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

1.6.5. 移动电源到最佳层

减低平面和FPGA间的传导电感提高VCC电源的有效频率。重新分配堆叠中的FPGA电源轨，从而具有较低垂直电感，同时也可视为一次提高。

将VCCT_GXB和VCCR GXB电源从9层移动到4层，且VCC电源从15层移动到9层，将它们更靠近FPGA放置并具有较低垂直环路电感。

下图表示初始电源层分配（左侧）与新分配（右侧）间的对比。

图 14. 原始分层分配（左）对比新分层分配（右）

这些更改的结果是，PDN工具报告VCC电源Feffective已从30.68MHz提高到35.61MHz。

图 15. 具有较好电源平面分配的VCC电源Feffective

如下图所示VCCT_GXB和VCCR_GXB电源阻抗接近目标70MHz。然而，仍需要进一步优化，因为三个电源中的每个电源依然需要多于301个电容器。

图 16. 具有较好电源平面分配的VCC，VCCT_GXB，和VCCR_GXB电源PDN性能
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