PDN noise là gì và tại sao nó giết chết SerDes của bạn

PDN là gì?

Power Delivery Network (PDN) là toàn bộ hệ thống cấp nguồn cho chip — từ voltage regulator, qua PCB trace, qua package, đến tận power rail trên die.

Vấn đề là PDN không phải một nguồn điện lý tưởng. Nó có impedance — và impedance đó thay đổi theo tần số.

Tại sao impedance của PDN lại quan trọng?

Khi digital circuit switching, nó kéo dòng đột ngột. Dòng đó chạy qua impedance của PDN tạo ra voltage noise: $V_{noise} = I_{switch} \times Z_{PDN}(f)$

Nếu Z_PDN lớn ở tần số quan trọng → noise lớn → VDD của SerDes bị dao động → jitter tăng.

Target spec

Với SerDes 112G PAM4, mình cần giữ:

• Z_PDN < 1mΩ ở tần số 100MHz–10GHz
• Jitter contribution từ PDN noise < 0.05 UI

Cách fix

1. Thêm decap — nhưng phải đặt đúng chỗ, gần power pin của SerDes
2. Chọn decap đúng resonance — mỗi decap chỉ hiệu quả trong một dải tần
3. Dùng nhiều loại decap song song — để cover nhiều dải tần cùng lúc

Tip thực tế: Đừng cứ thêm decap mà không kiểm tra Z(f) plot. Thêm sai chỗ còn tệ hơn không thêm vì có thể tạo ra anti-resonance peak.