1. 专业术语要点介绍:
信号完整性(signal integrity,SI):保证电路正常工作和芯片系统之间的正常通信。电源完整性(Powerintegrity,PI):保证可靠地系统供电和噪声抑制。电池完整性(Electromagnetic integrity,EMI):保证PCB板级电路系统不干扰其他系统或被其他系统干扰。
电源分配网络(Power Distribution Network,PDN):主要是为PCB或封装上的各个器件(晶体管)提供参考电压。
2.PDN影响SI
分析PDN对SI影响的基本定律:①电流永远是一个回路;②电流总是流向阻抗最低的通路。 PS:低频表现为回路电阻,高频表现为回路阻抗(趋肤效应和挤近效应)。 高速互连中具体表现为返回路径总是紧邻信号路径分布,如
微带线和状带线。
阻抗突变原因就是返回路劲紧邻信号的路劲的物理结构被破坏。(主要表现:
瞬态阻抗及反射)
原因:①所有收发器都是由PDN供电,或为其提供参考电压。(例:电源纹波干扰PLL) ②电源/地平面构成所有信号的返回路径,影响高速信号的出书质量。因此,解决SI问题首先需要解决PI问题,即获得一个
干净的参考电压为所有信号互连提供理想的返回路径。通常SI设计在理想的PDN被充分去耦的情况下进行。
3.EMI的源头设计策略
从三个方面着手设计:源头、传播路径、敏感点路。源头:①PDN上的高频噪声,尤其是电源/地平面之间的高频电源噪声; ②高速信号回路。
理论措施:①减小电源噪声。常见噪声为:开关噪声(SSN) ②通过恰当的涉及高速信号的返回路径时期紧邻信号路径分布,减小形成回路的面积。