使いやすい電源分配ネットワーク(PDN) デザイン・ツールは、アルテラすべての FPGA で使用されるボードレベルの PDN を最適化するグラフィカル・ツールです。ボードレベルの PDN により、電源と電圧レギュレータ・モジュール（VRM）から FPGA 電源への戻り電流を分配し、最適なトランシーバ・シグナル・インテグリティと FPGA 性能をサポートします。図 1 に PDN の各コンポーネントを示します。
図 1. 電源分配ネットワークのモデル
各電源では、バルク・デカップリング・コンデンサとセラミック・デカップリング・コンデンサのネットワークを選択する必要があります。SPICE シミュレーションを使用して回路のシミュレーションを行うとき、PDN デザイン・ツールは、最適なコストおよび性能のトレードオフを実現するための、適切な数のデカップリング・コンデンサを決定する高速かつ高精度のインタラクティブな方式を提供します。また、あるデザインに対する最適なデカップリング・コンデンサの組み合わせを決定することによって、ボード・スペースを節約し、ボード・レイアウトを簡素化することが可能です。
このツールでは、スプレッドシート形式でコンデンサの個数と容量を選択することができます（図2参照）。PDN デザイン・ツールは、PDN の合成インピーダンスを VRM、デカップリング・コンデンサとマウンティング・インダクタンス、PCB、およびオン・パッケージおよびオンチップ・コンデンサ付き FPGA のインピーダンス特性を併せて計算します。
図 2. PDN 最適化のためのスプレッドシート・エントリー
合成インピーダンスが、PCB カットオフ周波数(FEFFECTIVE)までターゲット・インピーダンスに適合する場合（図3参照）、最適な性能が達成されます。ターゲット・インピーダンスは FPGA の電力要件から導出されます。アルテラの Quartus® II 開発ソフトウェア PowerPlay 電力解析テクノロジにより、各電源レールに対する FPGA の消費電力を正確に解析することができます。
図 3. PDN 最適化後のインピーダンスの結果
PDN プリント基板デザイン手法は、AN 574: Printed Circuit Board (PCB) Power Delivery Network (PDN) Design Methodology (PDF) で詳細に解説しています。また、効率的なシステム電源供給ソリューションの設計における FEFFECTIVE の役割についても紹介しています。
アルテラのツールおよびボード・デザインのガイドラインを使用して自信を持ってデザインを作成し、適正な性能とコストのトレードオフを図りながら、初回から正しいデザインを完成させることが可能です。
ツール
- Arria® V、Stratix® V、Cyclone® IV、そして Arria II GZ デバイス用電源供給ネットワーク (PDN) ツール バージョン 11.1 (ZIP)
- 電源供給ネットワーク (PDN) ツール (ZIP)
- 電源供給ネットワーク (PDN) ツール ユーザー・ガイド (PDF)
- Stratix IV デバイス用電源供給ネットワーク（PDN）ツール (ZIP)
- Stratix III デバイス用電源供給ネットワーク（PDN）ツール (ZIP)
- Arria II GX デバイス用電源供給ネットワーク（PDN）ツール (ZIP)
ガイドライン
- 高速ボード・デザイン・アドバイザーは、高速ボード・デザインの重要な側面に対するテスト済みおよび実証済みのガイドラインと最良のデザイン方法を提供します。
- ボード・デザイン・ガイドライン・ソリューション・センターは、アルテラ・デバイスのためのボード・デザイン関連情報を提供し、設計者がデバイスと他の要素を統合する高速 PCB を適切に実装できるよう支援します。
