在高速数字产品的设计中，电源完整性(Power Integrity, PI)是一个至关重要的因素，它直接关系到产品的性能和可靠性。PDN（Power Delivery Network，电源分配网络）的设计旨在确保高速数字电路在工作时能持续获得稳定的电源供应，从而保证系统的鲁棒性和效率。本文将深入探讨PDN设计在电源完整性中的关键要素和实施策略。
电源完整性是指电路在受到电源干扰时仍能保持稳定运行的能力。这包括电压波动、噪声抑制、以及电流供应的连续性。在高速数字电路中，由于开关频率的不断提高，电源和地线上的噪声和干扰对电路的影响尤为显著，因此电源完整性成为了设计中的一个重点。
PDN设计的核心目标是在电路板上构建一个高效的电流传输路径，以满足高速元件对电源和信号完整性的需求。PDN包括了一系列的层面，从主电源层到元件的电源引脚，构成了一个复杂的网络。为实现有效的电源供应，PDN设计必须考虑以下几个关键要素：
1. 电源层和地层的布局：在多层PCB设计中，电源层和地层的布局直接影响到PDN的性能。它们需要尽量宽敞，以减少阻抗并提高电流的传输效率。同时，应该避免尖锐的转角，使用较宽的走线，确保电流分布均匀。
2. 去耦电容的布置：去耦电容是改善PDN性能的重要组件。它们能够提供局部的储能，减小电源层与地层之间的阻抗，从而抑制高频噪声。去耦电容的布置需要根据芯片的功率需求、开关频率以及负载电流的特性来选择合适的电容值和数量，并将其尽可能靠近IC引脚放置。
3. 电源和地平面的分割：在设计中，为了避免信号之间的串扰，需要对电源和地平面进行合理分割。但分割时也要注意，避免形成大的环形路径，因为这会产生较大的电磁干扰(EMI)。
4. 高频效应的考量：随着数字信号频率的提高，高频效应如趋肤效应和邻近效应开始变得不可忽略。这要求在PDN设计中使用更细的走线、更厚的铜层或采用多层堆叠的方法来减少高频损耗。
5. 信号完整性和电源完整性的协同设计：高速数字电路设计中，信号完整性和电源完整性是相互影响的。设计师需要同时关注这两方面，确保系统整体的稳定性和性能。
PDN设计是实现高速数字产品电源完整性的关键所在。良好的PDN设计可以有效减少电源噪声，提高系统稳定性和工作效率。设计师必须仔细规划电源层、地层的布局，合理布置去耦电容，并考虑到高频效应和信号、电源完整性的协同工作，才能确保最终产品的鲁棒性和高效性。
2025-04-25 16:37:19
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收录了3篇关于磁珠电感进行模拟电源滤波设计的文档：
1、Analog deviece的AN-1368
2、designcon 2011 PDN Application of Ferrite Beads；
3、designCon2018 A Convolution Technique for Verifying Acceptable PTPX Current waveforms for PDN Voltage Droops
2022-02-21 22:02:27
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信号完整性和电源完整性的分析对于成功的高速数字设计来说是至关重要的。它们为需要进行哪些设计更改提供了有价值的见解。此外，随着建模方法和计算能力的改善，如果能够同时仿真这两种类型的完整性，则会清楚地了解电路的实际行为、设计中真正存在的利润以及它们如何实现最佳可能性能。
2022-01-17 22:42:50
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UE或MME发起的PDN连接释放流程
UE的最后一个PDN连接释放不可由UE或MME发起
2021-12-16 15:55:57
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Power Distribution Networks with On-Chip Decoupling Capacitors, 2nd edition is dedicated to distributing power in high speed, high complexity integrated circuits with power levels exceeding many tens of watts and power supplies below a volt. This book provides a broad and cohesive treatment of power distribution systems and related design problems, including both circuit network models and design techniques for on-chip decoupling capacitors. The book provides insight and intuition into the behavior and design of on-chip power distribution systems.
This book has four primary objectives. The first objective is to describe the impedance characteristics of the overall power distribution system, from the voltage regulator through the printed circuit board and package onto the integrated circuit to the terminals of the on-chip circuitry. The second objective is to discuss the inductive characteristics of on-chip power distribution grids and the related circuit behavior of these structures. The third objective is to present design methodologies for efficiently placing on-chip decoupling capacitors in nanoscale integrated circuits. Finally, the fourth objective is to suggest novel architectures for distributing power across an integrated circuit, as well as provide new methodologies to efficiently analyze and design on-chip power grids.
Organized into subareas to provide a more intuitive flow to the reader, this edition adds more than a hundred pages of new content, including inductance models for interdigitated structures, design strategies for multi-layer power grids, advanced methods for efficient power grid design and analysis, and methodologies for simultaneously placing on-chip multiple power supplies and decoupling capacitors. The emphasis of this additional material is on managing the complexity of on-chip power distribution networks.
2021-10-12 20:34:08
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