문서 ID: 000077121 콘텐츠 형태: 문제 해결 마지막 검토일: 2015-01-16

Altera PDN(전력 분배 네트워크) 도구, 자동 디커플링 모드로 인해 Zeff가 너무 높은 이유는 무엇입니까?

설명

Altera® PDN(전력 분배 네트워크) 도구를 사용하면 자동 디커플링 모드에서 Zeff가 너무 높아질 수 있습니다. 이는 사용자가 입력한 PCB 매개변수로 인해 비효율적인 PDN이 발생하고 해당 PCB에서 분리할 전류가 비현실적으로 높은 경우에 발생할 수 있습니다.

어려운 PCB 및 전류 매개변수의 경우 자동 디커플링 모드는 미미한 효과가 있다고 판단될 때까지 디커플링 커패시터를 계속 추가하여 수백 개의 커패시터를 생성합니다. 유사한 성능의 디커플링 방식은 훨씬 적은 수의 커패시터로 수동으로 달성할 수 있습니다.

해결 방법

수동 디커플링뿐만 아니라, 현재 요구 사항을 정확하게 추정하고 PCB를 보다 효율적으로 만들어 디커플링 부담을 줄일 수 있습니다.

다음과 같은 방법으로 PCB 전류 요구 사항을 줄일 수 있습니다.

  • Altera EPE(Early Power Estimator)에서 현실적인 전류 요구 사항 추정.
  • EPE의 로직에 대한 현실적인 "토글 속도" 수치를 입력합니다. 비현실적인 높은 토글 속도는 동적 전류 요구 사항을 크게 증가시킵니다.
  • EPE에 현실적인 로직 요구 사항을 입력합니다.
  • EPE에 실제 클럭 주파수 입력.
  • 정확한 전류 요구 사항 추정을 위해 Quartus® II 소프트웨어(Power Play 전력 분석기) PPPA 및 .vcd 시뮬레이션 항목 사용.
  • 공유 전원 공급 장치 레일에 대한 RSS(Root Sum Squared) 평균을 고려합니다. 이 방법에 대한 자세한 내용은 PDN 도구의 "소개" 탭을 참조하십시오.

PCB는 다음과 같은 방법으로 보다 효율적으로 만들 수 있습니다.

  • 유전체 두께를 줄여 전원(PWR) 및 접지(GND) 평면 쌍의 평면 간 커패시턴스를 증가시킵니다.
  • 표면적을 늘려 PWR 및 GND 평면 쌍의 평면 간 커패시턴스를 증가시킵니다.
  • PWR 및 GND 평면 쌍을 FPGA가 실장된 PCB 표면에 더 가깝게 이동시켜 FPGA로의 루프 인덕턴스를 줄입니다.
  • 고주파 디커플링 커패시터를 평면에 가장 가까운 PCB 표면에 배치하여 PWR 및 GND 평면 쌍으로 루프 인덕턴스를 줄입니다.
  • VOE(Via On End) 커패시터 실장 토폴로지 대신 VOS(Via On Side)를 사용하여 고주파에서 도움.
  • 초저(유효 직렬 인덕턴스) ESL 실장 커패시터를 사용하여 고주파에서 도움. 예를 들어 X2Y 패키지 스타일입니다.
  • 저주파에서 도움이 되는 초저(유효 직렬 저항) ESR 벌크 커패시터를 사용하여,
  • 더 적은 ESL로 더 큰 비아를 고려합니다.

현실적인 도구 입력을 통해 디커플링을 더 쉽게 달성할 수 있습니다. 다음 요소는 Ztarget의 계산에 영향을 미칩니다.

  • 동적 전류가 증가하면 Ztarget이 감소하고 디커플링을 달성하기 어렵습니다. 위의 지침을 참조하십시오.
  • 사실적인 노이즈 입력" 또는 잔물결 수치를 PDN 도구에 입력합니다. 노이즈 지수는 PDN 도구의 "소개" 탭에 있는 장치 및 레일 관련 표에서 가져와야 합니다. 장치 데이터시트의 DC 사양을 사용해서는 안 됩니다. 비현실적인 리플 요구 사항은 Ztarget을 감소시키고 디커플링을 어렵게 만듭니다.
  • 현실적인 과도 % 수치를 PDN 도구에 입력합니다. 비율 % 수치는 PDN 도구의 "소개" 탭에 있는 장치 및 레일별 표에서 가져와야 합니다. 비현실적인 과도 % 요구 사항은 Ztarget을 감소시키고 디커플링을 어렵게 만듭니다.

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