第 1 页共 7 页电源完整性理解与设计一、定义：电源完整性（Powerintegrity）简称 PI,是确认电源来源及目的端的电压及电流是否符合需求。电源完整性在现今的电子产品中相当重要。有几个有关电源完整性的层面：芯片层面、芯片封装层面、电路板层面及系统层面。在电路板层面的电源完整性要达到以下三个需求：1、使芯片引脚的电压噪声+电压纹波比规格要求要小一些（例如芯片电源管脚的输入电压要求 1V 之间的误差小于+/-50mV）2、控制接地反弹（地弹）（同步切换噪声 SSN、同步切换输出 SSO）3、降低电磁干扰（EMI）并且维持电磁兼容性（EMC）:电源分布网络（PDN）是电路板上最大型的导体，因此也是最容易发射及接收噪声的天线。1.1“地弹”：是指芯片内部“地”电平相对于电路板“地”电平的变化现象。以电路板“地”为参考 ， 就 像 是 芯 片 内 部 的 “ 地 ” 电 平 不 断 的 跳 动 ， 因 此 形 象 的 称 之 为 地 弹（groundbounce）。当器件输出端由一个状态跳变到另一个状态时，地弹现象会导致器件逻辑输入端产生毛刺。对于任何形式封装的芯片，其引脚必会存在电感电容等寄生参数，而地弹主要是由于 GND 引脚上的阻抗引起的。集成电路的规模越来越大，开关速度不断提高，地弹噪声如果控制不好就会影响电路的功能，因此有必要深入理解地弹的概念并研究它的规律。我们可以用下图来直观的解释一下。图中开关 Q 的不同位置代表了输出的“0”“1”第 2 页共 7 页两种状态。假定由于电路状态装换，开关 Q 接通 RL 低电平，负载电容对地放电，随着负载电容电压下降，它积累的电荷流向地，在接地回路上形成一个大的电流浪涌。随着放电电流建立然后衰减，这一电流变化作用于接地引脚的电感 LG，这样在芯片外的电路板“地”与芯片内的地之间，会形成一定的电压差，如图中 VG。这种由于输出转换引起的芯片 A 的输出变化，产生地弹。这对芯片 A 的输入逻辑是有影响的。接收逻辑把输入电压和芯片内部的地电压差分比较确定输入,因此从接收逻辑来看就象输入信号本身叠加了一个与地弹噪声相同的噪声。1.2PDN电路板设计中，都有电源分配网络系统。电源分配网络系统的作用就是给系统内所有器件或芯片提供足够的电源，并满足系统对电源稳定性的要求。我们看到电源、GND 网络，其实分布着阻抗。第 3 页共 7 页二、电源噪声余量计算：1、芯片的 datasheet 会给一个规范值，通常是 5%；要考虑到稳...
