1.一種基于最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲的板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)去耦設(shè)計(jì)方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)計(jì)算板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域目標(biāo)阻抗Ztime_tar,具體實(shí)現(xiàn)步驟為:
1a)建立理想電容C、理想電感L和理想電阻R串聯(lián)的去耦電容模型;
1b)給去耦電容模型輸入上升沿為Tr、幅度為Iave的板級(jí)階躍電流I(t),其中,hn(t)為上升沿為2n-1Tr,幅度為Iave的三角脈沖電流,n為三角脈沖電流的序號(hào),t為板級(jí)階躍電流I(t)的作用時(shí)間,其范圍為[0,2n-1Tr];
1c)計(jì)算已輸入板級(jí)階躍電流I(t)的去耦電容模型的時(shí)域瞬態(tài)阻抗Zcap(t),并利用時(shí)域瞬態(tài)阻抗Zcap(t),計(jì)算已輸入板級(jí)階躍電流I(t)的去耦電容模型的電壓噪聲Vcap(t),Vcap(t)=Zcap(t)×I(t);
1d)對(duì)板級(jí)階躍電流I(t)的作用時(shí)間范圍[0,2n-1Tr]進(jìn)行分解,得到[0,Tr]...(2n-2Tr,2n-1Tr]個(gè)子區(qū)間,并將去耦電容模型的電壓噪聲Vcap(t)在各子區(qū)間的最大值Vcap(Tr)...Vcap(2n-1Tr)定義為各子區(qū)間對(duì)應(yīng)的去耦電容模型的最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲;
1e)令各子區(qū)間對(duì)應(yīng)的去耦電容模型的最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲均小于已給定的板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)的噪聲容限Vripple,再利用各最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲及已給定的板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)的噪聲容限Vripple,推導(dǎo)板級(jí)電源分配網(wǎng)路的時(shí)域目標(biāo)阻抗Ztime_tar,
(2)計(jì)算板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域去耦時(shí)間范圍和時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn),實(shí)現(xiàn)步驟為:
2a)建立理想電壓源Vdd,等效電感Lvrm與等效電阻Rvrm串聯(lián)的穩(wěn)壓器模型;
2b)給穩(wěn)壓器模型輸入上升沿為Tr、幅度為Iave的板級(jí)階躍電流I(t),其中,hn(t)為上升沿為2n-1Tr,幅度為Iave的三角脈沖電流,n為三角脈沖電流的序號(hào),t為板級(jí)階躍電流I(t)的作用時(shí)間,其范圍為[0,2n-1Tr];
2c)計(jì)算已輸入板級(jí)階躍電流I(t)的穩(wěn)壓器模型等效電感Lvrm的時(shí)域瞬態(tài)阻抗ZvrmL(t),并利用時(shí)域瞬態(tài)阻抗ZvrmL(t),計(jì)算穩(wěn)壓器模型等效電感Lvrm的電壓噪聲VvrmL(t),VvrmL(t)=ZvrmL(t)×I(t);
2d)對(duì)板級(jí)階躍電流I(t)的作用時(shí)間范圍[0,n2-1Tr]分解,得到[0,Tr]...(2n-2Tr,2n-1Tr]個(gè)子區(qū)間,將穩(wěn)壓器模型等效電感Lvrm的電壓噪聲VvrmL(t)在各子區(qū)間的最大值VvrmL(Tr)...VvrmL(2n-1Tr)定義為各子區(qū)間對(duì)應(yīng)的穩(wěn)壓器模型等效電感Lvrm的最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲,并將該最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲的時(shí)間點(diǎn)定義為時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn);
2e)令各子區(qū)間對(duì)應(yīng)的穩(wěn)壓器模型等效電感Lvrm的最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲均小于已給定的板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)的噪聲容限Vripple,再利用各最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲及給定的板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)的噪聲容限Vripple,推導(dǎo)去耦截止時(shí)間Troff,得到板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域去耦時(shí)間范圍為[Tr,Troff];
(3)根據(jù)步驟2a)中建立的穩(wěn)壓器模型,計(jì)算穩(wěn)壓器模型在板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域去耦時(shí)間范圍[Tr,Troff]內(nèi)的時(shí)域瞬態(tài)阻抗Zvrm(t);
(4)選擇待去耦板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn):在所有的時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn)中,選擇穩(wěn)壓器模型的時(shí)域瞬態(tài)阻抗Zvrm(t)大于板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域目標(biāo)阻抗Ztime_tar的時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn),作為待去耦板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn);
(5)選擇板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)去耦電容,實(shí)現(xiàn)步驟為:
5a)計(jì)算給定電容庫(kù)中所有電容在待去耦板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn)中最小時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn)處的時(shí)域瞬態(tài)阻抗,得到給定電容庫(kù)中各個(gè)電容最小時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn)處的時(shí)域瞬態(tài)阻抗;
5b)從各個(gè)電容最小時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn)處的時(shí)域瞬態(tài)阻抗中選擇最小時(shí)域瞬態(tài)阻抗對(duì)應(yīng)的電容作為備選去耦電容;
5c)判斷選擇的備選去耦電容的數(shù)量:若選擇的備選去耦電容為一個(gè),則將該備選去耦電容作為去耦電容,并執(zhí)行步驟5d);若選擇的備選去耦電容為多個(gè),則從這些備選去耦電容中選擇時(shí)域瞬態(tài)阻抗曲線平緩的電容作為去耦電容;
5d)計(jì)算最小時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn)處所需的去耦電容的數(shù)量NC;
5e)對(duì)除最小時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn)的其他待去耦板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn),重復(fù)執(zhí)行步驟5a)~5d),得到其他待去耦板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)時(shí)域去耦時(shí)間點(diǎn)處所需的去耦電容及去耦電容數(shù)量NC;
5f)將所有去耦電容并聯(lián),實(shí)現(xiàn)對(duì)板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)去耦設(shè)計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲的板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)去耦設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟1c)中所述的去耦電容模型的時(shí)域瞬態(tài)阻抗Zcap(t),其計(jì)算表達(dá)式為:
其中,C表示去耦電容模型的電容,L表示去耦電容模型的電感,R表示去耦電容模型的電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲的板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)去耦設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟2c)中所述的穩(wěn)壓器模型等效電感的時(shí)域瞬態(tài)阻抗ZvrmL(t),其計(jì)算表達(dá)式為:
其中,Lvrm表示穩(wěn)壓器模型的等效電感。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于最大時(shí)域瞬態(tài)噪聲的板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)去耦設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟(3)中所述的時(shí)域瞬態(tài)阻抗Zvrm(t),其計(jì)算表達(dá)式為:
其中,Lvrm表示穩(wěn)壓器模型的等效電感,Rvrm表示穩(wěn)壓器模型的等效電阻。