Zoe Toigo, Signal- und Power Integrity Engineer, Microsoft
Priya Pathmanathan, leitende Signal- und Power Integrity Engineerin, Microsoft
Martin Rodriguez, Power Integrity Engineer, Microsoft
Doug White, leitender Signal- und Power Integrity Engineering Manager, Microsoft
Die immer komplexer werdenden Computersysteme erfordern eine effiziente Stromversorgung des Chips. Die Herausforderung bei der Entwicklung eines Stromversorgungsnetzes (Power Delivery Network, PDN) besteht darin, eine stabile, rauscharme Spannung über niederohmige Pfade bereitzustellen, die die Gesamtleistung des Systems beeinflussen. Genaue Modelle eines vorgeschlagenen PDN sind für anfängliche Entscheidungen zur Systemarchitektur erforderlich und bestimmen auch weiterhin die Layoutanforderungen, während das physische Design ausgereifter wird.
Ein Teil des PDN-Designprozesses umfasst die Erstellung eines Modells des Chipgehäuses in einem 3D-Tool zur Lösung elektromagnetischer Felder (HFSS). Komplexe S-Parameter-Modelle aus FEM-Feldlösern (Methode der finiten Elemente) werden häufig zu Schaltungselementnäherungen vereinfacht. Bisher wurden die Eingabeparameter für eine zweidimensionale Schaltungsnäherung des Gehäuses manuell angepasst, bis die Schaltung dem 3D-Modell entsprach. Durch benutzerdefiniertes DOE und die Anpassung von Antwortoberflächen in JMP konnten jedoch die Anzahl experimenteller Simulationen und die Entwicklungszeit für die Modellerstellung und -korrelation reduziert werden. Das Vorhersageprofil zeigte die polynomische Beziehung zwischen 12 Faktoren und sechs Antworten. Mithilfe von Wunschfunktionen wurden die Werte der Faktoren bestimmt, die zum Erhalten der gewünschten Antworten erforderlich sind. Anhand dieser Daten wurden die vorhergesagten Antworten mit Schaltungssimulationen korreliert.
Automatisch generiertes Transkript ...
Lautsprecher | Transkript |
| Zoe Toigo | Hallo, mein Name ist Zoe Toigo. Ich bin Signal- und Power-Integrity-Ingenieurin bei Microsoft und mein Projekt trägt den Titel „Power Delivery Network Model Prediction and Correlation“. |
| Das Stromversorgungsnetzwerk für den Computerchip besteht aus allen Verbindungen, vom Spannungsreglermodul über die Pads auf dem Chip bis hin zur Metallisierung auf dem Chip, die Strom und Rückstrom lokal verteilt. |
| Da es mit dem gesamten System interagiert, ist seine Qualität von entscheidender Bedeutung für die Gesamtsystemleistung. |
| Das Design des PDN ist ??? während des gesamten Produktdesignzyklus. Schon früh können wir Modelle der vorgeschlagenen Architekturen erstellen und Feedback geben zu |
| wie sich dies auf das System auswirken würde. Und wenn das Design dann weiter verfeinert ist, beginnen wir einen iterativen Zyklus der Zusammenarbeit mit der Hardwareentwicklung, um unsere MOD-Tools so zu verfeinern, dass sie ihrer Leistung entsprechen und um auch Anforderungen für die nächsten Überarbeitungen des physischen Designs bereitzustellen. |
| Anfang des Jahres arbeitete ich an der Modellierung eines Teils des Stromversorgungsnetzes, des Chippakets. Da dies in einem begrenzten ??? für HFSS durchgeführt wurde, |
| Da die Simulation kleiner Änderungen am Modell viel Zeit in Anspruch nimmt, haben wir eine zweidimensionale Schaltungsapproximation dieses Modells erstellt. |
| Da wir keine gute Übereinstimmung zwischen den beiden unterschiedlichen Modellen sahen, griffen wir auf JMP zurück, um diesen Prozess zu verbessern. Wir begannen mit der Erstellung einer 12-Faktor-Plattform für benutzerdefinierte Versuchsplanung, wobei unsere 12 Faktoren Werte konzentrierter Elemente im Schaltkreis waren, wie z. B. Widerstände und Kondensatoren. |
| Die vom DOE generierte Tabelle wurde verwendet, um Batch-Simulationen der Schaltung durchzuführen, und dann extrahierten wir aus jeder dieser Simulationen Werte an Port... sechs Ports im Netzwerk, |
| Das waren unsere sechs Antworten des DOE. Nachdem das alles abgeschlossen war, passten wir das Modell mit der Methode der kleinsten Quadrate an und sahen für jeden der Faktoren eine R-Quadrat-Anpassung zwischen 97 und 99. Wir sind also zuversichtlich, dieses Modell in Zukunft verwenden zu können, um diese 3D- und die 2D-Pakete zu korrelieren. |
| Mit dem...mit dem Prediction Profiler haben wir auch Wunschfunktionen angewendet, damit wir schnell die Werte der Schaltung erhalten, die zu unseren |
| unser 3D-HFSS-Modell. Um dies in Zukunft nutzen zu können, hat der Produktionsprofiler den zusätzlichen Vorteil, dass er Abhängigkeiten zwischen den |
| Faktoren und die Reaktionen auf kleine Änderungen. |
| Diese Arbeit wäre ohne die Hilfe meiner Teammitglieder nicht möglich gewesen und einige theoretische Konzepte stammen aus Eric Bogatins Buch über Stromversorgungsnetze. Vielen Dank. |
