Avaliação e validação dos requisitos de uma rede de distribuição de energia para um circuito integrado switch ethernet de 3,2 Tbps

A importância da caracterização da Rede de Distribuição de Energia, do inglês Power Distribution Network (PDN), para Circuitos Integrados (CI) de alto desempenho, através de simulação é abordada neste trabalho. Este compreende a simulação e medição do comportamento do caminho entre a saída da fonte de energia até o CI. Este caminho corresponde à PDN do circuito de interesse. A integridade de energia da PDN é um dos fatores que garantem a integridade do sinal e, por sua vez, a integridade de sinal garante a transmissão adequada da informação do transmissor para o receptor. Atualmente os projetos digitais de alta velocidade estão ultrapassando a barreira de 1 Gbps de troca de informação (comutação de bits) e exigem cada vez mais uma alimentação de baixo ruído. Os CIs de alto desempenho, responsáveis por esta alta taxa de transmissão de dados, estão atingindo throughput de 3,2 Tbps e necessitam de fontes de energia que gerem tensões abaixo de 1 V e correntes na ordem de centenas de Ampères. Neste trabalho a integridade de energia de uma Placa de Circuito Impresso (PCI) é avaliada com base no comportamento da queda de tensão e da impedância da PDN. Os resultados são validados através de simulações e medições realizadas em uma PCI de Estudo de Caso que utiliza um CI Switch Ethernet em uma aplicação com throughput de 2,4 Tbps onde também é realizada a análise para a possibilidade de extrapolação para um throughput de 3,2 Tbps. Este trabalho apresenta as simulações, as análises e os resultados obtidos e reforça a importância do uso de simuladores para prever ocorrências antes mesmo da fabricação dos protótipos. Apresenta também a medição PDN utilizando diferentes instrumentos, os cuidados e restrições da instrumentação, como por exemplo, o conjunto de instrumentos formado por um gerador de sinal e um osciloscópio que podem ser uma ótima alternativa à falta de um Analisador de Rede Vetorial (VNA), para realizar a caracterização qualitativa da impedância de determinados PDNs.