作者：FPGA技术实战
工程师必须在设计阶段早期评估功率需求，以确保有足够的层和面积为需要功率的BGA焊盘提供足够的功率。因为大多数BGA电源引脚位于BGA区域的中心，所以电流行进的路径穿过BGA区域中的无数过孔。过孔之间的空间可以保守地承载约0.05A/mil的走线宽度（对于0.5盎司的铜）。过孔之间的迹线宽度由过孔的节距（通常与BGA的节距相同）、过孔钻头直径和制造厂定义的钻铜规格来定义。下图显示了如何计算可以通过每个通路的电流量。确保电源平面足够宽，足够包容，以便为BGA电源球提供所需的安培数。以下方程可用于计算每个通道的电流：
下表显示了0.8 mm和1.0 mm间距器件的每个通道的电流值。由于0.5mm器件的间距非常细，因此不可能在标准过孔之间布线。为了到达电源平面，对于0.5mm焊盘器件建议通过BGA焊盘下的微过孔实现与电源层互联。
2. 用于远距离电压感测线（Sense Lines）的PCB布线
为了正确补偿由于高电流负载引起的PCB上的IR电压降，电压调节器模块（VRM）感测线的正确布线对于在ACAP管芯处保持适当的电压电平至关重要。
注意：由于调节器的设计、引脚和要求各不相同，请务必始终遵循VRM供应商的感应线建议。
由于电压调节器通常与它们供电的设备相距很远，因此在调节器和负载的主要点之间的电压通常存在DC电压IR下降，特别是在存在高电流负载的情况下。如果调节器没有考虑到这种下降，负载点的电压可能比调节器看到的要低很多。由此产生的较低电压可能超出正确器件操作所需的极限。下图说明了电流的方向和由此产生的电压降。
为了克服这种电压降，调节器实现了从调节器直接连接到负载点的感测线。这些感测线是调节器和负载点之间的直接迹线，不携带任何电流。因为它们不携带任何电流，所以调节器感测引脚处的电压与负载点处的电压完全相同。因此，调节器可以根据需要适当地调节其输出电压，使得负载点处的电压在所需的规格内。下图说明了从VRM到负载点的感测线的放置和布线。
图3：感应线示例
1）电压差
因为感测线只能放置在负载点的一个位置，所以感测点前面的其他区域可能显示出更高的电压，而负载点之外的点可能显示出更低的电压。下图说明了这种电压差异。当电流从VRM流到负载点时，点V1处的电压高于V2处的感测点。同样地，点V3处的电压低于感测点V2处的电压。
某些VRM不包括用于接地的感测引脚。这种布置的主要限制是VRM不考虑负载点处接地电压的波动，导致电压调节不太精确。
•在ACAP附近放置内联0Ω电阻器：
○ 需要电阻器来确保感测线被布线为迹线，并且不会掉到平面上。
•将感应线路布线为50Ω松耦合差动传输线路：
○ 需要接地才能感应到电源和接地之间的真正差异。
图5：专用感测引脚布线
对于没有专用感测引脚的ACAP，感测线连接应连接到尽可能靠近ACAP上最重要负载点的BGA球。这可以通过直流模拟或Vivado工具中的设备视图进行最佳估计。如果无法估计负载点，建议将感测连接朝向BGA引脚场的中心。将球放置在离调节器最远的位置也是一种选择，但不太可取。
•在ACAP附近放置内联0Ω电阻器：
○ 需要电阻器来确保感测线被布线为迹线，并且不会掉到平面上。
•将感应线路布线为50Ω松耦合差动传输线路：
○ 需要接地才能感应到电源和接地之间的真正差异。
为了实现最佳的功率传输，确保连接到感测线的球完全连接到它们各自的平面，即，不要将它们作为“间谍孔”未连接（见下图）。
2.5 路由隧道和感测线的使用
图8：VM1802-C1760 VCCINT引脚区域
