[发明专利]一种印刷电路板供电网络的设计方法

说明书

本发明公开了一种印刷电路板供电网络的设计方法，获得电源容许的最大噪声电压和最大瞬态工作电流；根据获得的最大噪声电压和最大瞬态工作电流，获取直流目标阻抗和交流目标阻抗；根据获取的直流目标阻抗和交流目标阻抗，进行供电网络模型设计；对供电网络模型设计结果进行仿真，获取仿真结果；判断直流阻抗仿真结果和交流阻抗仿真结果是否符合设计要求，若是，则结束；若否，则根据获取的直流阻抗仿真结果和交流阻抗仿真结果对供电网络模型进行修改，并重复对供电网络模型设计结果进行仿真。根据低功耗大电流的电源对直流噪声和交流噪声的敏感性，分别对直流阻抗和交流阻抗进行仿真，并限定交流阻抗要实现的频率范围，具有工程应用性和可实现性。

技术领域

本发明涉及印刷电路板设计技术领域，尤其涉及一种印刷电路板供电网络的设计方法。

背景技术

随着集成电路设计技术与加工工艺的进步以及人们对高性能电子设备的需求，电路系统设计正朝着高速度、大电流、低电压、低功耗的方向发展。电路工作电压的降低必然导致对电源电压噪声的要求更加严格，而系统处理速度的提高同时又导致了平均工作电流与瞬态变化电流的增大以及噪声带宽的增加。瞬态变化电流是电源噪声产生最根本的原因之一，在电源分配网络(Power Delivery Network，PDN)的设计能力保持不变的情况下，这无疑又增大了电源噪声。控制电源电压噪声在可接受的范围内就是保证系统稳压电源在经过电源传输系统后，在指定器件端口相对该器件对工作电源要求的符合程度，也就是电源完整性(Power Integrity，PI)的体现。目前的电源完整性的设计和仿真比较零散，与当前愈发严苛的电源设计目标相比，明显的偏离了工程设计要求。

针对高速PCB上的电源完整性设计，通常采用工程样机的参考方法。即根据经验，先做一个参考板，然后对参考板的各种电源指标进行测试，确认通过后再将此参考板的电源设计作为样板，以约束其他的设计。例如在任何频点，都不允许比参考样机的阻抗高，否则就不能通过。这样的技术在现实应用中主要会产生两个问题：

第一，参考板的要求会很高，无法知道参考板的设计和实际的指标之间的差距，这无疑会减少设计裕量，增加设计困难；

第二，标准不合理，与参考板相比，很难有一个设计的频率阻抗曲线全部偏低，大部分情况是一些频点高，一些频率低，而且这些设计在测试时也都是达标的。

发明内容

针对现有的PDN设计存在的上述问题，现提供一种旨在实现符合工程设计要求的印刷电路板供电网络的设计方法。

具体技术方案如下：

一种印刷电路板供电网络的设计方法，包括下列步骤：

步骤一、获得电源容许的最大噪声电压和最大瞬态工作电流；

步骤二、根据获得的所述最大噪声电压和所述最大瞬态工作电流，获取直流目标阻抗和交流目标阻抗；

步骤三、根据获取的所述直流目标阻抗和所述交流目标阻抗，进行供电网络模型设计；

步骤四、对供电网络模型设计结果进行仿真，获取直流阻抗仿真结果和交流阻抗仿真结果；

步骤五、判断所述直流阻抗仿真结果和所述交流阻抗仿真结果是否符合设计要求，若是，则结束；

步骤六、根据获取的所述直流阻抗仿真结果和所述交流阻抗仿真结果对所述供电网络模型进行修改，并返回步骤四。

优选的，所述步骤二中，通过对系统噪声容限电压进行分解，获得所述直流目标阻抗和所述交流目标阻抗。

优选的，在步骤二中通过下式获取所述直流目标阻抗：

R_DC＝S₁×ΔV_max/I_max；