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1、高速PCB的电源完整性分析-----------------------Page1-----------------------《现代电子技术》2009年第24期总第311期 电源技术高速PCB的电源完整性分析申 伟,唐万明,王 杨(重庆大学计算机学院 重庆 400030)摘 要:随着微电子技术的不断发展,高速信号的上升沿越来越快,电源完整性已经成为高速互连系统设计中不可忽略()的问题。借助Cadence公司SQPI仿真软件,对高速PCB进行电源完整性分析,可以指导并优化电源分配系统PDS设计,从而在设计
2、阶段解决电源完整性问题。根据电源完整性问题的形成机理、影响因素,阐述了高速PCB电源完整性解决办法。对电源分配系统设计具有指导作用。关键词:电源完整性;电源分配系统;同步开关噪声;退耦电容()中图分类号:TN86 文献标识码:A 文章编号:1004373X20092421306AnalysisofPowerIntegrityforHighspeedPCBSHENWei,TANGWanming,WANGYang(CollegeofComputerScience,ChongqingUniver
3、sity,Chongqing,400030,China)Abstract:Withthedevelopmentofmicro-electronicstechnology,theriseedgeofhighspeedsignalismorefast.Powerintegrityhasbecomeanproblemwhichcannotbeneglectedindesignofhighspeedinterconnectionsystem.Itcanguideandopti()mizethedesignofPo
4、werDistributionSystemPDSbyusingSQPIsimulationsoftwareofCadenceCompany,andanalysepowerintegrityonhighspeedPCB.Anditcangivesolutionforpowerintegrityinthedesignphase.Basedontheprincipleandinfluencefactorsofpowerintegration,thesolutionforhighspeedPCBpowerinte
5、grationisstudied.ThisisvaluabletoguidethePDSdesign.Keywords:powerintegrity;porverdistributionsystem;SSN;bypasscapacitor() 随着时钟和数据信号频率的增高和高速互连设计地不一致的现象称为地反弹GroundBounce;由于密度的增大,良好的电源分配成为了PCB设计的一个SSN造成芯片电源和系统电源不一致的现象称为电源主要挑战。当大量开关同时快速切换状态时,会在电源()反弹PowerBou
6、nce,所以SSN包括地反弹噪声和电分配系统上产生纹波噪声。这个噪声会对周围的高速源反弹噪声。设备造成干扰,有可能引发芯片的误动作,如果没有足够稳定的电源支持,高速元件的行为将是不可预测的。于是电源完整性的研究分析也应运而生,电源完整性分析主要讨论和解决电源供给的稳定性问题。1 电压波动的危害图1 电源分配系统()()对于理想的电源分配系统PDS见图1,传输路在图2(a)中,驱动端发送的低电平受到地弹噪声径阻抗为零,在电源平面上任何一点的电位都是保持恒的影响,在低电平上会出现相位与地弹噪声相同的噪声定并等
7、于系统供给电压,而实际的电源分配系统由于各波形;在图2(b)中,驱动端发送的开关信号受到地弹噪种噪声干扰的存在,电源分配系统上的电位会有波动,声的影响,导致开关信号下降沿变缓。有时甚至很严重,影响系统的正常工作。电源不稳定的主要表现形式就是同步开关噪声(SSN),是指高速开关器件状态切换时产生的瞬态交变电流在经过回流路径上存在的电感时,形成的交流压Δ降,所以也称为i噪声。由于SSN造成芯片地和系统收稿日期:20090516图2 地弹噪声对驱动端信号的影响213©1994-2010ChinaAcademic
8、JournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net-----------------------Page2-----------------------电能质量申 伟等:高速PCB的电源完整性分析在图3(a)中,由于参考地上的地弹噪声,使得接收打开。A是带频率补偿的放大器,使用参考电压来监到低电平信号上出现相位与地弹噪声相反的噪声波形;测
