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SiP协调设计与PI解析(2)
随着集成电路技术的不断发展，芯片的复杂度越来越高，尤其是移动设备和物联网等应用的广泛推广，对芯片集成度和功能要求越来越高。在集成度和功能的提高过程中，信号完整性和电磁兼容问题变得越来越重要，并且会在整个设计过程中产生多种影响。因此，要解决这些问题，需要采用系统级集成技术，其中SiP协调设计与PI解析技术是关键。
SiP协调设计技术指的是把不同部分的SiP的设计整合在一起，以满足SiP最终的功能需求，同时确保SiP系统的一致和可靠性。SiP设计中最重要的问题是如何提供优异的电源完整性（PI）和信号完整性。因此，为了确保SiP具有良好的电源完整性和信号完整性，需要采用一组综合技术，包括射频（RF）时延匹配、电源完整性设计、噪声和EMI分析、阻抗匹配和信号完整性分析等。
其中对于芯片系统的电源完整性（PI）设计至关重要。电源完整性是指系统的电源在高频率下的电源抗性、电感和电容的组合，通常来说，PI解决方案包括两个部分：电源分配网络（PDN）和电容集成。PDN包括电源线、电源平面、滤波器、功率分配考虑超时（PDO）等。PDN必须是低噪声、低阻抗和最小电压下降的高效卡，以支持应用的高可靠性和高性能。电容集成是指在PDN设计中应用电容集成技术，通过最小化剩余电容、电感和电阻，使电源和地面提供低阻抗，完成电源波动的补偿。相比单晶片解决方案，SiP多使用层间电容器和集成电感器的解决方案，则能有效地提升电源完整性。
另外，SiP协调设计还需要考虑信号完整性问题。信号完整性的设计时关键，因为SiP的信号完整性会影响信号的传输和放大，从而影响SiP的整个功能。要解决信号完整性问题，需要进行信号完整性分析和优化。信号完整性分析包括时域分析、噪声分析、高速差分线分析等。在进行信号分析时，可以通过卡式与标准芯片设计、范围和不同技术来实现。在这些技术中，比较重要的是PCB设计，PCB布局以及数模混合技术。
然而，在SiP协调设计过程中，设计人员需要处理多种影响因素，需要进行更加精细的变量控制和优化。在确定通过SiP实现有效电源完整性和信号完整性的解决方案时，需要通过多种仿真方法来验证和优化设计。基于多物理领域多物理分析平台，可以实现电源完整性和信号完整性分析。
PI解析技术可以帮助解决集成电路的信号完整性和EMI问题。通过PI解析，可以对SiP电源连线和电源噪声进行分析，确定存在的电源振荡、振铃和模式噪声等问题。通过分析分布式电感器和更加复杂的电学结构，PI解析软件可以精确地获取PDN噪声的传输和抑制路径。我们可以使用通过解决方案依赖的PDN优化和GPU加速器来动态仿真大型SiP。确保这些使用SiP的最终产品能够确保更好的电源和信号完整性，提高其性能和可靠性。
总之，SiP协调设计和PI解析是解决SiP高信号完整性和电源完整性要求的关键技术。这些技术需要通过多种综合方法进行优化和验证，以为更完整、可靠的芯片系统提供解决方案，同时降低SiP功耗、实现更佳的成本效益。因此，SiP技术将在未来的高集成度和高性能半导体设计中发挥越来越重要的作用。