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标题: 溺死在Jimmy培训的菜鸟——《电源完整性设计》培训心得 [打印本页]
作者: hi_yjs    时间: 2013-3-31 01:24
标题: 溺死在Jimmy培训的菜鸟——《电源完整性设计》培训心得
本帖最后由 hi_yjs 于 2013-4-6 21:25 编辑   m5 M2 f; z, u5 e( Y" |+ x" S
" r4 y5 ?2 n. r0 ^5 }
原本的偶，在浴缸里扑腾几下，没被淹死，就以为自己会游泳了~& N- Q. D% z. [( q+ R: @$ w: x
这次参加Jimmy的培训，一个一个的巨浪打过来，才明白什么叫知识的海洋……+ r5 [* D" @3 l9 ?! N
这次主讲是92年的肖美女~- Q5 G* g* h/ O, c7 M
自卑啊~人家美女这么年轻，就已经如此有气场了~, V: q1 ^( ?* Y$ S% G5 Q
而且讲得也非常有条理、深刻……& d9 y7 R( a1 m% T) T: h
比较有感觉的就是，不墨守陈规，敢于突破教条，懂得灵活变化……. `0 L5 i6 t' p  U
这也在于“知其所以然”！如果只是知其然，必不敢，也不懂得去灵活的变通。
! y! A" t/ G/ I. Q只有知其然亦知其所以然，才懂得、敢于去变，去优化~4 I: V" H( S& ^1 Z! e: s# {7 q
. ]. d' U, }# G; C9 [( g3 L7 ~) r
OK，废话说得有点多了~
: L5 q1 _! [5 x下面，偶就跟大家分享一下，偶这次培训的笔记~9 s, d6 s5 c, P* J+ K- [  _
纯属抛砖引玉~! L) m% G7 E7 H/ f( Q- {% i
) o% M) P6 f4 ~+ P0 D2 ^
一、何谓电源完整性设计
  V8 i3 o. N( d& W* e     电源完整性设计研究的是电源分配网络PND（既从电源的源头-稳压芯片-平面-芯片引脚到芯片内部这么一个网络）。
( g, r# p1 J2 Z
0 H! j+ ^/ e! s9 ~二、电源完整性的目标
/ Q- P' b3 _0 D. ]8 A     电源完整性设计就是要把噪声控制在允许范围内，保持芯片焊盘上的电压稳定。
5 c- ~* u+ ~7 Y5 g   
  a3 \' g, O" n     如何做到这点呢？这就要求我们知其所以然了——噪声从哪来？通过控制哪些量能控制噪声呢？$ u- Z) K: a: u( Y- b
     电源的波动，其实是由芯片内部造成的！
" W6 \. \0 s0 \     芯片内部状态转换过程，电流必定会产生变化，而这个变换就导致了纹波的产生。+ h8 _% P2 m/ G; {2 r0 D
     这个电流的变化是不可避免的！那么根据欧姆定律我们要让波动保持在一定范围内，就只有让阻抗尽量低！4 g3 x9 F; A5 p4 e6 g; i
& E1 b! G, U) f3 e4 r
三、电源完整性的实现方法
1 X5 b% N$ Z' A0 y      1、电源模块& V6 O+ ^9 g2 y4 r  n: o5 T8 O& B
            电源模块一般靠近板边、电源入口摆放。
0 X/ d4 s1 w; U. W" ]/ f            但也不要教条地就认死这一规则。如果某电源模块，只是给单独一芯片而不是整板供电，自然就放在芯片附近即可。4 E: D" z6 i, k5 N7 |: I
       2、内层平面
* ~. N3 B* i1 {6 O. v             尽量使电源层有紧耦合的参考地平面。这其实本身就相当是一个电容，比外接的电容要强大的多~, c/ C! ?, [  {$ v/ `1 G' q
             叠层时一般都是对称的，并保证至少有一个电源与地紧挨着。
4 Z; k6 \1 S  L/ q             两个压差较大的电源平面不允许在一起。
0 n& H' \) q( c       3、多种电源的分割
! m5 C! O2 T: F' M( X$ z             分割后的电源平面要尽量规则。这不是为了美观，而是为了避免出现瓶颈。. [# h/ u  a8 k4 d" k) F7 I7 Z
             不要将没有联系的平面之间形成交叠，空间上也不允许重叠。# s& B. X% C0 {
             即分割后的相同平面（如模拟或者数字）无论在哪一层的投影都应该是形状相同，位置相同的。
6 j6 x5 a* R% o) M  W% R$ {2 E" O! ^             1Oz铜厚时1mm的线宽能通过的电流分别为：表层1A，内层0.5A。4 U. X1 w$ _6 b5 `6 u, b% E7 k
             VIA则按孔的周长来等效走线宽。如0.25mm的孔，周长为0.25*3.14=0.785mm,可通过的电流为0.785A.
8 W6 E: ?2 t$ B# V; m4 ?8 x        4、供电芯片& z. j5 H3 I0 G' {% b1 [9 I
              大电容谐振频率低，滤波半径较大，可放在芯片周围；
7 A2 ?* l- Z2 D8 _: b. g              小电容谐振频率高，滤波半径较小，必须靠近芯片引脚摆放。
7 z' e- ^8 U- p- l. E, N! r7 Z             为了降低电容的等效电感，可以采用多个相同容值电容并联的方式进行滤波。并且摆放是要正反交错，以让电感相互抵消。) @- H$ ~2 |; p7 N3 P
8 M" Y; |" i6 f" l$ w% I" ], K

$ {  j0 S6 C. D8 B上面我就回顾、总结一下，偶这菜鸟在这知识巨浪里头，偶尔挣扎着吸取到的一些东西。
2 F$ }' C. O, v; g2 O% r4 `3 A. L不够完整，甚至可能会有些理解上的偏差，还望各位多多指教~
7 ^1 s# n' o- |2 v下面我想用本次培训的几道思考题作为结尾：
7 o( H: h4 r% W) M1、为什么大电容可以放在距离芯片较远的位置，小电容要尽量靠近芯片管脚放置？0 u+ W9 W2 w$ M0 O
2、如何估算线宽和过孔的过流能力？
  c6 ^. F( h: \% Z3、叠层是否是走线层越多越好，只要保证电源能连通就可以？
7 ~# ?. r, @' f; d' Z. V1 D4、为了降低电容的等效电感，可以采用多个相同容值电容并联的方式进行滤波？
6 g  A4 F4 p( g6 ~  B4 q
6 |  G; X1 R7 K# a6 n" e

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1.png
作者: chensc    时间: 2013-3-31 12:45
狂顶！
作者: 女、未嫁    时间: 2013-3-31 12:51
写的不错
作者: 下沙2012    时间: 2013-3-31 21:13
顶一个
作者: yzl1128    时间: 2013-4-1 08:17
寫得不錯，學習喲
作者: flywinder    时间: 2013-4-1 08:40
不错，赞一个
作者: 毒女    时间: 2013-4-1 08:50
辛苦
作者: 李泽尚    时间: 2013-4-1 09:31
LZ，92年的肖美女也在论坛里哦，试着将她挖出来嘛，年轻貌美又有实力，多好啊~~~
作者: hi_yjs    时间: 2013-4-1 09:53
李泽尚 发表于 2013-4-1 09:31
9 \: V5 l! J% d$ e0 \; L. o  x4 E/ f7 qLZ，92年的肖美女也在论坛里哦，试着将她挖出来嘛，年轻貌美又有实力，多好啊~~~
& i; d; e9 ~. I+ O9 D
你认为偶发这篇文章是干嘛的呢？{:soso_e144:}
- v3 I3 A( t/ p1 F还不就是为了吸引肖美女过来~{:soso_e144:}
作者: 黑牛    时间: 2013-4-1 10:01
有美女一定要頂,也學習了
作者: lequwudi    时间: 2013-4-1 10:15
谢谢分享！
作者: ∵蓝星风痕∴    时间: 2013-4-1 10:48
顶楼上的想法！！！
作者: 慕小北    时间: 2013-4-1 10:48
我们老板临时要我们周末两天都加班，产品要赶出来去参展。然后清明放四天假。
  C2 G/ P! j2 C3 ~相当悲催的我
作者: hi_yjs    时间: 2013-4-1 22:46
慕小北 发表于 2013-4-1 10:48
, V) ^: k, t  ~8 r' Q/ l' F) w, F我们老板临时要我们周末两天都加班，产品要赶出来去参展。然后清明放四天假。" k2 r5 `* y" n3 ~! Z: g& r
相当悲催的我
% X' b  L1 S! C" a6 b- [6 j
显然你被你们老板忽悠了——本来清明就有三天假，你加了两天班，应该有五天假~
作者: qinxidong031    时间: 2013-4-1 23:04
学习了，谢谢分享！
作者: lht-tz    时间: 2013-4-2 11:52
我需要巨浪
作者: ying9621    时间: 2013-4-2 12:32
作者: yuhuaxiang12    时间: 2013-4-2 13:00
在深圳就是好啊
作者: 冠少H    时间: 2013-4-2 15:09
如果有图片的话就更好理解了
作者: 自由天空    时间: 2013-4-3 12:34
谢谢分享{:soso_e163:}
作者: hi_yjs    时间: 2013-4-6 21:26
冠少H 发表于 2013-4-2 15:09   n! b0 `% D7 W) J3 L8 E, N. t
如果有图片的话就更好理解了

+ N/ ~" p& u+ Q3 i' F! X2 B偷了Jimmy老大一个图，放上去了~
作者: wangjing    时间: 2013-4-7 10:29
不错！
作者: flywinder    时间: 2013-4-7 11:59
突然发现这样打孔的画，芯片管脚也是直接接到电源层，没经过电容滤波$ M! A% G- I+ N

& b* E! p. H0 e# i7 W" m/ [: r/ @8 Z/ m6 v) \) {7 l7 G- i
作者: 毒女    时间: 2013-4-7 17:13
flywinder 发表于 2013-4-7 11:59
% m: }& R& K8 a+ u突然发现这样打孔的画，芯片管脚也是直接接到电源层，没经过电容滤波
2 }/ X7 R) z2 x" D) t! N

6 @! W5 ^  |& l3 D( d8 \9 T+ O不对，要把线连接起来，再在电容上面打个电源孔 这里有空间打二个。大ic不要打孔
作者: lisaliang0520    时间: 2013-4-9 11:20
92年的 现在才20-21周岁 厉害  
作者: lisatm    时间: 2013-4-10 09:08
不错！谢谢分享！
作者: lisatm    时间: 2013-4-10 09:27
芯片内部状态转换过程，电流必定会产生变化，而这个变换就导致了纹波的产生。+ ?' F$ T4 w0 c) c; S1 |$ u9 }
     这个电流的变化是不可避免的！那么根据欧姆定律我们要让波动保持在一定范围内，就只有让阻抗尽量低！
6 \+ a3 j' b0 I2 D8 o; C
* ?% r0 k  [: D* F6 P请教：  电流变化是不可避免的，但为什么是让阻抗尽量的低，才能够让波动保持在一定范围内。( y0 A+ y/ f2 j: c0 f7 w* m

- C8 {8 X. i& ~; H0 X6 l            怎样才能够做到让阻抗尽量的低？5 W, o1 y2 R2 d1 y7 o
: @! R5 V% h2 j# s
谢谢！
作者: hi_yjs    时间: 2013-4-10 09:37
lisatm 发表于 2013-4-10 09:27 - ?" K  N4 u& `2 I8 F. I0 r8 V
芯片内部状态转换过程，电流必定会产生变化，而这个变换就导致了纹波的产生。0 Z/ K. A$ G- ~2 r; |
     这个电流的变化是不可避 ...

- K) H; d: z8 a; v1 x3 z4 K4 g, w根据欧姆定律V=IR,既然I我们无法控制，自然就只能控制R啦~7 c5 M2 i! x2 U4 ^5 D* i9 {% F
文章后半部分“电源完整性的实现方法”其实说的就是怎么降低~
作者: 易睿迅    时间: 2013-4-12 11:31
嗯，写得不错的。
作者: mankou001    时间: 2013-4-12 13:13
学习了
作者: qiye408    时间: 2013-4-13 19:16
感谢分享！
作者: 刘成华    时间: 2013-4-13 22:30
偶没看懂？
作者: sikixu    时间: 2013-4-15 08:21
写的太好了，简直是二次培训，楼主辛苦了~~~
作者: lhm706    时间: 2013-4-15 15:00
，学习了
作者: 471264576    时间: 2013-4-15 21:49
想知道 jimmy老师是如何讲课   YY吗   
作者: myq001314    时间: 2013-5-10 11:30
太牛了。。。都是好人才》》
作者: xia780975725    时间: 2013-5-13 16:03
谢谢分享，学习学习了
作者: wudi20060501    时间: 2013-5-13 20:33
感谢分享！
作者: 4cwebber    时间: 2013-6-7 20:23
顶起啊，谢谢分享
作者: GLJ2564    时间: 2013-6-8 16:17
顶起
作者: hnhjw    时间: 2013-6-9 08:32
lisatm 发表于 2013-4-10 09:27 * x( P6 C; x; ?: n& q
5 ?5 @7 }3 d7 E8 y1 f芯片内部状态转换过程，电流必定会产生变化，而这个变换就导致了纹波的产生。
; P. }! {# p: |$ S: ]     这个电流的变化是不可避 ...
) I$ }3 s8 S) d6 K+ ]; G  q
1 b- e4 S. a* a0 t6 c$ E7 ?( T" x根据欧姆定律V=IR,既然I我们无法控制，自然就只能控制R啦~6 y9 i2 b4 L% o3 T, \& T: _9 e- `7 k) T
文章后半部分“电源完整性的实现方法”其实说的就是怎么降低~, L* J, X3 X) X
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------* K! y1 B& m- D4 Q. D4 r$ Y
个人觉得应该是放电时间变长了，自然纹波平滑了。
作者: elover    时间: 2013-6-25 19:35
hnhjw 发表于 2013-6-9 08:32
% V) o9 o  ]; A. b7 m3 Q* }lisatm 发表于 2013-4-10 09:27 * x( P6 C; x; ?: n& q) X$ {/ V, c8 o% p, d
芯片内部状态转换过程，电流必定会产生变化，而这个 ...

% N; y: p6 P9 f7 q3 a个人意见是电容为同步开关的电流回路提供了最短的回流路径，整条回路的感抗降低(提高了对电流突变的快速电流补偿路径)，就近放置就涉及loop path和电容de-coupling 的radius。PI应该包括SSN(SSO)，ground bounce、IR drop、current density、plane resonance。
作者: lyh0739    时间: 2013-7-30 20:22
路过
作者: wangtuanhui    时间: 2013-8-2 20:05
不错的帖子！
作者: LYY699    时间: 2013-9-4 15:45
第二次回来认真看，写得真好！感谢分享！
作者: laopi_eda    时间: 2013-9-5 09:28
单看人家这参与者的讲解就令人茅塞顿开啊，那Jimmy培训效果可想而知，Jimmy大侠把培训的现场录成DVD共享下吧，花钱买都愿意啊！. B( M, ~7 |+ V) p) f

. F" N' V1 B% Q4 S! \7 e3 ]7 d或者，您出书吧...我订了~
作者: 丫丫    时间: 2013-9-6 14:47
谢谢楼主的分享，不错，继续等待有更好的资料
作者: ZHENGYUE    时间: 2013-9-22 15:04
学习了，谢谢分享！$ R! ?/ m, ~% _! Z. H! l  n( G  j
顶！！！！！！！
作者: xxp021    时间: 2013-9-23 13:25
mark。。。。。。
作者: wxn81121199    时间: 2013-9-24 14:13
写的不错
作者: meng110928    时间: 2013-9-25 11:11
学习了，电容产生的电感，有那么大么？需要交叉摆放？没听我们老板说过。（做了10几年layout）
作者: hlm08162635    时间: 2013-9-25 21:56
顶一个，学习了。
作者: 171872415    时间: 2013-10-8 18:42
厉害呀 ( ~. q6 I0 @* n& c
作者: hi_yjs    时间: 2013-10-12 19:14
laopi_eda 发表于 2013-9-5 09:28
/ j" {  x: ~0 f* U+ u/ D# R/ s% f单看人家这参与者的讲解就令人茅塞顿开啊，那Jimmy培训效果可想而知，Jimmy大侠把培训的现场录成DVD共享 ...
9 U6 ~- D% b. u  X
大师确实已经出书了~
作者: chenjf    时间: 2013-10-14 17:18
不顶不行
作者: chenjf    时间: 2013-10-14 17:21
meng110928 发表于 2013-9-25 11:11  _# f' d3 o! \1 q, g, A: u$ V
学习了，电容产生的电感，有那么大么？需要交叉摆放？没听我们老板说过。（做了10几年layout）
6 W5 E) ]  O$ [0 M7 E
多放几个电容，反复滤波，
: X' S0 T3 a  W至于电容正反交叉放置，方便抵消电感，只有极性电容了吧
作者: 啊水    时间: 2013-10-15 16:15
谢谢分享+ M( c' L4 \, O# a7 X
* N& L1 ~5 ]6 D# f, I
作者: qilinwang66    时间: 2013-10-16 12:56
作者: 金志峰    时间: 2013-10-23 17:37
文章很赞 突然想起我以前在哪个上面看见过提到过电容的这种布局 好像还被惠普申请了专利
作者: lcgjiangda    时间: 2013-11-5 16:18
受教了，这样好的资料多多的分享啊，谢谢
作者: LSM19881314520    时间: 2013-11-10 17:41
看不懂,
作者: ppyuyi    时间: 2013-11-10 18:07
谢谢分享！！！
作者: zzhzzhzzh100    时间: 2013-11-12 09:31
看啦，让我觉得自己更菜啦{:soso_e127:}
作者: 曾长林    时间: 2014-1-13 20:08
chensc 发表于 2013-3-31 12:45
5 }+ Z# n  \7 |  g1 B狂顶！
/ Z4 A7 e* l5 V" d0 w2 X
真的是好东西
作者: tianyia    时间: 2014-1-13 21:16
不错的，
作者: mchusky    时间: 2014-1-13 23:30
楼主好样的，学习了！
作者: myl593799546    时间: 2014-10-12 15:51
楼主真给力，讲得非常好，没有去过培训的谢谢你的分享了
作者: James‘    时间: 2014-11-7 18:20
缺少实际分析和理论验证。
作者: xfire    时间: 2014-11-7 23:39
92美少女求介绍
作者: zhanweiming2014    时间: 2014-11-8 13:32
都是很基本的电路知识
作者: jamesytl    时间: 2014-11-10 09:17
很实用。谢谢！
作者: wxwxw    时间: 2014-11-11 07:12
写的不错
作者: s14736154    时间: 2014-11-11 10:00
李泽尚 发表于 2013-4-1 09:31
+ ^5 h/ `. W& L) @LZ，92年的肖美女也在论坛里哦，试着将她挖出来嘛，年轻貌美又有实力，多好啊~~~
( }! s8 m" h# ?" B$ z* b
人家LZ是在讨论技术问题....不是在挖美女......
0 p3 {1 W+ H3 p  \! [: P" V& [
作者: sallyhuang    时间: 2015-4-8 15:33
LZ总结的很好，谢谢！
作者: zhangtao2    时间: 2015-4-8 17:42
对于通流的计算不知道是从哪里得来的，没有考虑温升，1mm的线宽，1oz铜厚的通流，在温升10度时的通流也不会只有要比1A大的多，通信类产品往往是按你说的来留的吧
作者: hf861004    时间: 2015-4-9 08:52
又学习了一招！！！
作者: joy_show_wb    时间: 2015-4-9 09:25
显然我还没找到肖美女在那里？
作者: 金志峰    时间: 2015-4-9 10:21
话说第二张图的电容摆放方式好像惠普还专门申请了专利的
作者: 金志峰    时间: 2015-4-9 10:21
话说第二张图的电容摆放方式好像惠普还专门申请了专利的
作者: hzkljy    时间: 2015-4-10 12:43
学习啦，写的不错呀
作者: jimmy    时间: 2015-4-10 16:04
感谢分享心得。
作者: qqtolm    时间: 2015-4-10 17:36
了解一下，
作者: pingguoyizhu    时间: 2015-4-11 22:25
强，有想法
作者: l00183298    时间: 2015-7-21 13:31
我了个去，好高深
作者: 终南孤魂    时间: 2015-8-2 15:53
楼主有心了



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