EMI制約とアイソレーション戦略（EMI Constraints and Isolation Strategy）

1. 概要 / Overview

• EMI（電磁妨害）はPoC設計において重要な設計課題である。
  Electromagnetic Interference (EMI) is a critical design concern in Proof-of-Concept (PoC) development.
• 特にAMS / RF回路 / MRAM / FPGA間の干渉が性能劣化の原因となる。
  Interference between AMS, RF circuits, MRAM, and FPGA can degrade system performance.

2. EMI発生源 / EMI Sources in PoC Board

• PLLや高周波クロック、高dV/dtのI/Oに起因するノイズ
  Noise originating from PLLs, high-frequency clocks, and high dV/dt I/Os.
• MRAMの書き込みパルスによる急峻な信号遷移
  Sharp transients from MRAM write pulses.
• FPGAのDDRアクセスやSPI通信波形もEMI要因となる
  DDR access and SPI signals from the FPGA also contribute to EMI.

3. 解析手法 / Simulation and Analysis Methods

• 近傍界 / 遠方界EMIモデリング（Near-field / Far-field）を使った評価
  Evaluation using near-field and far-field EMI modeling.
• PCBスタック構造と放射パターンの相関を3D EMCツールで解析
  Analyze correlation between PCB stack design and radiation pattern using 3D EMC tools.
• EMI-熱連成解析（例：EM波→局所発熱）も有効
  EMI-thermal coupled simulation (e.g., EM wave-induced local heating) is also effective.

4. 緩和設計案 / EMI Mitigation Strategy

• GNDシールドの挿入やスタック層順序の最適化
  Insert GND shielding and optimize stack-up layer order.
• Power Island分割によりAMSとMRAMの電源隔離を実施
  Split power islands to isolate AMS and MRAM power domains.
• EMI-aware floorplanningを導入（SystemDK対応）
  Apply EMI-aware floorplanning techniques (supported in SystemDK).

5. SystemDKへの制約統合 / Integration into SystemDK

• PKGDKでの伝導ノイズ・放射ノイズ制御フラグの設計
  Design control flags for conducted and radiated noise in PKGDK.
• EMIクリティカル領域の自動検出スクリプトと連携
  Integrate with auto-detection scripts for EMI-critical regions.

6. 図解 / Figures

• EMI干渉の概念図（例：AMSとMRAM間の影響）
  Conceptual diagram of EMI interference (e.g., between AMS and MRAM).
• 層構造別の放射パターン例
  Example radiation patterns based on different PCB stack-ups.

7. 参考文献 / References

• [1] EMI Design Guidelines for Mixed-Signal SoC, 2024.
• [2] 自作PoC構造モデルおよびEMIツール出力ログ
  In-house PoC model and EMI simulation output logs.

図2 / Figure 2：PoC評価ボード上のFPGA、MRAM、AMSブロック間のEMI干渉経路の概念図。書き込みパルスやPLLノイズなどがAMS回路へ影響を与える経路を示す。
A conceptual EMI interference diagram between FPGA, MRAM, and AMS blocks on a PoC board. It shows how write pulses and PLL noise affect AMS circuits.