CPU/GPU供电网络中去耦电容的分析与优化

发布时间：2020-12-06 04:54

　　随着电子系统向着更高速、集成度更高、功耗更大、低电压和大电流的趋势发展,高速数字系统设计的信号完整性和电源完整性将面临严峻考验。在电源分配网络上引起的噪声耦合问题会严重影响到微处理器电路的可靠性和稳定性。适当地引入和选择去耦电容来应对电源供电网络设计和优化当中的挑战,已经变成解决微处理器电源完整性问题的主要手段。在传统电源供电网络的设计方法当中,去耦电容选型则主要依赖于设计者的个人经验,再辅以流片或制版后的实际测量、调整,以期最终达到设计指标。但这种方法由于周期长、费用大、重复设计的可能性高,已经越来越不能适用于竞争日趋激烈的电子工业中了。基于仿真模型的去耦电容分析方法,能在设计开始之前,就可以依据设计指标给出相应的设计指导,并跟踪整个的设计周期,确保交付生产的质量,极大地提高了设计的一次成功率,所以在现代的工业界应用的越来越广泛。本论文重点研究微处理器的电源分配网络和基于仿真建模的去耦电容分析方法。探讨了去耦电容对输出信号完整性的影响。主要研究工作成果如下:1)设计实验量化分析了电源噪声p-p值与输出信号抖动之间的关系。2)分别提取CPU和GPU电源分配网络的S参数,在频域和时域上进... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要工作及安排
第二章 电源分配网络上的电源噪声
    2.1 电源分配网络的概念
        2.1.1 电源噪声的产生原理
        2.1.2 信号的不确定延时
        2.1.3 时钟的不规则抖动
        2.1.4 噪声容限的恶化
    2.2 电源噪声对输出信号的影响
        2.2.1 实验模型的搭建
        2.2.2 加入不同输入信号对电源波纹的影响
        2.2.3 针对电源噪声对输出信号抖动影响的分析
    2.3 本章总结
第三章 CPU/GPU电源分配网络的模型分析
    3.1 CPU/GPU的PDN网络模型
    3.2 CPU/GPU电源分配网络模型的搭建
        3.2.1 网络参数
        3.2.2 CPU/GPU电源分配网络的S参数提取
        3.2.3 对模型电路的仿真
        3.2.4 CPU/GPU电源分配网络Lumped模型的建立
    3.3 本章总结
第四章 去耦电容对电源分配网络的优化
    4.1 去耦电容对电源分配网络阻抗的影响
    4.2 去耦电容的优化作用
    4.3 实际去耦电容的等效模型
    4.4 温度对去耦电容的影响
    4.5 本章总结
第五章 去耦电容的添加方法
    5.1 去耦电容选型工具的建立
    5.2 添加去耦电容的原则
    5.3 去耦电容容值和数量的确定
    5.4 去耦电容的布局
        5.4.1 运算工具的选择
        5.4.2 仿真方法及去耦电容的放置思路
        5.4.3 使用场求解工具对去耦电容的研究
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于眼图分析的数字通信干扰效果方法研究[J]. 张会,刘伯栋.  舰船电子工程. 2011(02)
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[6]3GPP LTE系统的切换机制研究[J]. 杨琳琳.  通信技术. 2008(08)
[7]低功耗、高电源抑制比基准电压源的设计[J]. 应建华,陈嘉,王洁.  半导体学报. 2007(06)
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本文编号：2900760