PCB设计技巧：如何避免IR Drop，优化电源路径分析

"CADENCE_PCB设计同步分析方法用于避免IR Drop，优化电源设计，这是六个隐藏技巧中的第一个。作者JiefuWu在2020年9月发布的SPBV17.4版本中介绍了这一主题，强调了电源供应环境的重要性，并提供了利用Allegro的In-Design Analysis (IDA)功能进行分析的步骤。" 在电子产品的PCB设计中，避免IR Drop（电压降）是确保设备正常运行的关键。IR Drop是由于电流通过具有电阻的路径时导致的电压损失，可以比喻为血液循环系统中的血管阻塞。在PCB中，电源源相当于心脏，组件是器官，而电源路径则是血管。当电源路径的电阻过高或路径设计不合理时，就可能出现IR Drop，导致组件无法正常工作。 IRDrop的主要挑战包括： 1. 长距离的电源路径，增加电阻损耗。 2. 狭窄的电源走线，导致更高的电阻。 3. 过小的电源过孔（VIA）或数量不足，影响电源层间的传输。 4. 铺铜平面在通孔密集区域被切割，形成类似瑞士奶酪的结构，增加局部电阻。 传统上，设计师依赖经验和第三方工具，如Saturn PCB Design，来评估电源平面和走线。然而，这种方法可能存在疏漏，尤其是在设计任务繁重或设计者经验不足时。为了避免这些问题，CADENCE的Allegro IDA功能允许在设计过程中实时分析IRDrop，帮助设计团队及时发现并优化电源路径，确保电源供应的稳定性。 使用IDA进行IRDrop分析的步骤可能包括： 1. 创建电源网络模型，定义电源路径和负载。 2. 设置分析参数，如电流需求和材料属性。 3. 运行模拟，查看电压降分布。 4. 根据分析结果调整电源走线宽度、过孔大小和数量，以及优化电源平面布局。 5. 反复迭代，直至满足IRDrop的容限要求。 通过这种方式，设计者可以确保在PCB设计阶段就解决IRDrop问题，从而提高产品的性能和可靠性。对于没有足够经验的设计师，利用这样的工具可以显著减少错误，提高设计质量。因此，了解并熟练掌握CADENCE的IDA工具是现代PCB设计不可或缺的技能之一。