基于ADS的微系统电源完整性仿真及优化
电子技术应用
吕超华1，李庆忠1，时广轶2
1.江南大学 机械工程学院；2.无锡北微传感科技有限公司
摘要： 随着芯片制造技术和封装技术的发展，电子产品内部的器件集成度和信号速度在持续提高，微系统成为一种新兴的形式，这导致了对电源完整性的要求不断提高。不合理的电源完整性设计将会给电源质量和信号质量带来极大的干扰，甚至会使系统崩溃。针对所设计的多芯片微系统设计进行了电源完整性的仿真，并利用基板、PCB去耦电容网络协同去耦的方式对电源分配网络阻抗进行了优化，解决了微系统内部的空间有限与去耦电容需求量大的矛盾，保证了微系统的电源完整性。
中图分类号：TN402 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234131
中文引用格式： 吕超华，李庆忠，时广轶. 基于ADS的微系统电源完整性仿真及优化[J]. 电子技术应用，2024，50(5)：7-12.
英文引用格式： Lv Chaohua，Li Qingzhong，Shi Guangyi. PI simulation and optimization of microsystem based on ADS[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(5)：7-12.
中文引用格式： 吕超华，李庆忠，时广轶. 基于ADS的微系统电源完整性仿真及优化[J]. 电子技术应用，2024，50(5)：7-12.
英文引用格式： Lv Chaohua，Li Qingzhong，Shi Guangyi. PI simulation and optimization of microsystem based on ADS[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(5)：7-12.
PI simulation and optimization of microsystem based on ADS
Lv Chaohua1，Li Qingzhong1，Shi Guangyi2
1.School of Mechanical Engineering， Jiangnan University； 2.Wuxi Beiwei Sensing Technology Co.， Ltd.
Abstract： With the development of chip manufacturing technology and packaging technology, the device integration and signal speed inside electronic products continue to increase, and microsystems become an emerging form, which leads to increasing requirements for power integrity. Unreasonable power supply integrity design will bring great interference to power quality and signal quality, and even make the system collapse. In this paper, the power supply integrity of the designed multi-chip microsystem was simulated, and the PDN impedance was optimized by the collaborative decoupling of substrate and PCB decoupling capacitor network, which solved the contradiction between the limited space inside the microsystem and the large demand for decoupling capacitor, and ensured the power supply integrity of the microsystem.
Key words : PI；PDN；impedance；decoupling capacitor
引言
信息产业是推动工业发展的重要产业之一，随着电子产业的不断发展，对电子产品体积、响应速度等性能的要求日益提高。近几年，新型的封装结构和封装工艺层出不穷、芯片的制造技术不断进步以及封装内部集成度增大的趋势，使得微系统成为了一种新兴的产品形式。同时，微系统的发展同样具备了信号频率提高、器件集成度增大、工作电流升高和工作电压降低等趋势，这些趋势都对电源完整性(Power Integrity, PI)的设计提出了更高的要求[1-7] 。电源分配网络(Power Delivery Network, PDN)阻抗仿真和优化是电源完整性设计的重要内容，并在基板或PCB的设计中起到了越来越重要的作用。
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作者信息：
吕超华1，李庆忠1，时广轶2
（1.江南大学 机械工程学院，江苏 无锡 214122；2.无锡北微传感科技有限公司，江苏 无锡214072）
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