PDN设计之电源完整性 (史密斯).pdf - 第5页
IV 电路 产 生的电 流 的特 性 ， 这 个 电 流 谱 如 何与 PDN 阻 抗曲 线相 互 起 作 用 。 第 10 章 汇 集 了 所 有 的 原 理 和 过程 ， 说 明如 何 设计 PDN 中 某 个 特 征来满 足 性 能目 标 。 本 书 由电 子 科 技大学 陈 会副 教授 翻译第 3 〜 6 章 ， 并 负责 全书 的统稿 与 校对 ， 其余 部 分 由电 子 科 技大学张 玉 兴 教授 负责翻译 。 在本 书 的…
I
The
Translator's
Words
|
译者序
众所周知
，
电子系统涉及半导体材料与相关的制作工艺
、
电子元器件
、
电路原理
、
电
路仿真与分析工具
、
电路板设计与布线以及测试仪器等方方面面的内容
。
在众多的电子
“
冲击波
”
中
，
电源及其相关行业是一个非常重要的方面
。
可以毫不夸张地说
，
离开了电源
就不可能有真正的电子电路
，
更别说复杂的电子系统
。
因此
，
在电子信息领域
，
人们对电
源及其电路的研究由来已久
，
并且形成了严格的理论与实践体系
。
随着电子技术和工艺的不断发展与进步
，
电源理论与技术也需要与时俱进
，
特别是随
着工作频率的不断提高
，
电源的完整性跟信号的完整性问题一样突出
，
并吸引了众多的科
研人员投入精力来研究电源电路设计中的问题
，
并产生了很多科研成果
，
本书正是该背景
下的产物
。
原作者
Larry
D.
Smith
和
Eric
Bogatin
撰写的电源完整性巨著
《
Principles
of
Power
Integrity
for
PDN
Design
—
Simplified
》
于
2017
年由培生教育出版集团出版发行
，
并
由机械工业出版社引进且委托我们将其翻译为中文
。
在深感荣幸的同时
，
又倍感压力巨
大
，
因为本书内容涉及电源的方方面面
。
此外
，
译者还担负繁重的科研和教学任务
，
因
此
，
时间上也非常紧迫
。
不过
，
为了让中文版早日与国内读者见面
，
我们克服了重重困难
完成了本书的翻译工作
。
基于上述原因
，
本书的翻译难免会存在一些瑕疵甚至错误
，
希望
读者及时指出以便再版时进行修订
，
不胜感激
。
本书内容丰富
，
主要涉及到如下方面
：
第
1
章简单分析了什么是
PDN
和为什么工程上
的低阻抗非常重要
。
第
2
章对阻抗进行了完整的讨论
，
它是评估鲁棒性
PDN
的基础
。
第
3
章介绍了低阻抗测量技术
。
第
4
章揭示了电感的本质
，
即它是如何受物理设计的影响
，
并
从物理设计的角度对回路电感进行了评估
。
第
5
章回顾了电容器的特性及其个体和组合体
的性能
。
第
6
章介绍了
PDN
内连接中电源和地平面关键重要的特性
，
以及电容器与平面是
如何相互作用的
。
第
7
章探索了
PDN
相互连接的作用
，
即为信号回路电流提供低阻抗
。
第
8
章讨论了
PDN
最重要的特性
，
即由片上电容产生的峰值阻抗和封装引线电感
。
为了减小
这些寄生参数
，
本章也介绍了在
PCB
上可以采取哪些有效措施
。
第
9
章描述了由
CMOS
IV
电路产生的电流的特性
，
这个电流谱如何与
PDN
阻抗曲线相互起作用
。
第
10
章汇集了所
有的原理和过程
，
说明如何设计
PDN
中某个特征来满足性能目标
。
本书由电子科技大学陈会副教授翻译第
3
〜
6
章
，
并负责全书的统稿与校对
，
其余部分
由电子科技大学张玉兴教授负责翻译
。
在本书的翻译过程中
，
还得到了教研室部分学生的
支持和帮助
，
在此一并致谢
。
译者
2019
年
5
月
电子科技大学
Preface
I
前言
本书焦点
电子工业中的电源完整性问题是一个容易混淆的课题
—
—
部分原因是不能很好地定义
和涉及的问题太广泛
，
每个问题都有一套属于自己的根本原因和解决方案
。
这里有一个普
遍的共识是
：
电源完整性领域包括从电压调整模块
（
VRM
）
到片上核心电源
“
轨
”
以及片上
电容
。
VRM
与芯片之间是封装和印制板上的相互连接
，
封装和印制板常常载有分立式电容
器
，
这些电容器有与之有关的安装电感
。
电源分配网络
（
PDN
）
是指在
VRM
和片上-匕,
电源
“
轨
”
之间的所有相互连接
（
通常是感性的
）
，
以及储能元件
（
通常是容性的
）
和损耗机构
（
阻尼
）
。
电源完整性是指从芯片看向电路的所有有关的电源特性
。
信号通过空腔
，
在印制
板和地平面上会产生什么噪声
？
这是信号完整性问题还是电源完整性问题
？
由
I/O
开
关电源产生的电压噪声是片上
V
”
和匕
s
电源
“
轨
”
完整性问题还是信号完整性问题
？
最
终连接到
VRM
并通过公共封装电感进入的电流产生的这个噪声有时称为开关噪声或
“
地跳动
”
。
信号和电源完整性之间的灰色区域对解决电源完整性具有深远的影响
。
在印制板上加
上去耦电容常常能解决
Kd
核心噪声
，
但是这很少能改善由宽带信号感应的空腔噪声
。
一
般情况下
，
印制板上的电容器很少或不能改善回路平面的跳动噪声
。
在一些情况下
，
产生
的并联谐振实际上可能会增加空腔与信号的交调
。
解决问题的第一步是清晰地确定问题
，
然后正确地识别出根本原因
。
一个准确定义的
问题常常只要几步就可求解
。
对问题高效率求解的前提是基于问题的实际根本原因
。
本书聚焦于与％
d
“
轨
”
上噪声有关的特殊的电源完整性问题
，
Kd
“
轨
”
给片上核心逻
辑供电
，
使其执行相关功能
。
由片上匕^
“
轨
”
开关信号供电的门与片上其他门进行通信,