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Come rompere il collo di bottiglia di alimentazione nella progettazione PCB
Negli ultimi dieci anni, l'alimentazione è diventata una considerazione chiave di progettazione e ha portato alcune enormi sfide agli ingegneri che progettano e verificano i sistemi. La fisica non offre più corse gratuite.
Il potere è il tasso di consumo dell'energia, che dieci anni fa non era un argomento caldo, ma oggi è una considerazione progettuale importante. Il consumo energetico del sistema porterà calore, scaricherà la batteria, aumenterà la pressione sulla rete di distribuzione dell'energia e aumenterà il costo. Lo sviluppo del mobile computing è stato il primo a promuovere il desiderio di ridurre il consumo energetico, ma l'effetto del consumo energetico è ora ben oltre questo intervallo e può portare alcuni dei più grandi cambiamenti strutturali nel settore. Questo è un problema chiave per server farm, cloud computing, automobili, chip e reti di sensori onnipresenti che si basano sull'acquisizione di energia.
La ragione del cambiamento improvviso è che la fisica ha portato la tecnologia di processo ad una scala inferiore a 90nm. Tuttavia, man mano che la dimensione della giunzione diventa sempre più piccola, la tensione diminuisce, causando una corrispondente caduta di potenza. Generalmente, anche se gli sviluppatori aggiungono più funzionalità, il budget energetico rimarrà lo stesso. Su scale più piccole, la scalatura della tensione è più difficile e non può essere mantenuta. Quando la tensione è vicina alla tensione di soglia, il tempo di commutazione aumenterà. Per compensare questo problema, i progettisti abbasseranno la tensione di soglia, ma facendo ciò aumenta significativamente la corrente di perdita e la corrente di commutazione.
Ogni fase del flusso di progettazione ha un impatto sul consumo energetico, dall'architettura software alla fisica dei dispositivi. Sebbene ogni team possa svolgere un lavoro parziale di ottimizzazione dell'energia, nessun team può creare un design a bassa potenza da solo. Al contrario, qualsiasi squadra può distruggere gli sforzi a bassa potenza. Questa situazione ha creato una nuova domanda di strumenti collaborativi e interdisciplinari. Il problema di alimentazione non si ferma più al chip. Essi coprono tutti gli aspetti della struttura di interconnessione, del circuito stampato e della progettazione del sistema, del regolatore di alimentazione e così via. Gli strumenti EDA attuali non sono costruiti su concetti di potenza, il che significa che i progettisti devono adottare metodi migliorati, piuttosto che nuovi metodi da zero.
Quanto sopra è un'introduzione a come rompere il collo di bottiglia di alimentazione nella progettazione PCB. Ipcb fornisce anche produttori di PCB e tecnologia di produzione PCB.
