Integrità dell'alimentazione (PI)
L'integrazione dell'alimentazione, denominata PI, serve a confermare se la tensione e la corrente della fonte di alimentazione e della destinazione soddisfano i requisiti. L'integrità dell'alimentazione rimane una delle maggiori sfide nella progettazione di PCB ad alta velocità.
Il livello di integrità dell'alimentazione comprende il livello del chip, il livello del confezionamento del chip, il livello del circuito stampato e il livello del sistema. Tra questi, l'integrità dell'alimentazione a livello del circuito stampato dovrebbe soddisfare i seguenti tre requisiti:
1. Ridurre l'ondulazione della tensione sul pin del chip rispetto alle specifiche (ad esempio, l'errore tra tensione e 1 V è inferiore a +/-50 mv);
2. Controllo del rimbalzo della terra (noto anche come rumore di commutazione sincrona SSN e uscita di commutazione sincrona SSO);
3, ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI) e mantenere la compatibilità elettromagnetica (EMC): la rete di distribuzione dell'energia (PDN) è il conduttore più grande sul circuito, quindi è anche l'antenna più semplice per trasmettere e ricevere rumore.
Problema di integrità dell'alimentazione
Il problema dell'integrità dell'alimentatore è causato principalmente dalla progettazione irragionevole del condensatore di disaccoppiamento, dalla grave influenza del circuito, dalla cattiva segmentazione dell'alimentatore multiplo/piano di terra, dalla progettazione irragionevole della formazione e dalla corrente irregolare. Attraverso la simulazione dell'integrità dell'alimentazione, sono stati rilevati questi problemi, che sono stati poi risolti con i seguenti metodi:
(1) regolando la larghezza della linea di laminazione del PCB e lo spessore dello strato dielettrico per soddisfare i requisiti di impedenza caratteristica, regolando la struttura di laminazione per soddisfare il principio del breve percorso di riflusso della linea del segnale, regolando la segmentazione del piano di alimentazione/massa, evitare il fenomeno di un'importante segmentazione della portata della linea del segnale;
(2) è stata condotta un'analisi dell'impedenza di alimentazione per l'alimentatore utilizzato sul PCB e il condensatore è stato aggiunto per controllare l'alimentazione al di sotto dell'impedenza target;
(3) nella parte con elevata densità di corrente, regolare la posizione del dispositivo per far passare la corrente attraverso un percorso più ampio.
Analisi dell'integrità della potenza
Nell'analisi dell'integrità dell'alimentazione, i principali tipi di simulazione includono l'analisi della caduta di tensione CC, l'analisi del disaccoppiamento e l'analisi del rumore. L'analisi della caduta di tensione CC include l'analisi di cablaggi complessi e forme piane sul PCB e può essere utilizzata per determinare quanta tensione andrà persa a causa della resistenza del rame.
Visualizza i grafici della densità di corrente e della temperatura dei “punti caldi” nella co-simulazione PI/termica
L'analisi di disaccoppiamento in genere determina modifiche nel valore, nel tipo e nel numero di condensatori utilizzati nella PDN. Pertanto, è necessario includere l'induttanza parassita e la resistenza del modello del condensatore.
Il tipo di analisi del rumore può variare. Possono includere rumore proveniente dai pin di alimentazione del circuito integrato che si propaga attorno al circuito stampato e può essere controllato disaccoppiando i condensatori. Attraverso l'analisi del rumore è possibile indagare come il rumore viene accoppiato da un foro all'altro ed è possibile analizzare il rumore di commutazione sincrona.