翟鹏飞 ，周 雄 ，李 强 ，2

（1.电子科技大学 电子科学与工程学院，四川 成都 610054；2.琶洲实验室-人工智能与数字经济广东省实验室，广东 广州 510330）

0 引言

现代的片上系统（SoC）的功能越来越复杂，性能要求也在不断提高，为了保证系统良好稳定地工作，其电源网络是十分复杂的。随着工艺尺寸越来越小，片上走线和走线、走线和器件之间的寄生越来越大，相互之间的耦合和干扰也就越来越大，更加恶化了片上电源噪声的情形。同时，电源供电电压越来越低，导致噪声容限越来越小，所以电源网络模型在芯片的设计过程中是十分重要的。要想获得准确的电源网络模型，需要在芯片生产出来后，对芯片内部的电源电压噪声（PSN）进行实际测量，再由测得的噪声数据反推出电源网络模型的参数。

片上PSN 测量类型主要可以分为时域波形测量[1-4]和噪声功率谱测量两种[5-9]，本文主要介绍片上噪声功率谱测量技术。片上电源电压功率谱测量主要是基于维纳-辛钦定理，对电源电压上的周期平稳噪声进行测量[6]，以得到噪声的频率和幅度信息。根据这些信息，同时也可以进一步确定噪声源的位置，并预估其对芯片中各个模块性能的影响。

1 噪声功率谱测量原理

PSN 本质上是由于电源网络下的负载中的开关快速切换产生了变化的电流流经电源网络中的寄生电感、电容和电阻，在芯片内部电源上所产生的变化的电压[10]。因为在频域上PSN的频率范围非常宽，可以从接近DC的极低频到100 GHz的极高频[4]，导致很难采用模数转换器（ADC）来直接采样量化。……