Lassen Sie Ihre ungerouteten Netze nicht zu Spuren ins Nichts werden

Haben Sie schon einmal einen dieser Filme gesehen, in denen ein Zug mit voller Geschwindigkeit auf den Gleisen unterwegs ist und gerade dabei ist, eine Brücke zu überqueren, nur um dann festzustellen, dass die Gleise weiter vorne enden und die Brücke ins Nichts führt? Das ist eine beängstigende Situation, und nur ein aufmerksamer Lokführer, früher als Zugingenieur bekannt, kann eine Katastrophe verhindern. Obwohl nicht so katastrophal, können nicht verlegte Netze auf Ihrer Platine Chaos in der Funktion Ihrer PCB anrichten.

Nicht verlegte Netze sind im Grunde offene Schaltkreise, wo Verbindungen sein sollten. Das Fehlen eines vollständigen Pfades zwischen Komponentenpads oder Pads und Vias kann dazu führen, dass Ihre Schaltung unregelmäßig arbeitet, Impedanzungleichheiten zwischen differentiellen Paaren verursacht und sogar dazu führt, dass Ihre Platine Wärme speichert, die Komponenten oder die Platine selbst beschädigen kann, wenn sie Teil einer thermischen Entlastung ist. Da Ihr PCB-Hersteller nicht verlegte Netze möglicherweise nicht erkennt, ist es unerlässlich, dass diese unvollständigen oder fehlenden Verbindungen während des Designs identifiziert und gelöst werden, um die Herstellung unbrauchbarer Platinen und unnötige zusätzliche Kosten zu vermeiden. Mit Altium Designer haben Sie ein umfassendes, einheitliches Designpaket, das es Ihnen ermöglicht, elektrische Verbindungen auf Ihrem Schaltplan, Netzverbindungen auf Ihrem PCB-Layout zu überprüfen und notwendige Änderungen einfach vorzunehmen. Lassen Sie uns diese Werkzeuge erkunden, um nicht verlegte Netze in Ihrem Design zu identifizieren und zu lösen.

Wie man nicht verlegte Netze identifiziert

Die Verantwortung dafür, sicherzustellen, dass Ihr Schaltplan vollständig verbunden ist, liegt bei Ihnen. Wenn Ihr Design integrierte Schaltkreise (ICs) enthält, besteht eine gute Chance, dass Sie Pins haben, die nicht extern verbunden sind oder ungenutzt bleiben. Aus diesem Grund sollten Sie sich auf die Dokumentation Ihrer Komponenten verlassen, um Ihre Schaltplanverbindungen herzustellen. Ein Tipp, den Sie nützlich finden könnten, ist, eine Zeichnung oder ein Blockdiagramm zu erstellen, das Ihre Komponentenverbindungen zeigt und es als Leitfaden für Ihren Schaltplan zu verwenden. Für einfache Schaltungen kann diese Zeichnung auch verwendet werden, um Ihren Schaltplan visuell auf nicht verlegte Netze zu überprüfen. Aufgrund der Komplexität der meisten Schaltungen werden Sie jedoch eine elektrische oder elektronische Regelprüfung (ERC) an Ihrem Schaltplan durchführen wollen.

Unverlegte Netze in Ihrem Schaltplan identifizieren

Sobald Sie Ihr Schaltungsdesign abgeschlossen haben und bevor Sie zur PCB-Konvertierung übergehen, sollten Sie einen ERC durchführen. Im Allgemeinen wird ein ERC die elektrischen Verbindungen bewerten; einschließlich Pfade, Beschriftungen und Parameter, und Ihnen eine Liste von Verstößen zur Verfügung stellen. Diese Verstöße basieren auf den Regeln und der Berichtsebene, die Sie bei der Einrichtung des ERC ausgewählt haben. Obwohl einige PCB-Designsoftwarepakete das Erstellen einer Netzliste oder das Durchführen eines ERC als einen separaten zusätzlichen Designschritt haben, ist der ERC in Altium Designer Teil der Konvertierung oder Kompilierung, die Ihr PCB-Layout generiert. Die Anzahl der möglichen Überprüfungen und Verstöße ist umfangreich und umfasst eine Reihe von Überprüfungen, die sich speziell mit Netzen befassen. Von diesen möglichen Netzverstößen, die eine erfolgreiche Kompilierung verhindern können, sind die unten aufgeführten am nützlichsten, um nicht verbundene Netze zu identifizieren.

• Unverbundene Drähte

• Unverbundene Objekte im Netz

• Netze mit schwebenden Eingangspins

• Netze mit nur einem Pin

• Signale ohne Treiber

• Signale ohne Last

• Fehlendes positives Netz in einem Differentialpaar

• Fehlendes negatives Netz in einem Differentialpaar

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Die obige Liste enthält keine falsch beschrifteten Netze, Netze mit falschen oder fehlenden Parametern und andere Netzverletzungen, die mit dem ERC erkannt werden können und ebenfalls korrigiert werden müssen, bevor Ihr PCB-Layout erstellt werden kann.

Ein unverdrahtetes Netz auf Ihrem PCB-Layout identifizieren

Es sollte eine Anforderung für Ihr Design sein, dass Ihr Schaltplan den ERC ohne Verstöße erfolgreich besteht, bevor es zum PCB-Layout weitergeht. In Altium Designer ist diese elektrische Verbindungsqualifikation eine Voraussetzung, die sicherstellt, dass Sie Ihr PCB-Layout mit vollständig verbundenen Komponenten beginnen. Vom PCB-Layout aus können Sie das Rattennest verwenden, das eine grafische, farbkodierte Darstellung aller Verbindungen zwischen den Pins bietet, in Verbindung mit interaktivem oder automatischem Routing (im Gegensatz zum manuellen Routing), um Ihre Komponenten zu platzieren und notwendige Änderungen vorzunehmen, um ein vollständig verbundenes PCB-Layout zu gewährleisten. In Altium Designer werden diese Schemata zu auto-interaktiven Routing-Ressourcen, PCB ActiveRoute, kombiniert, um mehrere Spuren leicht zu verlegen, um Objekte herumzurouten und den Routing-Prozess zu beschleunigen.

Die Sicherstellung, dass Ihre Komponenten vollständig verbunden sind, wie durch Ihr Schaltbild definiert, bedeutet nicht, dass Ihre Leiterbahnen für die Platinenfertigung akzeptabel sind. Typischerweise gibt es Probleme mit Abständen und Freiräumen, und wenn Ihre Platine mehrschichtig ist, müssen Sie Vias hinzufügen und die Leiterbahnen dafür ziehen. Um diese Routingprobleme sowie andere Spezifikationen der Platine, die die Herstellung beeinflussen, erfolgreich anzugehen, ist es erforderlich, dass Sie eine Designregelprüfung (DRC) für Ihr PCB-Layout durchführen. Die DRC ermöglicht es Ihnen, Regeln für unverbundene Pins und unverbundene Routen direkt zu definieren. Zusätzlich können Sie Regeln für Via- und Differentialpaar-Routing, Freiräume und Leiterbahnbreiten spezifizieren und priorisieren, was alles eine Neuroutung Ihrer PCB-Netze erforderlich machen kann.

Wie man nicht geroutete Netze löst

Für ein fertigbares PCB-Design kann die Auflösung nicht gerouteter Netze als der Prozess definiert werden, sicherzustellen, dass alle Netzverbindungen vollständig sind und innerhalb akzeptabler elektrischer und mechanischer Einschränkungen liegen. Dies kann durch Befolgen der unten aufgeführten Schritte erreicht werden.

Schritte zur Lösung nicht gerouteter Netze

Schritt 1: Definieren Sie die ERC-Regeln für die Netze Ihres Schaltbilds.

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Dies erfolgt durch das Festlegen der Spezifikationen des ERC, sodass unvollständige und fehlende Netze in Ihrem Schaltplan als Verstöße markiert werden. Dies erfolgt im Fenster Optionen für Projekt, das durch Klicken auf Projektoptionen aus dem Projektdropdown-Menü oder durch Rechtsklicken an einer beliebigen Stelle auf dem Schaltplan aufgerufen werden kann. In diesem Fenster klicken Sie auf die Registerkarte Fehlerberichterstattung und scrollen nach unten zum Abschnitt Verstöße in Verbindung mit Netzen.

Netzverstöße zur Berichterstattung einrichten

Hier können Sie den Typ des zu berichtenden Verstoßes festlegen. Das Versäumnis, einen Verstoß zu markieren oder zur Berichterstattung einzustellen, bedeutet, dass er übersehen und nicht korrigiert werden könnte.

Schritt 2: Korrigieren Sie die ERC-Verstöße bezüglich der unverdrahteten Netze Ihres Schaltplans.

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Die Korrektur der ERC-Verstöße, die Ihre Schaltnetze betreffen, kann eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen:

• Hinzufügen oder Entfernen von Komponenten aus Netzen

• Anschließen von Pins an Netze oder Trennen von Pins von Netzen

• Bearbeiten von Netzbezeichnungen und Parametern

Schritt 3: Definieren Sie die DRC-Regeln für die Netze Ihrer Leiterplatte.

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Aus Ihrer PCB-Datei, *.PcbDoc, klicken Sie auf das Dropdown-Menü Werkzeuge und klicken Sie auf Designregelprüfung. Dieses Werkzeug ermöglicht es, alle Regeln für Ihr PCB-Layout einzurichten, einschließlich derer, die auf nicht verlegte Netze prüfen. Die DRC kann auch so eingerichtet werden, dass diese Algorithmusverletzungen in Echtzeit (online) angezeigt werden, während Sie Ihr Schaltungsdesign vervollständigen, oder alle auf einmal (Batch).

PCB-Designregeln einrichten

Schritt 4: Korrigieren Sie die Verletzungen der DRC nicht verlegter Netze für Ihr PCB-Layout.

Für DRC-Regeln, die auf online eingestellt sind, können Sie Korrekturen vornehmen, um die Verletzungen der nicht verlegten Netze in Echtzeit zu beheben. Unabhängig davon, ob Sie die Online-Option nutzen oder nicht, sollte immer eine Batch-DRC ausgeführt werden, bevor Sie Ihr Designpaket zusammenstellen und an Ihren Hersteller senden. Wenn nicht verlegte Netze oder andere Verletzungen gefunden werden, dann können Sie eine Kombination aus Routing, Platzierung und Abstandsänderungen verwenden, um die Fehler zu korrigieren und die Batch-DRC erneut auszuführen. Fahren Sie mit diesem Zyklus der Fehlerkorrektur und der Ausführung der DRC fort, bis keine Verletzungen mehr existieren.

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Zusätzliche Hinweise:

• Altium Designer bietet eine breite Palette von Standardregeln, die in den meisten Fällen für Ihr Schaltungsdesign ausreichend sein werden. Der Design Rule Wizard bietet jedoch eine einfache Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Erstellung neuer Regeln, falls notwendig.

Einfach eine neue Designregel erstellen

• Von Ihrem Schaltplan, *SchDoc, ermöglicht Altium Designer den Import und Export von Netzlisten in verschiedenen Formaten für eine einfache Verwendung über Designplattformen hinweg. Diese können aufgerufen werden, indem Sie im Design-Dropdown-Menü auf Netzliste klicken, während Ihre Schaltplandatei aktiv ist.

• Von Ihrer PCB-Datei aus gibt es eine Reihe von Optionen zum Bearbeiten, Bereinigen und Konfigurieren von Netzen. Diese können aufgerufen werden, indem Sie im Design-Dropdown-Menü auf Netzliste klicken, während Ihre PCB-Datei aktiv ist.

Beim Entwerfen komplexer oder dicht bestückter Platinen kann es leicht passieren, dass eine Verbindung zwischen Komponenten übersehen wird. Dies zu tun ist jedoch gleichbedeutend damit, eine Brücke zu bauen, die im Grunde ins Nirgendwo führt. Nicht erkannte und korrigierte unverdrahtete Netze während des Designs können nicht nur dazu führen, dass sich Ihre Schaltung unvorhersehbar verhält, sondern können auch Schäden an Komponenten oder der Platine verursachen. In jedem Fall wird zusätzliche Zeit benötigt, um das Schaltungsdesign zu korrigieren und neu zu fertigen, was unnötige Entwicklungskosten bedeutet.

Glücklicherweise bietet Altium Designer, das fortschrittlichste und umfassendste Entwicklungspaket der PCB-Softwarebranche, eine Reihe von Werkzeugen, um Ihr Design zu überprüfen und unnötige Kosten zu vermeiden; einschließlich der Sicherstellung, dass Ihr Design keine unverdrahteten Verbindungen enthält. Durch die Nutzung von Schaltplan- und PCB-Designprüfungen, Autorouting und anderen Werkzeugen können Sie leicht unverdrahtete Netze identifizieren und beheben. Sie können diese und andere Fähigkeiten von Altium Designer erkunden, indem Sie hier Ihren kostenlosen Test erhalten.

Für weitere Informationen darüber, wie Sie unverdrahtete Netze identifizieren und beheben können, sprechen Sie mit einem Altium PCB-Designexperten.