图1：如果家里有过多的插头，那么就相当于创造了一个糟糕的电源分配网络 (PDN)。

电影中经常会有这样的桥段：当主人公一次性将许多电器插到插座里的一瞬，伴随着一阵噼里啪啦的电火花，房间里烟雾弥漫——主人公在黑暗中大喊一声：“任何人都不要动，保险丝坏了！”

现实中，在大多数情况下，PDN不良造成的大多数问题通常并没有那么严重。但是，它们同样具有破坏性，因为设计不当的PDN可能会导致间歇性问题，从而彻底破坏电路板。下面来深入了解一下妥当设计电路板电源传输网络的重要性。

电源分配网络的作用有3个：
● 保持芯片焊盘间的供电电压恒定；
● 使地弹小化；
● 使电磁干扰问题小化。

电路板设计中，都有电源分配网络系统，是高速PCB电源完整性设计的主要问题之一。电源分配网络系统的作用就是给系统内所有器件或芯片提供足够的电源，并满足系统对电源稳定性的要求。正如一个城市里，供电局提供城市所需要的电力就如同电路系统中的电源。城市供电系统就如同电源／地线在印制电路板上的分布。为了实现这一点，PCB 需要一个精心设计的电源分配网络 (PDN)。

在表面看来，要想设计出成功的 PDN，似乎应该只专注于为处理器芯片和其他大规模集成电路提供“干净的”电源；但实际上，PDN 需要做的还有很多。其中一项任务是在接地平面上为高速、敏感信号提供清晰的返回路径，这里也有一些潜在的问题需要注意。

成功的 PDN 设计需要将许多不同的电源和接地网络均匀地分配给电路板上的不同器件。虽然为每个所需的电压设置一个单独的平面层是一种比较方便的做法，但这些网络的数量通常会超过电路板堆叠的可用层数量。

为了解决这个问题，PCB 设计师通常会分割平面，以便在一个信号平面层上布置多个电源或接地网络。然而，这样做的挑战在于，虽然分割平面确实有效地分配了不同的电源和接地网络，但这也为信号返回路径制造了额外的障碍。因此，PCB 设计师需要设计分割平面，以便均匀地提供所有的电源和接地，同时保留敏感的高速信号所需的清晰的回流路径。

图3：使用设计规则和约束管理工具来设置电源网络的布线宽度。

与妥当设计 PDN 相关的设计要求多种多样，因此拥有一个良好的设计规则和约束管理系统将大有帮助。图3中的Allegro® PCB Designer工具提供强大的管理系统，有了约束管理系统，我们可以实现电源网络分类所需的宽度和间距规则，进而设置电源和接地网络。

尽管一个良好的 PDN 设计可能需要使用非对称的电路板层叠结构，但有些制造商会对这种配置颇有微词。PCB 制造商通常喜欢将电路板层堆叠的顶层以镜像方式复制到底层，以形成对称的层叠结构。在制造过程中的温度和高压条件下，不均匀的层堆叠组合会导致电路板翘曲。电路板越大，这种影响就越明显。电路板的翘曲会给用于高速长传输线布线的薄金属走线以及焊点带来压力。

要在电路板上设计一个运作良好的 PDN，需要了解很多东西，同时，高效的设计工具也可以提供诸多帮助。例如，Allegro PCB Editor中的 IR Drop Vision 工具可以帮助规划一个行之有效的 PDN：

图4：Allegro PCB Editor中的 IR Drop Vision 工具

PCB 设计工具中有许多不同的功能，可以为电路板设计创建一个运行良好的 PDN。为此，Cadence 提供了 Allegro PCB Editor工具，其中的IR Drop Vision集成分析工具可以实时看到 PCB 设计的电源完整性状态，并显示在电源网络上没有得到足够电压的引脚，从而使设计师能够立即对版图做出修正。

Allegro PCB Editor还具有强大的形状编辑功能，可按照设计需要的方式配置电源和接地平面，加上先进的约束管理工具，共同构成了一个真正强大的平台，有助于创建性能良好的 PDN。

如果您想了解更多关于Allegro PCB Editor的资料，欢迎与我们联系。

命令1：funckey z "zoom center; pick -cursor"
目的：在中心区显示您所选中的内容
操作方法：将光标移动到要作为中心位置的位置，然后单击z键

命令2：funckey " " "pop bbdrill -cursor"
目的：降低通过双击鼠标左键添加过孔的次数，每年减少数千次鼠标点击
操作方法：在需要添加过孔的位置，点击空格键即可

命令3：funckey x "pick_to_grid -cursor"
目的：布线过程中，减少鼠标点击次数
操作方法：在布线时，需要停顿改变方向时，点击“x”即可，无需点击鼠标

命令4：Set the “acon_disable_nullnet_route"variable in the UserPreference Editor
目的：勾选该选项后，即使在空Pin，或者空白的地方执行了走线命令，工具也不会走线。避免产生dangling line，提升设计质量
操作方法：在User Preference Editor中勾选该变量即可

命令5：funckey 9 form mini acon_line_width 25
目的：在布线过程中快速改变线宽（电源信号，设定了最小线宽，但是实际布线中，可能需要调整到高于这个宽度）
操作方法：在布线指令下，直接点击键盘上的“9”，即刻将线宽 到25mil

Cadence 提供了诸多工具，以解决与PCB 设计有关的一系列挑战。找到所需的工具和方法来达成您的功耗、性能和面积目标；克服混合信号设计的限制；实现更快的设计收敛。

文章内容来源于:Cadence官网、Cadence楷登及百度文库