【摘要】：隨著集成電路向著高密度、高速度、高功率、低電壓及大電流的方向發(fā)展,電源完整性問題日益突出。諸如疊層結構不合理、去耦濾波不佳、同步開關噪聲(SSN)以及電源噪聲等問題嚴重影響著信號的質量。電源分配系統(tǒng)(PDS)如何為印刷電路板(PCB)上各部件提供穩(wěn)定的電壓；如何抑制由復雜的互連結構引起的電源噪聲；如何提高高速信號質量等問題已經(jīng)成為當今電子行業(yè)刻不容緩的研究課題。本文首先探討電源完整性(PI)分析方法,對集成電路上關鍵電氣連接和電源地平面建模,研究了非理想互連結構、布局布線、元器件對電源完整性的影響。針對某大屏幕多功能顯示器的接口控制處理模塊,根據(jù)電源完整性分析進行電源分配系統(tǒng)設計。PDS設計包括電源模塊設計、濾波去耦網(wǎng)絡設計以及電源地平面疊層結構設計。采用目標阻抗法研究了電源地平面對去耦電容網(wǎng)絡設計。提出了不同工作頻段上分層設計的思想,探索了去耦電容、過孔、引出線等對PDS端口阻抗的影響。同時,將此研究成果應用于電路模塊的單板去耦電容與濾波設計。結合單節(jié)點仿真分析與平面多節(jié)點仿真分析方法數(shù)字信號完整性和建模,驗證了板上去耦電容數(shù)量與位置的合理性。本文研究了電源噪聲類型與產(chǎn)生機制,深入研究了PDS噪聲的分析方法與抑制措施。研究工作以項目板為平臺,分析關鍵信號網(wǎng)絡的同步開關噪聲(SSN)。分析方法采用 工具提取PCB上信號網(wǎng)絡的S參數(shù)模型,然后導入 進行協(xié)同仿真,模擬實際工作時的SSN問題。系統(tǒng)探討電源噪聲的一種新型電源層分割方法。應用交流阻抗型電磁帶隙結構(AI-EBG)與疊層設計中。研究了AI-EBG與L型狹縫EBG的電氣特性數(shù)字信號完整性和建模,分析對比了兩者在阻帶內(nèi)對噪聲的隔離效果,并將AI-EBG結構應用于項目板電源層的分割,驗證了其隔離SSN問題的有效性。設計產(chǎn)品經(jīng)過多次測試,滿足電磁兼容的要求。
