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PI解析機能

パワーインテグリティ(PI)解析で、安定した電源設計を実現

DEMITASNXのPI解析により、LSI が安定して動作するための電源設計を支援します。
インプットインピーダンス、トランスファーインピーダンス、DCIR Dropを解析することで電源供給ネットワーク(Power Distribution Network: PDN)の品質を設計段階で検証できます。

EMI設計との両立が可能

DEMITASNXのメイン機能である「EMIルールチェック」と「プレーン共振解析」と合わせてご活用いただくことで、EMI対策と並行して電源品質を検証することができます。
DEMITASNXによって、設計の初期段階からノイズと電源安定性の両方を考慮した基板設計が可能になります。
※ PI解析機能はDEMITASNXのオプション機能としてだけではなく、単体機能としてもご利用が可能です。

PI解析が必要とされる背景

近年の電子機器では、電源ラインのインピーダンスによる電圧変動やノイズ伝搬、電圧降下がLSI の誤動作や性能低下の原因となる可能性があります。
そのため基板設計では、電源供給ネットワーク(PDN)を以下の観点から評価することが重要です。

  • 電圧変動 (インプットインピーダンス)
  • ノイズ伝搬 (トランスファーインピーダンス)
  • 電圧降下 (DC IR Drop)

これらを組み合わせて評価することで、LSIに対して安定した電源供給が確保されているかを総合的に検証することが可能になります。

PI解析機能の特徴

1. インプットインピーダンスによる電圧変動の評価

LSI位置から見た電源‐GND間のインピーダンス(インプットインピーダンス)を解析することで、LSIの駆動電流による電圧変動リスクを評価します。
解析結果と設計時に設定したターゲットインピーダンスを比較することで、

  • 電圧変動が基準以下に収まるか
  • 問題が発生する可能性のある周波数帯域

を確認することができ、キャパシタ配置やプレーン構造の改善ポイントを早期に特定できます。

2. トランスファーインピーダンスによる電源ノイズの伝搬評価

LSIで発生する駆動電流による電源ノイズが、基板内の電源ネットワークを通じて他のポイントへどの程度伝搬するかをトランスファーインピーダンスとして解析し評価します。
これにより、キャパシタの配置や電源プレーン構造の最適化を検討することができ、電源ノイズの影響を抑えたPDN設計が可能となります。

※トランスファーインピーダンス: ある地点に流れる電流によって別の地点に発生する電圧の大きさを表す指標

3. DC IR Drop解析による電圧降下の評価

電源配線や電源プレーンの抵抗によって発生するDC IR Drop(電圧降下)を解析し評価します。
電流分布をもとに、LSIなどの電流消費ポイントにおける電源電圧の降下量を算出し、設計電圧が十分に供給されているかを確認できます。
これにより、電源配線幅やプレーン構造、電源供給経路の最適化を検討することが可能になります。

4. LSIパラメータを考慮した解析

DEMITASNXでは、LSIやパッケージの特性を考慮した解析が可能です。
GUIからICパッケージ内の各パラメータを設定することで、実際の動作条件に近い条件で解析を行うことができます。

DEMITASNXのPI解析機能は、PDNインピーダンス、ノイズ伝搬、電圧降下といった複数の観点から電源設計を可視化し、電子機器の高信頼化に貢献します。
DEMITASNXのPI解析機能にご興味をお持ちの方は、お気軽にお問い合わせください。

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