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电源完整性（Power Integrity，PI）是衡量电源分配网络PDN（Power Distribution Network，PDN）的源端及终端的电压及电流是否符合需求。从源端稳压模块（Voltage Regulator Module ，VRM）出发经过中间路径（单层直达或过孔转换的几个层面），到达终端，最终流向使用芯片或经过线缆到使用设备。

电源完整性直接决定了产品的性能，如整机可靠性、信噪比与误码率，以及EMI/EMC等重要指标，正确测试和分析电源完整性也变得至关重要。

影响电源完整性的原因

随着芯片的开关速度越来越快（上升时间越来越小），芯片内的开关管不可能同步完成转换，当一部分的晶体管已经完成稳定转换，而另一部分则还在转换之中，状态的不同步就造成电源噪声在芯片内部传递，可能导致某些不定态的晶体管输出状态错误。芯片的开关速度不断提高，导致瞬态电流和功耗都随之增加。

电源分配系统的噪声来源：

1. 电源稳压芯片自身的输出存在噪音，DC-DC的输出纹波比LDO大
2. 电源的输出无法对负载电流的快速变化实时响应，造成电压跌落
3. 电源路径和地回路都存在一定的阻抗，电流经供电回路不可避免的存在压降，瞬态电流的变化就造成负载电压的波动
4. 高速信号通过过孔换层引起电源噪音

电源完整性测试的内容

常见的PI测试指标，包括周期性和随机性扰动 (Periodic and Random Disturbances，PARD)，即噪声、纹波和瞬变；静态和瞬态负载响应；以及电源漂移。

PARD是直流输出电压与其期望值的偏差，它通常用峰峰值（Vpp）来衡量。

静态或瞬态负载响应测试，是对预定负载的指定输出极限的测量。

供电漂移测试的是供电幅度随时间的变化和漂移，确认是否在容限范围之内。

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北京智芯仿真科技有限公司是一家专业致力于电子设计版图后端仿真与物理验证的EDA软件企业。公司产品主要面向芯片封装、PCB板及系统级的信号完整性SI、电源完整性PI、热仿真TI、电-热联合、应力、流体力等一系列多物理场仿真与分析。我们的目标是实现EDA后端仿真与智能优化设计。