1.2 高速数字电路的PDN拓扑结构

高速数字电路的PDN拓扑结构如图1.2.1所示，主要包括VRM（电压调节模块，如DC-DC稳压器）、体电容（如大容量电容）、PCB电源板（与接地板形成PCB电源板/接地板对）和板电容（如表贴陶瓷电容和嵌入式电容）、封装电源板（与芯片内部接地板形成芯片电源板/接地板对）和片上电容、以及芯片内电源分配网络等。

图1.2.1 高速数字电路的PDN拓扑结构

PDN中的各组成部分从提供电荷的能力和速度来看，可以划分为不同的等级。VRM是PDN中最大的电荷存储和输送源，它为整个高速数字系统提供电能，包括存储在去耦电容和电源/地平面中的电荷，以及IC消耗的功率。由于VRM的结构特点（如存在很大的接入电感），它的反应速度很慢，不能提供变化率在1MHz以上的变化电流，其反应速度在整个PDN中是最慢的。体电容构成了PDN中的第二大电荷存储和输送源，其电容量范围一般为几十微法至几十毫法。体电容能够为系统提供长达数百纳秒的变化电流，由于受到自身电感和PCB等电感的影响，其反应速度较慢。SMT去耦电容的容量为几十纳法至几百微法，紧靠芯片安装，能提供短于数十纳秒的高速变化电流，反应速度较快。电源/地平面能提供数纳秒以下的快速变化电流，反应速度最快。