PCB系統設計的電源完整性分析技術分析

　　為了滿足業內高端設計者對于高性能電子產品的需求，Mentor Graphics（Mentor Graphics）推出了一款HyperLynx PI（電源完整性）產品，該產品不僅提供簡單易學、操作便捷，又精確的分析，讓團隊成員能夠設計可行的電源供應系統；同時縮短設計周期，減少原型生成、重復制造，也相應降低產品成本。
　　隨著當今各種高性能/高密度/高腳數集成電路的出現，傳輸系統的設計越來越需要工程師與布局設計人員的緊密合作，以確保能夠透過眾多PCB電源與接地結構，為IC提供純凈、充足的電力。配合先前推出的HyperLynx信號完整性（SI）分析和確認產品組件，Mentor Graphics目前為用戶提供的高性能電子產品設計堪稱業內最全面最具實用性的解決方案。
　　“我們擁有非常高端的用戶，受到高性能集成電路多重電壓等級和電源要求的驅使，需要在一個單一的PCB中設計30余套電力供應結構。”Mentor Graphics副總裁兼系統設計事業部總經理Henry Potts表示。“上述結構的設計需要快速而準確的直流壓降(DC Power Drop)和電源雜訊(Power Noise)分析。擁有了精確的分析信息，電源與接地層結構和解藕電容數(de-coupling capacitor number)以及位置都可以決定，得以避免過于保守的設計和高昂的產品成本。”
　　全球領先的信號和電源完整性培訓供應商Bogatin Enterprises總裁Eric Bogatin 博士表示：“在當今電子產品領域，電源完整性設計是一個無法回避的問題。不但要將效能發揮到極至，也無法承擔過度設計所增加的成本。隨著產品的噪聲耐量、阻抗目標及電層分割（split plane）問題，每件產品的配電系統（PDN）都是定制的。在設計電源傳輸系統時，HyperLynx PI可以幫助工程師制定更具成本效益的設計原則，并為設計周期早期可能發生的各種重要的‘假設性’設計問題提供解答，避免昂貴的先制作再測試 (build-it and test-it) 理性例行作業。Mentor Graphics在HyperLynx PI產品中運用的PCB設計流程為用戶提供了精確性、操作簡便性和透明完整性最佳組合。擁有了這些性能，工程師便能夠憑借最具成本效益、性能最佳的產品以最迅速的方式打開市場，同時避免昂貴又耗時的原型制作與重新設計。”
　　當前產品不斷向低耗電發展的趨勢促使高性能IC采用多電壓位準-- 有些非常極低。由于更低的電壓，DC電力與雜訊邊際(noise margin)都非常小。這就需要在PCB上建立許多電源供應結構，也需要非常純凈的電源。首要課題時要定義電源與接地分割層，以避免過高的電流密度與 DC壓降。HyperLynx PI產品可提供包含實際IC腳位與模型的異常電源接地層結構布局前與事后分析。分析結果分為視頻和文本兩類，讓設計人員能夠迅速判斷并解決電源和/或接地層結構問題。
　　其次是提供電源完整性或無雜訊的電源。設計者需要解耦電容的數量和位置，其目的在于避免過于保守（或過度）運用旁路電容而節省元件成本和電路板面積。設計者肯能也希望PCB制造材料和疊構（stack-up）進行多次實驗，以找到最具成本效益的電力解決方案。 HyperLynx PI產品提供精確的電源完整性分析，讓設計者能夠確定最佳解耦電容數量、位置與數值。有了上述這些信息，設計者可以做到“一次設計便告成功 ”（correct-by-design）的電源結構布局，以及擺放解耦電容位置達到單次就成功(single-pass)的電源完整性設計。
　　HyperLynx PI產品與HyperLynx SI（信號完整性）產品組件配套使用，提供關于當今高性能產品最全面的分析與確認解決方案。HyperLynx SI產品包括全部訊號完整性與延遲分析功能，適用于傳統平行（同步）、先進記憶體（DDR、 DDR2、DDR3-來源同步）和SERDES系列（異步）匯流排互連。

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