DesignCon2019: 优化热感知电源完整性：多级树架构与自动化分析

在DesignCon2019年Google发表的论文中，探讨了如何通过创新的方法加速热感知电源完整性设计过程。该主题聚焦于现代电子系统中的热管理挑战，特别是在高性能计算和电源分配网络(PDN)架构中。作者Songping Wu、Jingnan Pan 和 Joshua Luo来自Google和Cadence，他们分享了系统级电源分布架构(SysPD)的关键见解，以及现有的DC Power Integrity分析方法及其局限性。 首先，论文详细阐述了系统级电源分配架构(System Power Distribution Architect, SysPDA), 其中包括了从电池到系统的多级功率树拓扑结构。这种架构涉及了从SMPS (Switching Mode Power Supply) 给核心处理器供电，再到LDO (Low Dropout Regulator) 分配电压到IO电路负载，以及通过LC滤波器将功率传递到多个USB-C端口的过程。设计中考虑了如SMPS到计算负载、LDO到IO电路负载等多种路径。 在DC Power Integrity分析方面，Cadence Sigrity Power DC工具具有强大功能，可以检查实际设备上的直流电压、金属层上的电流密度或温度、功率损耗、互连线的电流承载能力以及电源和地引脚的有效性。然而，当前的工具在模拟完成后才展示PDN拓扑，无法实时跟踪设计更改，并且需要预先设置各种参数，如VRM源、负载和离散组件。 论文提出了一种新的自动化方法——DCAnalysisAutomation for Multi-level Tree Topology，旨在克服这些局限性。它可能包括自动识别关键路径、实时更新分析结果、以及简化设置流程，从而提高设计效率并减少热相关问题。此外，该方法还可能包含一个实例和工作流程，展示了如何应用这些新技术来优化设计，确保在高功率密度环境下保持电源完整性。 总结来说，DesignCon2019 Google论文的核心内容是介绍了一种创新的策略，利用自动化技术来改进DC Power Integrity分析，以便更有效地处理复杂电子系统中的热感知电源问题。这对于电子工程师来说是一个重要的指导，特别是在设计高性能、电源效率高的现代硬件时，能够显著提升设计质量和可靠性。