基于瞬态电流的时域电源分配网络分析与设计

摘要

随着现代科学技术的发展，高速大规模、超大规模数字集成电路朝着高时钟频率、高密度、低功耗以及低供电电压方向快速发展。电源完整性问题也随之越来越突出，因此电源分配网络（Power Distribution Networks，PDN）设计是否合理已经成为高速电子产品设计成败的关键因素。
　　本文对电子信息工业界的板级和芯片级的电源完整性分析方法进行了深入地研究和总结，在此基础之上提出了芯片瞬态电流的提取方法，并给出了一套完整的验证方案。由于频域PDN设计方法在高频处不准确，为此又提出了时域PDN分析与设计方法，同时给出了本方法与Hspice的仿真对比结果。在MATLAB平台之上，开发了的基于瞬态电流的时域PDN仿真工具，实现了设计自动化。最后，本文对软件的使用进行了全面而详细地介绍。
　　与当前业界常用PDN仿真设计方法相比，本文提出的方法由于引进了芯片瞬态电流对电源完整性进行评估和分析，同时引进了向量拟合等快速算法，因此提高了仿真的精准度和速度，提高了系统的设计效率，降低了系统成本，具有较高的实用价值。