基于高端FPGA的IC验证平台的PI分析

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：

电源分配系统必须在从直流到关注的最高频率范围内，以低于或接近目标阻抗来传递电流。一个电源分布系统由电压调节模块(VRM)、Bulk电容、高频去耦电容以及电源地平面四个对象组成。它们在不同的频率范围内对目标阻抗起到决定性作用，如图1所示。

电压调节模块将一个直流电平转换成另一个直流电平。其利用一个参考电压和反馈环来探测负载处的电压，并相应调节电流大小。在直流至1kHz频率范围内，系统的目标阻抗主要由VRM来决定。图2为电压调节模块的框图。

去耦电容分为电解电容(Bulk Electrolytic Ca-pacitor)和高频陶瓷电容(High-Frequence CeramicCapacitor)。电解电容主要在kHz到1MHz频率范围内起作用，而瓷片电容则在较高的MHz频率(1MHz-400MHz)范围内起作用。其等效电路是典型的RLC串联电路。图3显示了真正的电容的阻抗特性。

电源／地平面可以近似为一个电感和有效串联电阻很小的电容。当频率很高时(大于400MHz)，就需要调节电源／地平面的结构，使系统的目标阻抗满足要求。