隨著高速數(shù)字電路向高密度,低電壓,大電流趨勢發(fā)展,電源噪聲愈發(fā)嚴(yán)重,電源噪聲對系統(tǒng)電壓和時(shí)序裕度產(chǎn)生嚴(yán)重影響,電源噪聲不僅直接影響前級驅(qū)動(dòng)器的預(yù)輸出和后級驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)抖動(dòng),還會(huì)引起內(nèi)部時(shí)序參考和時(shí)鐘分配路徑的抖動(dòng),直接降低信號(hào)的時(shí)序精度,電源噪聲引起的抖動(dòng)已成為設(shè)計(jì)高速接口的主要瓶頸之一。本文主要研究電源噪聲引起的抖動(dòng),在吸收前人研究成果的前提下,詳細(xì)的闡述了電源分配網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成;電源噪聲的產(chǎn)生機(jī)制以及對輸出器輸出的影響;重點(diǎn)研究了輸出器的端接結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)電源分配網(wǎng)絡(luò)阻抗的影響,在頻域內(nèi)推導(dǎo)了電源噪聲到抖動(dòng)的傳輸函數(shù)。其工作成果歸納如下:1.詳細(xì)的介紹了電源噪聲的分析和建模,闡述了電源分配網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成,細(xì)致的介紹了電源分配網(wǎng)絡(luò)各組成部分及其特性,分析了電源噪聲的產(chǎn)生機(jī)制及類型,電源噪聲主要分為DC IR壓降和同時(shí)開關(guān)噪聲,同時(shí)開關(guān)噪聲對抖動(dòng)和整體的系統(tǒng)有著顯著影響,緊接著介紹了電源噪聲對于輸出器信號(hào)輸出的影響及電源噪聲的仿真方法。以此為基礎(chǔ),從頻域和統(tǒng)計(jì)域內(nèi)出發(fā),闡述了電源噪聲引起的抖動(dòng)研究方法。2.針對目前高速鏈路中,為了改善高速鏈路的信號(hào)完整性,經(jīng)常對輸出器進(jìn)行端接,本文以偽漏極開路端接為例,分析該端接結(jié)構(gòu)和輸出器的狀態(tài)對于系統(tǒng)電源分配網(wǎng)絡(luò)阻抗的影響,阻抗的變化必然會(huì)影響電源噪聲的幅度,從而也不可避免的對抖動(dòng)產(chǎn)生影響,本文對此都做了仿真驗(yàn)證和討論。3.針對以往仿真抖動(dòng)靈敏度耗時(shí)很長的問題,本文緊接著以輸出器的偽漏極開路端接,提出了電源噪聲到抖動(dòng)的傳輸函數(shù)數(shù)值計(jì)算方法,并在仿真軟件中對電源軌道和地軌道噪聲引起的時(shí)序間隔錯(cuò)誤序列和傳輸函數(shù)在頻域內(nèi)做了驗(yàn)證分析,討論了端接電阻和等效電容對于傳輸函數(shù)的影響,通過專業(yè)軟件仿真驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算方法的正確性。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN79;TN86;TB53
【部分圖文】：

[45]。圖2.5 封裝電容對系統(tǒng) PDN 阻抗明顯的改善[45]由于體電容器和表面貼電容器或者者封裝級的去耦電容都需要走線連接在一起，這些走線都會(huì)有寄生的電阻和電感，加上這些電容的等效 ESR，這些會(huì)造成 PDN 的DC IR 壓降，此外，由于板級電源和地平面的存在，在一些情況下，由電源和地平面形成的電磁諧振腔可能引起一些嚴(yán)重的問題。在它們的共振頻率下，電磁諧振腔引起的電源噪聲是電路板和封裝中的主要噪聲源。3）芯片上電源分配網(wǎng)絡(luò)芯片上 PDN 負(fù)責(zé)高頻的電源噪聲，高性能 IC 中的 PDN 通常構(gòu)造為多層網(wǎng)格。在這樣的網(wǎng)格中，每個(gè)金屬化層中的直的電源/地線可以跨越整個(gè)芯片并且與相鄰層中的線正交。電源線和地線通常在每層中交替。通孔將電源（地）線連接到另一個(gè)電源（地）在重疊站點(diǎn)。芯片上 PDN 基本結(jié)構(gòu)類型有繞線型網(wǎng)格

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文28圖3.6 理想和非理想 PDN 情況下的眼圖對比[67]由于電源噪聲引起的幅度和抖動(dòng)噪聲，在考慮了 PDN 情況下的眼要要小得多。在相同的 BER 水平下，眼高從 396ps 變?yōu)?377ps，眼高變?yōu)?448mV 至 423mV，如圖3.6 所示。PDN 引起的噪聲幅度和抖動(dòng)噪聲的校正因子可以通過這兩個(gè)值之間的差來計(jì)算，這導(dǎo)致幅度校正因子為 25mV，抖動(dòng)校正因子為 19ps。如表 3.1 所示。表3.1校正因子數(shù)值噪聲幅度校正因子 電源噪聲引起的抖動(dòng)校正25mV 19ps提取眼圖校正因子方法的一個(gè)突出優(yōu)勢是能夠分離電源噪聲對抖動(dòng)貢獻(xiàn)，改善了統(tǒng)計(jì)仿真得到的抖動(dòng)忽略了電源噪聲的貢獻(xiàn)問題。這在實(shí)際中是很重要的

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