前段时间,和思科的一位工程师聊了聊。聊如何看技术书籍,聊到Mike Li那本关于抖动与噪声的书,聊是看中文还是英文版本的技术文档。

 

突然,他问我:电源为什么要研究PDN?

 

一时间有点懵。理了理思路:直流部分,有IR Drop,也可以理解为低频部分。那高频就是看PDN,研究目标阻抗

 

他补充了一下,是这样,不管是C*dv/dt还是L*di/dt都是时域的,那PDN是什么?电源网络分配,看的目标阻抗是看的频域的,这是为什么?

 

最近看到一本书,里面有讲到直流压降(IR Drop),前面讲了讲逻辑门集成电路电压差引发电路时序问题,进而导致信号传输问题。这些很多资料差不多。直到后面看到静态IR Drop和动态IR Drop,才感觉和别的资料有点不一样。

 

静态IR Drop考虑的是直流电流和电源传输线的内阻的两个因素。电源线内阻考虑的是直流电流和材料本身的电阻率,产品设计使用的PCB传导材料就是铜。

 

说到这,想起之前和长鑫一个技术大牛交流,曾经问过我一个问题:封装的WB金线,如果变长,会考虑什么?这个问题至少可以考虑一下电导率,压降的问题。但这个问题还会有其他方面的考量,只不过我还不知道。

 

真正让我对前面的问题,有想法的是动态IR Drop。动态的IR Drop研究的是开关切换的电流波动,而开关的切换是在时钟沿发生翻转的时候,这个时候瞬时电流很大,开关晶体管的数量越多,电源线上的电压下降的情况越容易发生。

 

如果这个时候PDN到达触发器,动态IR Drop过大,会造成触发器电压过低而停止工作。因为高速信号,时钟频率比较快,电流对时间的变化可以不考虑,这时候PDN上的压降考虑的就是频域部分。当然,芯片级,封装级和板级考虑的频率范围不同而已。

 

后来,和群里的网友知寒聊了聊,他说的也很有意思:▲I*Z=▲U ,▲U为噪声,▲I代表的是时域上电流变化快慢,Z代表就是频率下的阻抗,电流的变化快慢,时域的部分没办法优化修改,只能通过Z即PDN来进行管控。所以,电流的变化也是用于满足频域的分布。这么一想,也是一个方向。