Celovitost napajanja (PI)

Integralnost napajanja, imenovana PI, je namenjena potrditvi, ali napetost in tok vira napajanja in cilja izpolnjujeta zahteve. Celovitost napajanja ostaja eden največjih izzivov pri oblikovanju tiskanih vezij za visoke hitrosti.

Raven celovitosti napajanja vključuje raven čipa, raven pakiranja čipa, raven vezja in sistemsko raven. Med njimi mora celovitost napajanja na ravni vezja izpolnjevati naslednje tri zahteve:

1. Poskrbite, da bo valovanje napetosti na zatiču čipa manjše od specifikacije (na primer, napaka med napetostjo in 1 V je manjša od +/-50 mv);

2. krmilni odboj od tal (znan tudi kot sinhroni preklopni šum SSN in sinhroni preklopni izhod SSO);

3, zmanjšajte elektromagnetne motnje (EMI) in ohranite elektromagnetno združljivost (EMC): omrežje za distribucijo električne energije (PDN) je največji prevodnik na vezju, zato je tudi najlažja antena za oddajanje in sprejemanje šuma.

Težava s celovitostjo napajanja

Težavo s celovitostjo napajanja povzročajo predvsem nerazumna zasnova ločilnega kondenzatorja, resen vpliv vezja, slaba segmentacija več napajalne/ozemljitvene ravnine, nerazumna zasnova tvorbe in neenakomeren tok. Te težave so bile ugotovljene s simulacijo neoporečnosti napajanja, nato pa so bile težave z neoporečnostjo napajanja rešene z naslednjimi metodami:

(1) s prilagoditvijo širine linije laminacije PCB in debeline dielektrične plasti, da izpolni zahteve karakteristične impedance, prilagoditvijo strukture laminacije, da ustreza načelu kratke povratne poti signalne linije, prilagoditvijo segmentacije napajalne/ozemljitvene ravnine, izogibanje pojavu pomembne segmentacije razpona signalnih linij;

(2) analiza močnostne impedance je bila izvedena za napajalnik, uporabljen na PCB, in kondenzator je bil dodan za nadzor napajanja pod ciljno impedanco;

(3) v delu z visoko gostoto toka prilagodite položaj naprave, da bo tok potekal skozi širšo pot.

Analiza integritete napajanja

Pri analizi celovitosti napajanja glavne vrste simulacij vključujejo analizo padca enosmerne napetosti, analizo ločitve in analizo šuma. Analiza padca enosmerne napetosti vključuje analizo zapletenega ožičenja in ravnih oblik na tiskanem vezju in se lahko uporabi za določitev, koliko napetosti bo izgubljeno zaradi upora bakra.

Prikaže grafe trenutne gostote in temperature "vročih točk" v PI/toplotni sosimulaciji

Analiza ločevanja običajno povzroči spremembe v vrednosti, vrsti in številu kondenzatorjev, uporabljenih v PDN. Zato je potrebno vključiti parazitsko induktivnost in upor modela kondenzatorja.

Vrsta analize hrupa je lahko različna. Vključujejo lahko hrup iz napajalnih zatičev IC, ki se širijo po vezju in jih je mogoče nadzorovati z ločilnimi kondenzatorji. Z analizo hrupa je mogoče raziskati, kako se hrup povezuje iz ene luknje v drugo, in je mogoče analizirati hrup sinhronega preklopa.