema de integridad de energía
El problema de integridad de la fuente de alimentación se debe principalmente al diseño irrazonable del condensador de desacoplamiento, la grave influencia del circuito, la mala segmentación del plano de tierra/fuente de alimentación múltiple, el diseño irrazonable de la formación y la corriente desigual. A través de la simulación de integridad de energía, se encontraron estos problemas y luego se resolvieron mediante los siguientes métodos:
(1) ajustando el ancho de la línea de laminación de PCB y el espesor de la capa dieléctrica para cumplir con los requisitos de impedancia característica, ajustando la estructura de laminación para cumplir con el principio de ruta de reflujo corta de la línea de señal, ajustando la segmentación del plano de tierra/fuente de alimentación, evitar el fenómeno de importante segmentación del tramo de línea de señal;
(2) se realizó un análisis de impedancia de alimentación para la fuente de alimentación utilizada en la PCB y se agregó el condensador para controlar la fuente de alimentación por debajo de la impedancia objetivo;
(3) en la parte con alta densidad de corriente, ajuste la posición del dispositivo para que la corriente pase por un camino más amplio.
Análisis de integridad de energía
En el análisis de integridad de energía, los principales tipos de simulación incluyen análisis de caída de voltaje de CC, análisis de desacoplamiento y análisis de ruido. El análisis de caída de voltaje de CC incluye el análisis de cableado complejo y formas planas en la PCB y se puede utilizar para determinar cuánto voltaje se perderá debido a la resistencia del cobre.
Muestra gráficos de densidad de corriente y temperatura de "puntos calientes" en PI/co-simulación térmica
El análisis de desacoplamiento generalmente genera cambios en el valor, tipo y cantidad de capacitores utilizados en la PDN. Por lo tanto, es necesario incluir la inductancia y resistencia parásitas del modelo de capacitor.
El tipo de análisis de ruido puede variar. Pueden incluir ruido de los pines de alimentación del IC que se propagan alrededor de la placa de circuito y pueden controlarse mediante condensadores de desacoplamiento. Mediante el análisis de ruido, es posible investigar cómo se acopla el ruido de un orificio a otro y es posible analizar el ruido de conmutación sincrónico.