先说信号完整性为什么写电源完整性。SI 只是针对高速信号的部分，这样的理解没有问题。如果提高认知，将SI 从大类来看，SI&PI&EMI 三者关系：
因此，在基础知识系列中，电源的完整性。不多说，直接上图:
记得当你第一次接触信号完整性时，电源完整性（PI）与电源工程师的关系是分不清的。后来，我逐渐明白了这里的巨大差异。简单地说，电源的生成和转换，如Buck电路，LDO，DC-DC等等，电源工程师确定了源端部分。
电源工程师还将设计和测试相关的电源可靠性，如耐压余量、耐电流余量、保护设计（过压、过温、过流等）。这些工作是电源工程师的专业类别。电源非常复杂。光是各种拓扑结构就让人困惑。这绝对是一个可以深入研究的职业。
电源完整性（PI）更注重电源路径和终端，即电源分配网络（PDN）。从源头稳压模块（VRM）通过路径（单层直接或过孔转换）到达终端，最终流向使用芯片或电缆到设备。
电源路径不同于信号路径。在电源分配网络中，一个电源路径可以在一个节点中分为多个路径，或转换为多个电源，并在终端上悬挂多个组件，可以理解为一对多。信号路径只能是一对一的。
由于电源分配网络是为终端设备提供所需的电源，因此有必要控制电源分配网络。例如，信号路径，除了确保返回电流外，还应尽可能确保返回路径的低阻抗。由于是一对多的情况，这种控制可以确保返回电流不重叠，不会发生地面弹性，即尽量避免开关噪声（SSN）。
基本要求是保证电源电压稳定，至少能保持在很小的容差范围内，通常在 /-5%以内。电源测试中有纹波测试，标准是 /-5%。
说到返回电流，分为直流部分和交流部分。
终端设备需要稳定的电压输出，电源分配网络之间存在串联电阻，直流部分通过，产生压降，通常称为IR 压降。当电流波动时，压降也会波动，从而影响终端设备的识别。USB设备似乎最低电压值4.75 V。
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当交流电流通过电源路径时，电源分配网络上的电压降也会随频率而变化：
不同的电源路径(层数&Shape宽度等。)，压降变化不同，输出稳定电压到终端非常困难，我们所要做的就是确保电压变化在一定范围内，即所谓的噪声容差。上类型可以转换为目标阻抗：
由于无法保证路径电压的稳定性，因此电源分配网络的电流需要保持电源分配网络的阻抗低于目标阻抗。
需要注意的是，即使是相同的电源芯片或模块也会为不同的产品提供不同的标准。即使是相同的标准，由于不同的电源路径和不同的布局布线，也会有很大的不同。因此，电源分配网络的目标阻抗是最基本的要求。
归根结底，目标阻抗的控制是路径控制。两个因素：电源和地平面之间的介质尽可能薄，线路尽可能短而宽。
在确认各电所需的水平和路径时，我们将根据相关规范或标准提前制定电源树（Power tree）。就我个人而言，我认为电源树的概念特别好。主干道有许多分支，分支上有分支，直到最后。
电源分配网络可以有很多分支，也就是说路径上可以挂很多设备，比如5V电源下挂HDD，USB设备等。
比如12 V的电转出5V，5V对各种设备进行总电分支。V经过LDO转换电路出3.3V电，,3.3V总电分支，然后继续下去……
同时列出各个分支所需电流的多少，为后面路径规划（所需电源Shape给出尺寸标准)，同时给出相应的层次和评价。
建议先做电源树Power Tree，对设计的终端设备所需的电压路径和电流进行逐一评估。有些产品可能使用几十个电压值。检查时，建议从终端向前推，以确保无遗漏。
上面提到的产品有几十种电压。随着频率的变化，每个电压的目标阻抗需要对路径进行频段分类：
芯片由晶体管组成，无论是P通道还是n通道，都会形成栅极电容。随着工艺的改进，通道长度缩短，单位面积电容增加。因此，在高频时，片上电容为电源分配网络提供低阻抗。
稳压模块( VRM)它决定了电源分配网络的低频阻抗。稳压模块是确保输出阻抗低频阻抗曲线。
实际中VRM没有相关模型，所以我们模拟的曲线如下图所示。所以在低频(10K以下）阻抗反而很高。
为确定板级电源分配网络的设计目标阻抗，可先找出上限频率，即找出PCB板的阻抗开始超过目标阻抗的频率点。单独分析会比较麻烦。低频时，RLC 电路的阻抗取决于理想电容，高频时取决于理想电感。理想电阻决定 RLC 最低阻抗。
简单地说，它分为两部分：电感和电容。相关公式如下：
注意区分截止频率公式。
考虑电感等共同作用。
包装引脚串联在芯片焊盘和电路板焊盘之间。可能有数百个电源/地平面。不同开关数量的密封引脚电感发生变化，一般不超过1 nH。电流运输过程中的扩散电感也由过孔和电源/地平面共同决定。
当然，过孔与过孔、平面、表面传输线与表面传输线之间的电路电感。
电容方面从三个方面。不同的容量值，不同的包装，不同的耦合半径，所以需要考虑位置。此外，由于电流重叠，扩散电感增加，电容器的放置可以减少增加。
因此，电容器组合对电源分配网络阻抗曲线的影响在很大程度上取决于放置PCB板上位置。
除了电容的位置，还应该分为电容两种情况。在通常的板级应用中，使用较少容量不同容量的电容器（而不是相同容量的电容器）会降低阻抗。为了使电容器数量最少 ，一般选择不同的容值。
另一个原因是选择不同容量的电容器：。电容器之间的并联使其具有阻抗峰值的新特性，称为并联谐振峰值，发生在并联谐振频率上( Parallel Resonant Frequency, PRF)在这个时候，需要在它们之间添加一个电容器来降低自谐振频率。
需要注意的是，当需要多个电容并联以满足容值要求时，最好使用相同类型的电容并联。这里的相同类型是指包装。
板级电源分配网络设计的频率范围约为 100 kHz 到 100 MHz。这是电路板平面和多层陶瓷贴片电容器( MLCC) 发挥作用的频率范围 。这也是模拟时关注的频率范围。
本例以1.2V的CPU以用电为例，举例说明PDN阻抗仿真。纹波百分比为5%，最大电流为1.2A，根据公式
上图显示了电容器是否能对准PDN阻抗的影响很大。
在电源树中，我们在产品规格或设计规范中给出峰值电流。在实际应用中，这种情况的概率很小。因此，在成本控制下，消费品会给出不同配置的产品。在这个时候，低配版会减少MLCC使用的类型和数量，OptimizePI这是一项非常重要的工作，以后有机会再谈。降低产品成本也是电源完整性的关键。