解析事例 ANSYS SIwave-PIによるパッケージおよび基板のパワーインテグリティ設計

ANSYS SIwave-PIによるパッケージおよび基板のパワーインテグリティ設計

公開日:2018年2月

3次元ICおよび2.5次元シリコンインターポーザーなどの設計において、 どのようにしてより多くのトランジスタを小型のフォームファクターに詰め込むかは非常に大きな設計課題です。これは、トランジスタ密度の増大とデバイスIOインターフェースのスループットの増加によりチップを意識したシステム設計が必要とされる傾向からも明らかです。ゲートサイズをより小さくするには、ゲート電圧をより低くする必要があるため、電源ノイズマージンが縮小します。エンジニアは高速なエッジレート(立ち上がり/立ち下がり速度)と多くのトランジスタの同時スイッチングの影響がある信号伝送を実現するため、縮小傾向にある電圧ノイズを限界内に収め、電流需要の増加に対応しなければなりません。通常、こうした課題に対応するために、エンジニアは電力供給ネットワーク(PDN)のインピーダンスを小さくする必要があります。PDNの再設計では、必要なPDNインピーダンスはミリオームまたはマイクロオーム単位にまで小さくなるため、問題は一層複雑になり、効率的なパワーインテグリティツールが必要とされています。

目次
  1. 高度なPCB設計のためのPI/SIワークフロー
  2. パワーインテグリティの課題
  3. 事例:Virtex™-4 FPGA搭載ML405テストボード
  4. 自動デカップリングコンデンサ解析
  5. まとめ

ANSYS® SIwave-PI™ は、こうした問題を解決し、デカップリングコンデンサを最適化するために必要な機能を提供する解析ツールです。さらに、ANSYS RedHawk™、ANSYS Totem™ および SIwave-PI製品を組み合わせることにより、チップからパッケージ、システムまでを網羅した包括的なPDN解析における業界最先端のソリューションを提供します。ANSYS SIwave-PIによって、特定のPDN問題を解決する方法について深い洞察を得て、チップを意識したPDN解析を行うことができます。ANSYS SIwave製品群が効率的なプリント回路基板(PCB)設計のための包括的なワークフローを組み込むことにより、研究開発チームに多大な恩恵がもたらされます。設計者が設計に際限なく時間をかけることはできないため、シームレスなワークフローの採用により生産性を大幅に高めることができます。ANSYS SIwave 製品群の価値は、効率的なシミュレーションツールであるだけでなく、高度なPCB設計のワークフローを採用したプラットフォームによって市場投入までの期間を短縮できるという点にあります。

本書は、ANSYS SIwave-PIを使用して、パワーインテグリティ問題を解決しPCBを効率的に設計する方法について説明しています。ANSYS SIwave-PIは、全体的なEMIを改善しつつ、シグナルインテグリティおよびパワーインテグリティに関する問題を特定し解決する効果的な PCB 設計ワークフローを提供します。

高度な PCB 設計のための PI/SI ワークフロー

図1.プリント基板ワークフロー
図1.プリント基板ワークフロー

PCB システムの設計では、電力供給システムが信号伝送において不可欠な役割を果たします。PCBを適切に設計しなければ、コンポーネントや伝送路で入念に行われた設計がすべて無駄になってしまいます。ANSYS SIwave では、PIシミュレーションのニーズに完全対応するためのチップ - パッケージ - システムを含む、システム全体のパワーインテグリティの高度な技術を提供しています。図1は、ANSYS SIwaveを使用したPCBの効率的な設計手法を示しています…

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