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高速电路电源分配网络设计与电源完整性分析.pdf
随着电子系统向高速度、高密度、高功耗、低电压和大电流的趋势发展,高
速数字系统设计与分析的重点已经从信号完整性转移到电源完整性。电源完整性
及其引起的噪声耦合问题已经成为当代高速数字设计最主要的瓶颈,这正是本论
文的研究主题。
电源分配网络构成了高速数字系统最庞大最复杂的互连,约占全部互连空间
的300/o~40%。系统中所有的器件都直接或间接地连接到电源分配网络上,器件数
目成千上万。因此电源分配网络设计与电源完整性分析是数字系统中技术最复杂、
最不成熟、意见最不统一的地方。尤其是关于去耦网络的设计与分析,一直以来
都是争论不休的焦点。电源分配网络是高速数字设计的核心,它直接影响着电源
完整性、信号完整性和电磁完整性等系统的性能。本论文重点研究高速数字系统
的电源分配网络设计与电源完整性分析这一主题;并探讨了与之紧密联系的电源
噪声抑制和非理想互连的建模与分析。研究的主要内容归纳如下:
1)在消化前人研究成果的基础上,讨论了电源分配网络设计的各个重点环节。
剖析了电源完整性、信号完整性和电磁完整性之间的内在联系,提出了电源完整
性、信号完整性和电磁完整性协同设计的思想。
2)提出多输入阻抗的概念,并在此基础上分析了去耦平面电源分配网络的电
气特性,找出了利用输入阻抗设计电源分配网络在高频时难以获得精确结果的根
源。建立了一套基于多输入阻抗的电源分配网络设计与性能分析方法,该方法克
服了传统目标阻抗法无法准确表征电源地平面高频特性的缺点。关键字:电源分配网络电源完整性去耦电容器信号完整性电磁带隙结构
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