《现代电子技术》2006年第24期摘录:DDR SDRAM 控制电路电源完整性研究
-
如发现有乱码，
请直接从这里浏览原文
正文摘录:
2006年第24期总第239DDRSDRAM控制电路电源完整性研究朱磊，王跃明，刘银年(中国科学院上海技术物理研究所上海200083)型元摘要：高速数字电路对电源分配系统的可靠性和复杂性提出了很高要求。以DDRSDRAM控制电路为例，介绍电源分配系统的基本概念。采用基于系统目标阻抗的算法，用SPECCTRAQuest软件对电路的电源分配系统进行完整性仿真分析与设计。实践表明该方法不但可以设计出满足要求的电源分配系统，还能大幅提高设计效率，减少系统复杂度。关键词：DDRSDRAM；电源完整性；仿真；电源分配系统；SPECCTRAQuest中图分类号：TN702文献标识码：A文章编号：1004—373X(2006)24—027—03PowerIntegrityResearchofDDRSDRAMControlCircuitZHULei，WANGYueming，LIUYinnian(ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai，200083，China)Abstract：Highspeeddigitalcircuitsrequirehigherreliabilityandlowercomplexityofpowerdistr.hutionsystem.AccordingtothedesignofDDRSDRAMcontrolcircuit，itintroducesthebasicconceptofpowerdistributionsystem，simulatesandanalyzesthesystembasedonanalgorithmoftargetimpedanceusingSPECCTRAQuestpowerintegrityt001.Ithasbeenprovedthatdesigningthepowerdistributionsystemusingthealgorithmcannotonlymeetthedemand，butals0imDrovetheefficiencyandreducethecomplexity.Keywords：DDRSDRAM；powerintegrity；simulate；powerdistributionsystem：SPECCTRAQuest1引言随着现代电子系统复杂度和频率的增高，系统的电源分配成为PCB设计的一个主要挑战。在芯片中集成了更多的晶体管，必然要求更低的偏置电压；同时，当快速翻转器件改变状态时，通过电源分配系统的纹波噪声会随频率的变化而变化；如果该噪声过大，就会干扰板上器件，使电路不能正常工作。为了确保良好的电源分配，电源分配系统(PowerDistributionSystem，PDS)的目标阻抗(TargetImpedance)必须在一个很宽的频率范围内加以控制。电源分配系统由如下3部分组成：电压调节模块(VoltageRegulatorModules，VRM)；去耦电容(decouplingcapacitors)和电源／地平面(power／groundplanes)。高速电路的性能很大程度取决于电源分配系统能否提供稳定、安静的电源电压和电流。目前电路集成度越来越高，手工设计电源分配系统将变得越来越复杂，经常造成欠设计(引起EMI和稳定性问题)或过设计(增加系统的成本和复杂度)。因此，在设计高速电路时，利用电源完整性仿真软件，对电路进行仿真，可以很好地避免欠设计与过设计，使系统满足要求。本文以DDRSDRAM控制收稿日期：2006—08—23基金项目：总装备部项目(41321030302)电路为例，介绍了电源完整性仿真在设计电源分配系统中的应用。2控制电路的电平标准及要求DDRSDRAM控制电路选用Altera公司的StratixEPl$20F780C6作为控制芯片，DDRSDRAM是Infineon公司的HYS72D128021GR一7一B。根据芯片要求，电路需要5路电源，数字3.3V、数字2.5V、数字1.5V、数字1.25V和模拟1.5V；以及数字和模拟地平面。因此，电路需要分别设计数字3.3V、数字2.5V、数字1.5V、数字1.25V和模拟1.5V五个电源分配系统。本文采用Ca—dence公司的SPECCTRAQuestPowerIntegrity(SQPI)软件，以数字2.5V电源分配系统设计为例。3电源完整性仿真分析与设计3.1电源分配系统概述电源分配系统的关键参数是目标阻抗，其定义为：7一(PowerSupplyVoltage)×(RippleTolerance)~targetDeItaCurrent一电源分配系统必须在从直流到关注的最高频率范围内，以低于或者接近目标阻抗的系统阻抗来传输电流。要实现此目标，就必须对系统的电压调节模块、去耦电容和电源／地平面仔细设计，下面分别介绍这3个组成部分。27
正文摘录:
2006年第24期总第239DDRSDRAM控制电路电源完整性研究朱磊，王跃明，刘银年(中国科学院上海技术物理研究所上海200083)型元摘要：高速数字电路对电源分配系统的可靠性和复杂性提出了很高要求。以DDRSDRAM控制电路为例，介绍电源分配系统的基本概念。采用基于系统目标阻抗的算法，用SPECCTRAQuest软件对电路的电源分配系统进行完整性仿真分析与设计。实践表明该方法不但可以设计出满足要求的电源分配系统，还能大幅提高设计效率，减少系统复杂度。关键词：DDRSDRAM；电源完整性；仿真；电源分配系统；SPECCTRAQuest中图分类号：TN702文献标识码：A文章编号：1004—373X(2006)24—027—03PowerIntegrityResearchofDDRSDRAMControlCircuitZHULei，WANGYueming，LIUYinnian(ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai，200083，China)Abstract：Highspeeddigitalcircuitsrequirehigherreliabilityandlowercomplexityofpowerdistr.hutionsystem.AccordingtothedesignofDDRSDRAMcontrolcircuit，itintroducesthebasicconceptofpowerdistributionsystem，simulatesandanalyzesthesystembasedonanalgorithmoftargetimpedanceusingSPECCTRAQuestpowerintegrityt001.Ithasbeenprovedthatdesigningthepowerdistributionsystemusingthealgorithmcannotonlymeetthedemand，butals0imDrovetheefficiencyandreducethecomplexity.Keywords：DDRSDRAM；powerintegrity；simulate；powerdistributionsystem：SPECCTRAQuest1引言随着现代电子系统复杂度和频率的增高，系统的电源分配成为PCB设计的一个主要挑战。在芯片中集成了更多的晶体管，必然要求更低的偏置电压；同时，当快速翻转器件改变状态时，通过电源分配系统的纹波噪声会随频率的变化而变化；如果该噪声过大，就会干扰板上器件，使电路不能正常工作。为了确保良好的电源分配，电源分配系统(PowerDistributionSystem，PDS)的目标阻抗(TargetImpedance)必须在一个很宽的频率范围内加以控制。电源分配系统由如下3部分组成：电压调节模块(VoltageRegulatorModules，VRM)；去耦电容(decouplingcapacitors)和电源／地平面(power／groundplanes)。高速电路的性能很大程度取决于电源分配系统能否提供稳定、安静的电源电压和电流。目前电路集成度越来越高，手工设计电源分配系统将变得越来越复杂，经常造成欠设计(引起EMI和稳定性问题)或过设计(增加系统的成本和复杂度)。因此，在设计高速电路时，利用电源完整性仿真软件，对电路进行仿真，可以很好地避免欠设计与过设计，使系统满足要求。本文以DDRSDRAM控制收稿日期：2006—08—23基金项目：总装备部项目(41321030302)电路为例，介绍了电源完整性仿真在设计电源分配系统中的应用。2控制电路的电平标准及要求DDRSDRAM控制电路选用Altera公司的StratixEPl$20F780C6作为控制芯片，DDRSDRAM是Infineon公司的HYS72D128021GR一7一B。根据芯片要求，电路需要5路电源，数字3.3V、数字2.5V、数字1.5V、数字1.25V和模拟1.5V；以及数字和模拟地平面。因此，电路需要分别设计数字3.3V、数字2.5V、数字1.5V、数字1.25V和模拟1.5V五个电源分配系统。本文采用Ca—dence公司的SPECCTRAQuestPowerIntegrity(SQPI)软件，以数字2.5V电源分配系统设计为例。3电源完整性仿真分析与设计3.1电源分配系统概述电源分配系统的关键参数是目标阻抗，其定义为：7一(PowerSupplyVoltage)×(RippleTolerance)~targetDeItaCurrent一电源分配系统必须在从直流到关注的最高频率范围内，以低于或者接近目标阻抗的系统阻抗来传输电流。要实现此目标，就必须对系统的电压调节模块、去耦电容和电源／地平面仔细设计，下面分别介绍这3个组成部分。27
阅读此文(图): 在线翻阅