雙CPU電源系統(tǒng)電路參數(shù)設(shè)計與電源完整性協(xié)同仿真.pdf

1、CPU電源系統(tǒng)是計算機硬件電路的重要組成部分，而電源完整性協(xié)同仿真是保證電源系統(tǒng)設(shè)計的重要仿真分析方法。論文以一款硬件視頻加速卡為研究課題，針對雙CPU電源系統(tǒng)的大電流、大負(fù)載瞬態(tài)變化的特點，設(shè)計了雙CPU電源系統(tǒng)的電路參數(shù)。并且通過電源完整性協(xié)同仿真指導(dǎo)該硬件板卡的PCB設(shè)計。
　　根據(jù)CPU供電電路的特點和Intel設(shè)計規(guī)范VRD12.6制定主CPU電源系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)，根據(jù)從CPU的供電需求制定從CPU電源系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)。該雙

2、CPU電源系統(tǒng)采用獨立供電的方式，子板和母板通過PCIe實現(xiàn)通信。為解決大電流和瞬態(tài)變化大的工作特點，電源系統(tǒng)采用了多相PWM同步濾波的設(shè)計方法，并且通過補償控制回路實現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)，通過控制芯片實現(xiàn)過流、過壓保護電路的設(shè)計。
　　考慮自主設(shè)計CPU工作穩(wěn)定性，同時為保證PCB設(shè)計的正確性，以及電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，完成了電源完整性協(xié)同仿真，主要創(chuàng)新性工作有：
　　利用相關(guān)工具分別提取了電源分配系統(tǒng)的控制器模型、芯片金屬層模型

3、和PCB模型，在仿真工具Sigrity中利用系統(tǒng)工具搭建Die-Package-PCB協(xié)同仿真模型，利用該仿真工具，從頻域、時域和直流壓降三個角度進(jìn)行電源完整性協(xié)同仿真。實現(xiàn)去耦電容的優(yōu)化設(shè)計，指導(dǎo)PCB布局布線，使硬件產(chǎn)品的供電系統(tǒng)滿足電性能指標(biāo)。最后，對硬件板卡進(jìn)行電源噪聲測試。
　　結(jié)合測試及仿真結(jié)果，分析表明，本文所設(shè)計雙CPU電源系統(tǒng)，滿足主CPU電源系統(tǒng)1.8V輸出電壓、最大輸出電流32A，從CPU電源系統(tǒng)0.9V輸出