基于信號與電源完整性的有效分析優化2.5D-3D的設計
2021年電子技術應用第8期
何永松1，秦祖立2，林 麟1，吳 凱1
1.上海燧原科技有限公司，上海200000；2.上海鏗騰電子科技有限公司，上海200000
摘要： HBM(高帶寬內存)存儲系統與傳統的DRAM接口相比，具有高速率和低功耗特性。在2.5D/3D的設計中，隨著HBM速率的提高，對信號與電源完整性的設計的考量越來越重要，如何通過有效的仿真指導產品的設計是一個挑戰。首先從信號完整性的角度討論了設計的考量點，其次從電源完整性的角度討論電源噪聲在高速傳輸信號中的影響，并提出了如何仿真與預測大量同步開關噪聲等電源噪聲對眼圖的影響，最后基于芯片的測試結果對比仿真，給出結論。
中圖分類號： TN402
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.219806
中文引用格式： 何永松，秦祖立，林麟，等. 基于信號與電源完整性的有效分析優化2.5D-3D的設計[J].電子技術應用，2021，47(8)：64-67，71.
英文引用格式： He Yongsong，Qin Zuli，Lin Lin，et al. Optimizing 2.5D/3D IC design with efficient power and signal integrity analysis[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(8)：64-67，71.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.219806
中文引用格式： 何永松，秦祖立，林麟，等. 基于信號與電源完整性的有效分析優化2.5D-3D的設計[J].電子技術應用，2021，47(8)：64-67，71.
英文引用格式： He Yongsong，Qin Zuli，Lin Lin，et al. Optimizing 2.5D/3D IC design with efficient power and signal integrity analysis[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(8)：64-67，71.
Optimizing 2.5D/3D IC design with efficient power and signal integrity analysis
He Yongsong1，Qin Zuli2，Lin Lin1，Wu Kai1
1.Shanghai Enflame Technology，Shanghai 200000，China；2.Cadence Shanghai，Shanghai 200000，China
Abstract： Compared with the traditional DRAM interface, the HBM(High Bandwidth Memory) storage system has the characteristics of high speed and low power consumption. In the design of 2.5D/3D, as the rate of HBM increases, the design considerations of signal and power integrity are becoming more and more important. How to guide the design of products through effective simulation is a challenge. The article firstly discusses design considerations from the perspective of signal integrity, then discusses the impact of power supply noise on high-speed transmission signals from the perspective of power integrity and proposes how to simulate and predict the effects of Simultaneous Switch noises. Finally based on the silicon chip, simulations have well correlated and verified by test results.
Key words : 2.5D/3D design；signal integrity；power integrity；SSN；voltage noise prediction
0 引言
高帶寬內存(High Bandwidth Memory，HBM)存儲系統已成為某些超級計算機中用于高性能圖形加速、網絡設備以及高性能數據中心的最廣泛使用的存儲器件。與傳統的存儲器接口相比，HBM可實現更高的帶寬，同時消耗更少的功耗。HBM廣泛應用于高級封裝中，結合中介層基板芯片(Interposer)，實現存儲器的數據讀寫。而Interposer的設計隨著HBM的速率上升，信號完整性(SI)和電源完整性(PI)帶來的挑戰越來越大。Interposer的設計人員在初始設計時，為了克服SI和PI的挑戰，需要有效的仿真方法學指導設計。本文從SI和PI角度討論如何設計仿真，并通過實測芯片驗證仿真方法學的可靠性。
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作者信息：
何永松1，秦祖立2，林 麟1，吳 凱1
(1.上海燧原科技有限公司，上海200000；2.上海鏗騰電子科技有限公司，上海200000)
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