Integridade de energia (PI)

Integralidade de energia, conhecida como PI, serve para confirmar se a tensão e a corrente da fonte e do destino de energia atendem aos requisitos. A integridade da energia continua sendo um dos maiores desafios no projeto de PCBs de alta velocidade.

O nível de integridade de energia inclui nível de chip, nível de embalagem de chip, nível de placa de circuito e nível de sistema. Entre eles, a integridade da energia no nível da placa de circuito deve atender aos três requisitos a seguir:

1. Faça com que a ondulação de tensão no pino do chip seja menor que a especificação (por exemplo, o erro entre a tensão e 1V é menor que +/-50mv);

2. Controle de recuperação de aterramento (também conhecido como ruído de comutação síncrona SSN e saída de comutação síncrona SSO);

3, reduza a interferência eletromagnética (EMI) e mantenha a compatibilidade eletromagnética (EMC): a rede de distribuição de energia (PDN) é o maior condutor da placa de circuito, por isso também é a antena mais fácil de transmitir e receber ruído.

Problema de integridade de energia

O problema de integridade da fonte de alimentação é causado principalmente pelo design irracional do capacitor de desacoplamento, pela séria influência do circuito, pela má segmentação de múltiplas fontes de alimentação/plano de aterramento, pelo projeto irracional de formação e pela corrente irregular. Através da simulação de integridade de energia, esses problemas foram encontrados e, em seguida, os problemas de integridade de energia foram resolvidos pelos seguintes métodos:

(1) ajustando a largura da linha de laminação PCB e a espessura da camada dielétrica para atender aos requisitos de impedância característica, ajustando a estrutura de laminação para atender ao princípio do caminho curto de refluxo da linha de sinal, ajustando a segmentação da fonte de alimentação/plano de aterramento, evitando o fenômeno de importante segmentação de extensão de linha de sinal;

(2) foi realizada análise de impedância de potência para a fonte de alimentação usada na PCB, e o capacitor foi adicionado para controlar a fonte de alimentação abaixo da impedância alvo;

(3) na parte com alta densidade de corrente, ajuste a posição do dispositivo para fazer a corrente passar por um caminho mais amplo.

Análise de integridade de energia

Na análise de integridade de potência, os principais tipos de simulação incluem análise de queda de tensão CC, análise de desacoplamento e análise de ruído. A análise de queda de tensão CC inclui a análise de fiação complexa e formatos planos na PCB e pode ser usada para determinar quanta tensão será perdida devido à resistência do cobre.

Exibe gráficos de densidade atual e temperatura de “pontos quentes” em PI/co-simulação térmica

A análise de desacoplamento normalmente provoca alterações no valor, tipo e número de capacitores usados ​​no PDN. Portanto, é necessário incluir a indutância e a resistência parasitas do modelo do capacitor.

O tipo de análise de ruído pode variar. Eles podem incluir ruído dos pinos de alimentação do IC que se propagam ao redor da placa de circuito e podem ser controlados pelo desacoplamento de capacitores. Através da análise de ruído é possível investigar como o ruído é acoplado de um furo a outro, e é possível analisar o ruído de comutação síncrona.