PDN Analyzer - 電流密度解析ツール

Power Distribution Network Is Not So Complicated - JP

Whitepapers PCB設計者のためのPDNの基本はじめに PCB設計者が「PDN」や「電力分配ネットワーク」という言葉を聞くと、ボード線図やら、呪術的なテクニックやら、何か不可解で恐ろしいものを思い浮かべるかもしれません。実際には、PDN性能を左右するPCB設計の側面の多くは単純であり、それと同様に、PDNの目標は単純です。本稿では、一般的なPDN設計のさまざまな側面と、PCB設計者がそれをコントロールする方法について解説します。全体的な目標: すべての負荷に十分な電流と電圧を供給する電力分配ネットワーク(PDN)の基本的な目標は、非常に単純です。つまり、すべての負荷に、それぞれが動作要件を満たすのに十分な電流と電圧を供給することです。PDNの全体的な設計(電圧レギュレータ、オンダイ型デカップリング、パッケージング、コンポーネントの実装など)は、特別な訓練と経験を要する非常に難易度の高い技術ですが、PCBのPDN性能の最適化は、それほど複雑ではありません。PCB設計者ができることは限られているからです。本稿では、作成したPCBデザインがすべての負荷に十分な電流と電圧を確実に供給できるようにするために留意すべきPCBレイアウトのポイントを説明します。要件1: ソースと負荷の間に十分なメタルが存在するソースと対応する負荷の間に十分なメタル(通常、銅箔)を確保することは、PDN設計の要です。幸いなことに、その方法については、手ごろな価格で入手できるIPC-2152が分かりやすいガイドラインを提供してくれます。IPC-2152の仕様によって、最大推定電流と許容温度上昇が与えられたときの、電源シェイプに必要な最小幅が分かります。しかし、残念ながら、IPC-2152のみを使用して設計すると、設計の問題に気づかないまま、オーバースペックな基板を設計してしまうことになります。 (※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐAltium Designerの拡張機能である PDN Analyzer の無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！

PDN ANALYZERユーザーガイド

Guide Books PDN Analyzerユーザーガイド DCパワーインテグリティー（PI-DC）の目的デジタル設計の密度と複雑さがますます増大する中、設計での決定が電源分配ネットワーク（PDN）の電圧や電流に及ぼす影響について完全に理解することは、これまで以上に困難かつ重要になっています。今日のPCB設計者は、PDNの問題の解決を、物理的な試作を使った設計後の作業として捉えるのではなく、PDNの問題を設計時に正確に特定し解決する方法を必要としています。 Altium Designer®に付属のCST®による電流密度解析ツールPDN Analyzerでは、経験レベルに関係なく、あらゆるPCB設計者にとって親しみやすく直観的なプロセスでPDN解析を行えます。このガイドブックでは、順を追ってPDN Analyzerの初期設定について解説します。物理的な試作に依存せず、設計時にPDNを快適に最適化できるようになります。設計時のPDN解析の必要性電圧ソースから負荷までの銅箔が十分であることを、今はどのようにして確認していますか? プレーンは、適切な電圧範囲を負荷に提供していますか? 通常のPCB設計プロセスでは、これらの問いへの答えは、しばしばありません。通常、エンジニアは、確立された基準を当てにして、うまく行けばPDN問題を回避できるよう、控えめな値を採用します。このように当て推量に頼っていると、試作で把握しきれない場合、製品の信頼性や評判を損なう大失敗に至る場合があります。全ての設計は、基板上のチップに対する適切な電力消費要件を満たす必要があります。この際に最も重要なステップは、DC電源供給に十分な銅箔を提供することです。電力消費のチェックや最適化が行われないと、IRドロップが発生します。すると、電源やGND-shapeの抵抗によって電圧が消費され、電圧を最も必要とする負荷まで行き渡りません。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐAltium Designerの拡張機能である PDN Analyzer の無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！

Webinars 2018-03-14 PDNA 2.0 - JP - Webinar - APAC - EXSCvid

パワーインテグリティーにまつわる5つの俗説

Thought Leadership パワーインテグリティーにまつわる5つの俗説パワーインテグリティーは新しいものではありませんが、現在ますます注目が高まっており、今後も関係者の一番の関心事であり続けるでしょう。製品の高速化と小型化の傾向が継続するなか、もはや1 ミリも無駄なスペースはありません。設計はこの事実を踏まえて進める必要があるでしょう。業界に2 ～3 年以上従事されている方であれば、パワーインテグリティーに関する下記の俗説を耳にされたことがあるかもしれません。銅箔を使え皆さんは、「銅箔は使えば使うほどよい」と教えられたかもしれません。銅箔の流し込みを行うだけで、パワーインテグリティーに関連する問題は、すべてとは言いませんが、その大半が解決します。ただし、これに当てはまらない場合もあります。たとえば、熱に関係する問題は解決するものの、浮島や半島が残るといった他の問題を引き起こす場合です。無害に見えるものの、浮島や半島は特定の共振周波数を持っており、一定の状況下で障害を引き起こします。こうした障害はランダムに現れることもあるため、正確に特定して修復することは極めて困難です。これを呪いか何かのせいにする前に、銅箔の流し込みによって浮島や半島が発生していないかどうかを必ず確認しなければなりません。それを怠ると、設計を断念して、レイアウトをやり直すはめになります。他に考慮すべきことはコストでしょう。これはエンジニアの頭にいつもあることではないかもしれません。銅箔は安価なものではありません。特に予算の制約がある今、やみくもに余計なプレーン層を追加するわけにはいきません。過大設計は高額になってしまいます。 IPC-2152は絶対に外さないこれは皆さんが驚かれることかもしれません。確かにIPC-2152 は重要であり、許容範囲の温度上昇に対して配線幅を最小化するという手段で問題を回避する際の手引きとなります。ただし、そのためにIPC-2152 を適用すると、電力配電回路網に必要以上のスペースを割り当てざるを得なくなります。つまり、貴重な面積が占領され、設計のレイヤーが増えてしまいます。 IPC-2152 はいつでも使える優れたツールであり、効率的な電源供給の設計には有効ですが、むやみに適用すべきではありません。パワーインテグリティーツールとともにIPC-2152 をもっと慎重に使用すれば、電力配電回路網の面積を削減しながら、製造に向けて安全に設計を進めることができます。ビアが多くなり過ぎることはない精通している方であればお気づきかもしれませんが、IPC-2152 はビアとなるとあまり適切ではありません。配線幅と同様に、IPC-2152 はかなり保守的であり、基板には大きめのビアが必要以上に形成される可能性があります。銅箔に大きな穴が開いてしまっては問題でしょう。つまり、電流が使う面積が減るために電流密度が増加し、結果として温度が上昇します。それだけでなく、残りの設計に割り当てられるはずの面積が奪われ、特に最後の10% の基板の配線を完成させるのが困難で時間のかかる作業になってしまいます。他のIPC-2152

わずか4つのステップで電源分配ネットワークを最適化する方法

Thought Leadership わずか4つのステップで電源分配ネットワークを最適化する方法最近の設計者は、電源分配ネットワーク（PDN ）インテグリティという、従来考える必要のなかった問題に直面しています。私たちは皆、何十年もの間、シグナルインテグリティーの必要性を感じてきましたが、その間、パワーインテグリティーは、脇に置かれてきました。従来は、専用の電源プレーンを使用するスペースが多くありました（動作に必要なものをデザインに容易に含めることができました）。しかし、設計の物理的な制限を押し広げ、より小さなフォームファクターに、より多くのコンポーネントを詰め込み続ける中、フォームファクターの縮小を続けながらPDN を最適化する方法が必要となっています。物理的な試作やシミュレーションのエキスパートに頼らないで、設計環境で直接、電源プレーンの形を最適化できれば、どうでしょう? PDN Analyzer powered by CST^® は、Altium Designer ワークスペース内でPDN インテグリティーへの道を提供します。従来は非常に長く骨の折れた解析プロセスを、単一の設計環境で完了できる複数のステップに分割できるようになりました。リアルタイムで変更を行い、解析を再実行できます。 PDN Analyzer を使って、わずか 4 つのステップで簡単に PDN を最適化できる方法を説明します。

DC Analysis of a PDN: Essentials for the Digital Designer

Whitepapers デジタル設計者に不可欠なPDNのDC解析はじめに電源供給ネットワーク(PDN)のDC解析は、通常「IRドロップ」、「DCパワーインテグリティ」、「PI-DC」と呼ばれますが、以下の基本的な問題について、デジタル(またはアナログ)設計者が解説します。各負荷に十分な電圧を供給するため、ソースと負荷の間に十分な銅箔を配置しているか？電源、GND領域が十分か？ビアの数、またビアの大きさは十分か？ PDN shape(領域)をうまく最適化できるか？デザインのどの部分が最も過熱しやすいか？ GND shapeに何かを接続したか？多くのデジタル設計者は、精密なシグナルインテグリティ解析の必要性や、PDNのAC関連要素(例えば、デカップリングコンデンサーがいくつ必要か)を理解することの重要性は認識していますが、DCのPDN(PI-DC)解析にはほとんど目を向けません。しかしながら、PI-DC解析は、設計の品質の基本的理解を可能にし、高価な設計の基板面積やレイヤーを節約してコスト効率の高いデジタル設計を実現できるので、やはり重要です。PI-DC解析が答えられる基本的な問題は、比較的単純です。例えば、「各負荷に十分な電圧を供給するため、ソースと負荷の間に十分な金属(この場合はほぼ例外なく銅)を配置しているか？」といったものです。しかしながら、今日の小型化された統合設計の世界では、この問題に正確に答えることで、成功と失敗の違い示すことができます。つい最近まで、デジタル設計はデスクトップPCと大型サーバーなど、ラージフォームファクターによって左右されていました。それらの設計では、金属レイヤー全体を電源供給専用にして、電源と負荷の間の電圧降下を最小限に抑えることができました。電力供給に十分過ぎる領域が割り当てられた場合、保守的な経験則を使用した見積りでは、領域の大きさはあまり問題にはなりませんでした。デジタル設計者は、電源供給shapeを最適化して、その領域とレイヤーを最小化することについてほとんど考えることなく、DC電源の供給が「十分」であることのみ確認していました。そのような時代は終わりました。サーバーの設計ですら非常に高密度になり、基板面積は、過度に保守的な設計慣習によって無駄使いできない貴重な要素になっています。電源供給用の金属が全て「不可欠」である現在、レイヤーを追加したり基板サイズを大きくする余裕はありません。PI-DC解析は、電源供給金属が十分であるだけでなく、必要であることを確認する非常に高度な機能です。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐAltium Designerの拡張機能である PDN Analyzer