數字電(diàn)源管理(lǐ)和分(fēn)析軟件 – 實現電(diàn)源完整性分(fēn)析

當今大多(duō)數電(diàn)子設計都需要不同的電(diàn)源電(diàn)壓才能(néng)正常工(gōng)作(zuò)。給定電(diàn)路中(zhōng)的某些組件需要多(duō)個電(diàn)壓電(diàn)平。測試産(chǎn)品的規格是一個耗時的過程；調試過程甚至更繁瑣。因此，電(diàn)源完整性已開始發揮重要作(zuò)用(yòng)，并使公(gōng)司能(néng)夠縮短産(chǎn)品上市時間。

數字電(diàn)源管理(lǐ)和分(fēn)析 (DPM) 軟件選項可(kě)以在 5 系列 B/6 系列 B MSO 上提供自動電(diàn)源軌測量以進行電(diàn)源完整性分(fēn)析。該解決方案允許使用(yòng)電(diàn)源軌探頭同時分(fēn)析多(duō)個電(diàn)源軌，并使用(yòng)無源探頭對測量進行定序。該解決方案在設計時充分(fēn)考慮了用(yòng)戶的工(gōng)作(zuò)流程，以幫助設計工(gōng)程師滿足他(tā)們在上市時間方面的需求。此外，它還會生成自動報告，其中(zhōng)包括測量、測試結果和繪圖。

該解決方案與 Tektronix 5 系列 B/6 系列 B MSO 和電(diàn)源軌探頭相結合，可(kě)幫助工(gōng)程師測量和分(fēn)析紋波、瞬态特性、電(diàn)源定序、振幅、抖動、眼圖和定時圖，并執行測量重複性，分(fēn)析結果以提高準确性。5 系列 B/6 系列 B MSO 的多(duō)個 FlexChannel® 輸入和下一代用(yòng)戶界面使工(gōng)程師能(néng)夠同時查看波形（時域）、頻譜視圖（頻域）或兩者，從而高效地調試和分(fēn)析電(diàn)路設計。

軟件解決方案的顯著特點

客戶應用(yòng)

電(diàn)源完整性分(fēn)析發揮着關鍵作(zuò)用(yòng)，尤其在高度集成的、多(duō)種技(jì )術相互作(zuò)用(yòng)的片上系統和微處理(lǐ)器設計中(zhōng)更是如此。要查看每個直流線(xiàn)路，了解所提供的電(diàn)源是否在目标系統或裝(zhuāng)置的容差範圍内，這一點很(hěn)重要。典型應用(yòng)可(kě)以在需要電(diàn)源轉換以及在電(diàn)路設計中(zhōng)具(jù)有(yǒu)多(duō)個直流電(diàn)壓電(diàn)平的許多(duō)行業中(zhōng)找到。舉例而言，這包括下列行業：

• 移動設備、計算機和平闆電(diàn)腦

• 汽車(chē)

• 工(gōng)業

測量概述

在分(fēn)析電(diàn)源設計時，兩項最重要的測量是紋波和瞬态。但是，當我們研究當前複雜的 IC 設計時，還有(yǒu)一些其他(tā)測量也非常重要，例如電(diàn)源定序和抖動。

紋波分(fēn)析

簡單地說，紋波是指疊加在恒定直流分(fēn)量上的殘餘交流電(diàn)壓（偏移）。通常，紋波分(fēn)量的幅度相對于直流分(fēn)量而言較小(xiǎo)。

設計人員不應将紋波與系統噪聲弄混淆。測量直流電(diàn)源軌時，通過最大限度地減少示波器和探頭噪聲，可(kě)以隻看到紋波。

數字電(diàn)源管理(lǐ)解決方案允許同時分(fēn)析多(duō)個電(diàn)源軌，以減少設計和驗證期間的測試時間。8 通道 5 系列 B/6 系列 B MSO 可(kě)以一次測量多(duō)達 7 個電(diàn)源軌。

該解決方案還利用(yòng)頻譜視圖功能(néng)對紋波執行頻譜分(fēn)析。這可(kě)幫助設計人員确定紋波的來源，并有(yǒu)助于節省大量的調試時間和工(gōng)作(zuò)。

通過選擇 PWM 時鍾（如有(yǒu)），可(kě)以逐個周期進行分(fēn)析，并查看每個紋波周期的峰峰值和 RMS 值。這提供了一次采集中(zhōng)所有(yǒu)周期的統計數據。帶寬限制功能(néng)讓設計人員能(néng)夠分(fēn)析不同帶寬下的紋波數量。

DPM 解決方案的其中(zhōng)一個獨特功能(néng)是能(néng)夠利用(yòng)電(diàn)源軌探頭的功能(néng)來分(fēn)析疊加在紋波上的其他(tā)高頻噪聲。這通常稱為(wèi)“紋波上的紋波”。

電(diàn)源順序分(fēn)析

通過電(diàn)源順序分(fēn)析，電(diàn)源設計人員可(kě)以确保電(diàn)源軌在預計時間内達到導通或關斷狀态。

電(diàn)源順序分(fēn)析可(kě)同時在多(duō)達七個電(diàn)源軌上運行。将第八個來源配置為(wèi)參考輸入，以測量導通和關斷時間。這使設計人員可(kě)以測量電(diàn)源軌的電(diàn)源順序，并确保它們在要求的時間内達到導通和關斷狀态。使這些測試自動進行有(yǒu)助于在不同的負載條件下實現一緻且準确的結果。

要設置測試，請配置标稱輸入和輸出電(diàn)壓、觸發電(diàn)平和等待時間（持續時長(cháng)）。按 Power Rail Preset（電(diàn)源軌預設）按鈕，發起優化流程，軟件會優化标度設置、記錄長(cháng)度和采樣率，以實現最佳結果。導通和關斷時間顯示在結果标記中(zhōng)，并在波形上用(yòng)不同顔色标出。此外，結果還以表格形式提供。通過觀察結果表中(zhōng)的異常情況，比較并驗證有(yǒu)關等待時間的設計。

瞬态分(fēn)析

系統中(zhōng)的瞬态現象是由操作(zuò)條件或系統配置的變化引起的。瞬态分(fēn)析的重要性在于确定幹擾對系統性能(néng)的影響或它們對電(diàn)源設備造成的故障。

瞬态分(fēn)析通常包括過沖和下沖測量。就像紋波一樣，該應用(yòng)隻需幾個簡單步驟即可(kě)實現同步自動測量。先輸入每個電(diàn)源軌的基準電(diàn)壓，然後開始測試。過沖測量可(kě)獲知最大電(diàn)壓與基準電(diàn)壓之差。下沖測量可(kě)獲知最小(xiǎo)電(diàn)壓與基準電(diàn)壓之差。

為(wèi)一次采集中(zhōng)的單個周期執行此測量，或對一次采集中(zhōng)的每個周期執行此測量（周期模式）。基于系統中(zhōng)的電(diàn)源軌信号或其它信号同步多(duō)個周期。使用(yòng)統計數據、直方圖或繪圖逐個周期分(fēn)析測量結果。帶寬限制功能(néng)讓設計人員能(néng)夠分(fēn)析不同帶寬下的紋波數量。

抖動分(fēn)析

抖動測量有(yǒu)助于驗證高速側（使用(yòng) DPM 輸出為(wèi)其負載供電(diàn)）的抖動容差。常見的噪聲源包括數據信号串擾、時鍾耦合以及電(diàn)源開關噪聲（和諧波）和 SSN（同步開關噪聲）。DPM 多(duō)軌輸出為(wèi)不同負載供電(diàn)，例如 FPGA、系統/CPU 時鍾、DDR 内存、收發器等。電(diàn)源完整性 (PI) 和信号完整性 (SI) 功能(néng)相互關聯，關鍵是要知道修改 PI 可(kě)以改善 SI。功率僞影會影響高速負載。關鍵是要了解電(diàn)源噪聲會導緻高速抖動，最終導緻位錯誤，并且可(kě)能(néng)觀察到眼圖閉合情況。

例如，SI（信号完整性）工(gōng)程師可(kě)以測量為(wèi)時鍾供電(diàn)的 POL（負載點），并觀察其幹淨和打開的眼圖。如果眼圖不幹淨，并且 POL 有(yǒu)雜散，則 PI（電(diàn)源完整性）工(gōng)程師可(kě)以修改其電(diàn)源設計，以獲得更佳的靈敏度。這使 SI 工(gōng)程師能(néng)夠看到 HSS 負載的改進效果。

要設置測試，請指定抖動頻率、參考電(diàn)平和時鍾恢複。抖動分(fēn)析僅包含在 5/6-DPM 中(zhōng)，并且在 5-DPM- BAS 軟件包中(zhōng)不受支持。

PSIJ 分(fēn)析

PSIJ（電(diàn)源引發的抖動）測量作(zuò)為(wèi)一種工(gōng)具(jù)，為(wèi)高速串行 (HSS) 設計工(gōng)程師提供深入見解和信心，使其在原型設計階段進行任何電(diàn)源相關（硬件）更改之前能(néng)夠改進設計。

此測量有(yǒu)兩個目标：

• 識别由電(diàn)源軌噪聲引起的抖動
• 抑制 HSS 波形的抖動并查看信号質(zhì)量的改進

PSIJ 測量使用(yòng)抖動抑制技(jì )術将高速信号中(zhōng)的周期性抖動 (PJ) 分(fēn)量（受幹擾對象）與電(diàn)源（幹擾源）軌噪聲相關聯。抖動抑制算法從由電(diàn)源軌幹擾源引發的受幹擾信号中(zhōng)過濾出指定的頻率。HSS 設計人員可(kě)以使用(yòng)必須移除的所需中(zhōng)心頻率來配置陷波濾波器設置。建議使用(yòng)恒定時鍾恢複方法運行 PSIJ 測量。濾除電(diàn)源軌噪聲之前和之後的 HSS 頻譜圖有(yǒu)助于驗證信号質(zhì)量的改進情況。這也可(kě)以通過在 HSS 信号上添加眼圖來進行驗證。

該測量可(kě)以給出基本結果，例如眼圖高度、眼圖寬度、PJ 以及濾波前後的 TIE。

報告生成

該應用(yòng)程序允許進行設計和開發流程所需的數據收集、存檔和文(wén)檔編制。DPM 軟件可(kě)以把一輪測試中(zhōng)的所有(yǒu)結果彙編成不同格式的報告（MHT 或 PDF），包括測試通過/失敗結果，以便于分(fēn)析。