使用Altera PDN工具优化供电网络设计

ID 683155
日期 7/08/2015
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1.6.13. 综述设计研究中电容器的节省

本设计研究演示了PDN运行中的改进(如下),以及PCB贴装去耦电容器数目的减少。
表 3.   研究结果显示PDN性能提高以及PCB贴装去耦电容器的减少

PDN设计阶段

VCC Feffective (MHz)

所需的VCC Caps

VCCR_GXB Caps

VCCT_GXB Caps

原始叠层,所有电源在L18,# PWR/GND vias = 50

10.62

>301

>301

>301

已更正的# PWR/GND过孔和分层号

已减低用于VCC传导电感

已增加用于VCCR_GXB & VCCT_GXB 的传导电感

已减低用于VCC,VCCR_GXB,VCCT_GX 的垂直电感

30.68

>301

>301

>301

移动电源来优化分层使更靠近FPGA放置从而减低垂直电感

35.61

>301

>301

>301

将平面移动至相互靠近以提高高频电容

36.71

>301

>301

239

将去耦电容放置到顶层表面以减少垂直电感

36.71

>301

255

180

使用低ESL X2Y caps以减少电容贴装电感

36.71

>301

28

22

使用低ESR大容量caps以提高低频性能

36.71

>301

23

17

使用内核时钟频率和电流上升周期参数减少VCC高频需求

36.71

37

23

17

以下图表对比PDN工具原始(左)和最终(右)需要用于VCC,VCCT_GXB,和VCCR_GXB电源的电容器数目。

图 28. 在原始(左)和最终(右)PDN设计间,对比VCC,VCCT_GXB,和VCCR_GXB电源所需要的电容器

以下图表对比VCC,VCCT_GXB,和VCCR_GXB电源的原始(顶行)性能与最终(底行)PDN性能。

图 29. 原始(顶行)与最终(底行)VCC,VCCT_GXB,VCCR_GXB电源性能对比