使用Altera PDN工具优化供电网络设计

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ID 683155
日期 7/08/2015
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1. 使用Altera PDN工具优化供电网络设计
1. 使用Altera PDN工具优化供电网络设计 x
1.1. 较差PDN的影响 1.2. PDN电路拓扑 1.3. 估算您FPGA设计的电流要求 1.4. 计算Ztarget 1.5. 设计实例 1.6. PDN设计优化性研究 1.7. 文档修订历史
1.3. 估算您FPGA设计的电流要求 x
1.3.1. FPGA功能块 1.3.2. 时钟频率 1.3.3. GPIO 1.3.4. 收发器 1.3.5. 数据码型
1.6. PDN设计优化性研究 x
1.6.1. 初始叠层输入 1.6.2. 使用正确数目的电源/接地过孔对 1.6.3. 使用正确数目的电源/接地过孔对及分层数 1.6.4. 正确的电源/接地过孔对数目和分层数目 1.6.5. 移动电源到最佳层 1.6.6. 将电源平面和地平面叠层尽可能靠近 1.6.7. 将去耦电容器移动到PCB顶层表面 1.6.8. 使用X2Y去耦电容器 1.6.9. 使用超低ESR大容量电容器 1.6.10. 交换在9层的VCC与在4层的VCC，VCCT_GXB，和VCCR_GXB 1.6.11. 评估可能需要的总电容量 1.6.12. 使用内核时钟频率及电流上升周期参数 1.6.13. 综述设计研究中电容器的节省 1.6.14. 综述摘要 1.6.15. 参考文献
1. 使用Altera PDN工具优化供电网络设计

1.6.1. 初始叠层输入

本设计研究的初始叠层显示如下。

图 5. 初始叠层

进入PDN工具时，为所有电源接地选择Auto去耦模式，且报告需要301个电容器对每个VCC，VCCT_GXB和VCCR_GXB电源去耦。当PDN工具去耦模式设置为Auto时，将不会添加多于301个电容器。实际上，为本设计去耦将需要多于301个电容器。然而为三个电源使用多于903个电容器是不现实的，所以需要优化PCB PDN。

本应用笔记全篇使用Auto去耦模式。

图 6. 所需去耦电容器的初始数量

下图显示了关于使用该初始叠层及PDN工具配置的VCC，VCCT_GXB和VCCR_GXB的阻抗曲线。

图 7. 初始VCC，VCCT_GXB，和VCCR_GXB电源阻抗曲线

通过此初始叠层和PDN工具配置，VCC电源的Feffective报告仅为10.62MHz，不符合VCCT_GXB和VCCR_GXB电源70MHz的Feffective目标。这是由于没有优化初始叠层，分层分配，和PDN，导致的无效PDN。

图 8. 初始VCC电源Feffective
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