跟着超大规模集成电路工艺的开展，芯片作业电压越来越低，而作业速度越来越快，功耗越来越大，单板的密度也越来越高，因而对电源供给体系在整个作业频带内的安稳性提出了更高的要求。电源完好性规划的水平直接影响着体系的功能，如整机可靠性，信噪比与误码率，及EMI/EMC等重要方针。板级电源通道阻抗过高和同步开关噪声SSN过大会带来严峻的电源完好性问题，这些会给器材及体系作业安稳性带来丧命的影响。PI规划便是经过合理的平面电容、分立电容、平面切割运用保证板级电源通道阻抗满意要求，保证板级电源质量契合器材及产品要求，保证信号质量及器材、产品安稳作业。
电源完好性PI与信号完好性SI的彼此影响：从整个仿真范畴来看，刚开始咱们都把注意力放在信号完好性上，可是实践上电源完好性和信号完好性是彼此影响彼此约束的。电源、地平面在供电的一起也给信号线供给参阅回路，直接决议回流途径，然后影响信号的完好性;相同信号完好性的不同处理办法也会给电源体系带来不同的冲击，从而影响电源的完好性规划。所以对电源完好性和信号的完好性地融会贯通是很有好处的。规划工程师在把握了信号完好性规划办法之后，充沛电源完好性规划常识显得很有必要。
电源完好性研讨的内容：电源完好性仿真的内容许多，但首要的几个方面如下：
1：板级电源通道阻抗仿真剖析，在充沛利用平面电容的基础上，经过仿真剖析确认旁路电容的数量、品种、方位等，以保证板级电源通道阻抗满意器材安稳作业要求。
2：板级直流压降仿真剖析，保证板级电源通道满意器材的压降约束要求。
3：板级谐振剖析，防止板级谐振对电源质量及EMI的丧命影响等。
图1 电源分配体系特性图
电源分配体系(PDS)：上图是一张经典的电源分配体系特性 图，信任咱们都比较了解。从这个图里边，咱们能够将整个电源频段分红几部分。在低频段，电源噪声首要靠电源转化芯片VRM来滤波。在几MHZ到几百MHZ的频段，电源噪声首要是由板级分立电容和PCB的电源地平面临来滤波。在高频部分，电源噪声首要是由PCB的电源地平面临和芯片内部的高频电容来滤波。咱们在做仿真的时分，对低频和高频部分的仿真精度都还不精确，真实有意义的频段首要仍是在几MHZ到几百MHZ这个频段。
该聊聊咱们都很了解的方针阻抗Ztarget了。笔者以为，这个方针阻抗是电源完好性仿真里的一个有用但不精确的规范。
其间：Ztarget方针阻抗
Power Supply Voltage是作业电压
Allowed Ripple 是答应的作业电压纹波系数
Current 是作业电流，现在这个值是用最大电流的1/2来代替。
咱们都知道，电源测验的时分，首要是测验纹波，噪声，可是业界现在还很难经过软件进行时域的纹波噪声仿真(一些大公司现现已过测验来树立芯片的噪声模型， 然后用这个模型直接仿真，得到的成果便是电源噪声，但现在还处于探究阶段，没有推行运用)，而是仿真电源分配体系的电源阻抗，他们的联络能够经过V=R/I来联络。因而假如仍是仿真阻抗曲线的话，测验与仿真不能构成闭环。
在衡量这个阻抗曲线是否能满意要求的时分，运用了这个方针阻抗的规范，可是细心想想，这个规范仍是有许多问题的，比方：这儿的电流多大适宜?实践的单板功耗是一个动态功耗，是不端的变的。在单板的整个频段规模里，运用一致的方针阻抗值，必定也是不合理的，应该是各个频段，规范不一样。
尽管有这些问题存在，但这个规范仍是很有用的，能够经过这个规范衡量电源平面的好坏。就如现在的时序核算，咱们基本上都是经过公式对时序进行核算，便是所 谓的静态时序剖析。尽管这个静态时序剖析对电源动摇，ISI,SSN等问题考虑不周到，也便是说核算成果不精确，但用来衡量接口时序仍是很有用的。因而笔 者以为，方针阻抗是一个有用而不精确的规范。
关于电容的材料许多，这儿只做简略介绍，下次将介绍在PI仿真里边很重要的平面板电容。
电容不仅仅是电容：在频率很高时，电容不能再被当作一个抱负的电容看，而应该充沛考虑到它的寄生参数效应，一般电容的寄生参数为ESR,ESL。串联的RLC电路在f处谐振。其曲线如下图。图中f为串联谐振频率(SRF)，在f之前为容性，而在f之后，则为理性，适当一个电感，所以在挑选滤波电容时，有必要使电容器作业在谐振频率之前。
图2 电容器在高频时的曲线图
在仿真的时分，因为现在VRM的模型基本上是不精确的，低频的滤波靠DC/DC电源转化芯片来完结，一般300K以下的低频阻抗曲线是不精确地。频率规模的上限一般取信号的截止频率fknee=0.35 /Trrise，其间Trise为信号上升时间。
可是也要理解一点，假如你仅仅做板级电源完好性仿真，最多考虑到1G就能够了，因为大于1G今后，要靠芯片内部的电容来滤波，在做板级仿真的时分，没有芯 片内部的模型，所以高频部分的仿真也是不精确的。当然了，假如您有芯片内部的信息，也能够用SIWAVE等软件做DIE-PACKAGE-BOARD的协 同仿真，高频部分也就精确了。
因而许多情况下，低频仿真不出电源负反馈、高频仿真不出芯片内电容, 咱们不要把仿真的成果作为绝对值，能够把它当作是相对值，经过去耦电容的挑选和放置、电源和地平面的切割等办法来优化阻抗。祝福各位在做仿真的时分能灵活运用。
电源地平面可被当作一个平板电容器来对待，尤其在中低频时，其ESR、ESL都很小。在这种情况下，电源、地平面作为一个去耦电容，对RF能量的按捺具有电容器无与伦比的优越性，一般电容器在500MHz以上，因为散布参数的影响，现已失掉效果，而电源、地平面帽100MHz以上直到GHz的规模内具有杰出的去耦滤波特性。
电源、地平面的%&&&&&%大略核算为：
