基于高端FPGA的IC驗證平臺的PI分析

3.1 電源分配系統(tǒng)概述

電源分配系統(tǒng)的關鍵參數(shù)是目標阻抗，其定義為：

電源分配系統(tǒng)必須在從直流到關注的最高頻率范圍內(nèi)，以低于或接近目標阻抗來傳遞電流。一個電源分布系統(tǒng)由電壓調節(jié)模塊(VRM)、Bulk電容、高頻去耦電容以及電源地平面四個對象組成。它們在不同的頻率范圍內(nèi)對目標阻抗起到?jīng)Q定性作用，如圖1所示。

電壓調節(jié)模塊將一個直流電平轉換成另一個直流電平。其利用一個參考電壓和反饋環(huán)來探測負載處的電壓，并相應調節(jié)電流大小。在直流至1kHz頻率范圍內(nèi)，系統(tǒng)的目標阻抗主要由VRM來決定。圖2為電壓調節(jié)模塊的框圖。

去耦電容分為電解電容(Bulk Electrolytic Ca-pacitor)和高頻陶瓷電容(High-Frequence CeramicCapacitor)。電解電容主要在kHz到1MHz頻率范圍內(nèi)起作用，而瓷片電容則在較高的MHz頻率(1MHz-400MHz)范圍內(nèi)起作用。其等效電路是典型的RLC串聯(lián)電路。圖3顯示了真正的電容的阻抗特性。

電源／地平面可以近似為一個電感和有效串聯(lián)電阻很小的電容。當頻率很高時(大于400MHz)，就需要調節(jié)電源／地平面的結構，使系統(tǒng)的目標阻抗?jié)M足要求。