电力完整性专家意见
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本节中包含的文章和专栏来自《信号完整性杂志》编辑咨询委员会(EAB)的成员。EAB成员审查网站上发布的每一篇技术文章,并经常寻求他们的建议。在本专栏中,EAB将讨论与电源完整性相关的问题。
电源完整性

书评:PDN设计的电源完整性原则-简化

2017年5月23日

与配电网络(PDN)相关的恐惧、不确定性和怀疑(FUD)在当今行业中普遍存在。以前pcb上只有一个或两个主电源需要处理,今天在大型复杂设计上通常有10个或更多,每个都有自己的稳压模块(VRM)和电源水坑或平面。再加上大型ASIC或fpga在核心电压小于1v的情况下工作,瞬时电流在30安培或更高的数量级上,试图在所关注的频率范围内保持低传输阻抗(以毫欧姆为单位)是一个挑战。

这就是为什么当我得知埃里克·博加廷和拉里·史密斯合作写了一本书,PDN设计的电源完整性原则-简化在美国,我知道这本书一出版,我就必须买下它。等待终于结束了,我在复活节前收到了我的副本。

如果您已经阅读过Eric之前关于信号完整性的任何书籍,那么阅读这本书将会感到宾至如归。他的写作风格,以及Larry对围绕PDN设计和IC技术的物理学的深刻把握,结合起来,可以将一个复杂的主题简化为实际的解决方案,而无需进入沉重的数学方程,从而消除了大部分FUD。

这本书有10个章节,共786页。它的组织方式是作为权力完整性从业者的培训手册。我建议从头开始读,因为每一章都是建立在另一章的基础上的。

以下是对每一章的简要介绍:

第一章定义PDN生态为:“从模具上的衬垫到VRM衬垫的整个互连系列,”并强调为什么低阻抗比感兴趣的频率是如此重要。

第二章建立在第一章的基础上,更详细地介绍了阻抗剖面以及串联和并联RLC电路的特性在其中的作用。他们还揭示了如何使用SPICE模拟器的免费版本来分析阻抗。

第3章向我们展示了如何正确测量组件的低阻抗和小于1毫欧姆的整个PDN生态的特殊技术。

第四章专门讨论电感。它非常详细地解释了它是什么,它是如何受到物理设计的影响,以及如何从PCB的物理特征来估计环路电感。

第五章对多层芯片电容器进行了深入研究:从它们如何单独表现到它们如何共同表现以管理阻抗曲线中的峰值。

第六章深入研究了电源和地平面的特性以及电容器如何与它们相互作用。对平面最重要的性质——扩散电感作了详细的说明。

第7章绕了一点弯路,探讨了PDN在信号完整性方面的另一个功能,以及为信号返回电流提供低阻抗路径的重要性。

你听说过这个词吗?”电影山以及它与PDN生态的关系?在第八章中,你将学习这个词的起源,它的原因,为什么它如此重要,以及你可以采取哪些步骤来减轻它的影响。

第9章讨论了CMOS电路绘制的瞬态电流,以及它们如何与PDN阻抗曲线相互作用。我们还了解了在目标阻抗之上几个高度相似的平行谐振峰和高q因子是如何导致流氓波效应的。

第10章将所有内容联系在一起,并给出了PDN设计的实用方法。一种简单的基于电子表格的分析技术被用来探索设计空间,然后进行模拟。几个设计示例通过非常详细的工作来加强这本书中介绍的原则,并验证电子表格。你可从孙耀威的网站(坐落在这里)。

总的来说,我发现这是一本优秀的参考书,我可以看到它是我在权力完整性方面的主要“首选”书。我特别喜欢的事实是,这些方程并不吓人,几乎每一次,每个项都是在后面解释的,不管这个方程是不是从书中的其他地方重复出来的。这使得在回顾不同章节时很方便,而不必搜索前面的章节来找出某些术语的含义。

简而言之,如果你正在寻找一本好书来帮助你理解PDN设计,那么这本书是一个很好的开始。我知道,如果它像我拥有的埃里克的其他书一样,我可以看到它会变得很突出并被收藏起来。

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