如何做好Power Plan?
来源:LayoutArt 发布时间:2022-04-06 分享至微信


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写在前面:早上有一朋友微信上问,怎么做好Power Plan?我大概聊了聊我自己的一些看法。

虽然各种各样的芯片差别很大,但基本原则差不多。我一般会分关键模块,比如高速模块,会单独供电,osc或vco类也单独供电。

Power Plan考虑的基本原则:静和动,数字和模拟,电流大小,还有是否串扰等等。

举个串扰的例子,比如做蓝牙或其他类似的芯片,接收端RX比较敏感,发送端TX功率大,容易通过电源和地影响到RX,电源一般会分开走,地虽然也分开走,但容易通过sub串扰到RX部分,所以这里就会对地做隔离,通过Psub和Nwell ring隔离,或者挖槽等其他隔离方式。要求高的,甚至隔离的Psub接到单独的地PAD。

其实电源和地的规划,和城市中的道路规划很像,我曾经写过一篇城市给我在版图规划上的启示,现在把这篇旧文放在下面,和大家分享。


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我们一提到芯片,第一印象是高大上,很复杂的样子。芯片设计、制造确实很难,不难,美国也制裁不了我们。但在我看来,一些基本理念与我们的文化、生活是有相通之处的。比如,电路设计与我们文化中的中庸之道,芯片版图设计与我们的生活。把这些我们熟悉的事物和芯片结合起来,让芯片设计与我们走的更近,也让我们多一个解决问题的模型。

 

接下来,将从芯片版图角度谈谈我个人的一些看法。芯片版图,是技术性与艺术性的集合体。技术性,在于达到电路设计的指标要求;艺术性在于,把电路设计师的电路(也就是电路设计师的想法),用图腾体现出来。人们常说,艺术来源于生活。那生活给予了我对芯片版图设计的哪些启示呢?



芯片犹如一座微观的巨型城市,它的微观不在于它的规模,而在于它的尺寸。每当我规划一个芯片的顶层版图时,我常把自己想象成城市规划师,我应该怎么做,才能让生活在这座城市的人们,生活的更舒适?

只有踏上将要实现你想法的土地,把自己当作这座城市的使用者,化身为"电子",置身于这座城市中,去体验和感受生活,才能了解这座城市需要什么。


城市要有水和电,要有工业园,小区、商场、医院,还需要连接它们的羊肠小道、主干道、高架桥等交通网络。我们要做的就是,把城市的各个有机体,有效组合,放在合理的位置。

 

交通网络,是为各个模块提供电源的主干道及各个支路。变电站,是为需要不同电压的模块提供电源的LDO水厂,给各个模块提供偏置电流的Bias商场,是为很多地方提供服务的公共模块。工业园,比如产生clock信号的OSC、VCO的模块等等。

 

生活中,公共区域(商场、医院)往往在比较容易到达的地方。在芯片中,也有属于这些公共区域的模块,规划时也可以遵循商场、医院的模式。

 

假如你是RX别墅区的开发商,你愿意把这个别墅区建在噪声连绵不绝,名叫OSC或VCO工业园附近吗?不愿意吧,我也不愿意的。为了更好的服务于城市,让人们生活的更舒适,那些噪声大的工业园,应该规划在远离城市生活区,放在某个偏远的角落,有必要时还要做些隔离措施,降低噪声对外面的影响。


别墅区规划在安静,出行又方便的地方。大部分情况下,为了安静,需为其添加隔离设施。稳定高效的交通网络也是不可缺少的,为此可以单独为其供电。


出行方便,是生活便捷舒服的一个重要因素。记得小时候看过一条宣传语:要想富,先修路。要想我们的芯片性能好,合理规划芯片中的电源供电网络——高架桥、主干道及各个支路是必不可少的。


既然是城市,那还得有城市防御体系,在芯片最外围,是由ESD器件和电源网络组成的防御体系。防御理念很有意思,有敌来犯——静电,先诱敌深入,我不灭你,但我给你提供自灭的途径。


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