基于高端FPGA的IC驗(yàn)證平臺(tái)的PI分析

3.1 電源分配系統(tǒng)概述

電源分配系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)是目標(biāo)阻抗，其定義為：

電源分配系統(tǒng)必須在從直流到關(guān)注的最高頻率范圍內(nèi)，以低于或接近目標(biāo)阻抗來傳遞電流。一個(gè)電源分布系統(tǒng)由電壓調(diào)節(jié)模塊(VRM)、Bulk電容、高頻去耦電容以及電源地平面四個(gè)對(duì)象組成。它們?cè)诓煌念l率范圍內(nèi)對(duì)目標(biāo)阻抗起到?jīng)Q定性作用，如圖1所示。

電壓調(diào)節(jié)模塊將一個(gè)直流電平轉(zhuǎn)換成另一個(gè)直流電平。其利用一個(gè)參考電壓和反饋環(huán)來探測(cè)負(fù)載處的電壓，并相應(yīng)調(diào)節(jié)電流大小。在直流至1kHz頻率范圍內(nèi)，系統(tǒng)的目標(biāo)阻抗主要由VRM來決定。圖2為電壓調(diào)節(jié)模塊的框圖。

去耦電容分為電解電容(Bulk Electrolytic Ca-pacitor)和高頻陶瓷電容(High-Frequence CeramicCapacitor)。電解電容主要在kHz到1MHz頻率范圍內(nèi)起作用，而瓷片電容則在較高的MHz頻率(1MHz-400MHz)范圍內(nèi)起作用。其等效電路是典型的RLC串聯(lián)電路。圖3顯示了真正的電容的阻抗特性。

電源／地平面可以近似為一個(gè)電感和有效串聯(lián)電阻很小的電容。當(dāng)頻率很高時(shí)(大于400MHz)，就需要調(diào)節(jié)電源／地平面的結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的目標(biāo)阻抗?jié)M足要求。