Cómo simplificar el proceso de enrutamiento de PCB mediante el intercambio de pines

La colocación óptima de los componentes contribuye en gran medida a minimizar las líneas de conexión cruzadas. Sin embargo, los cruces no se pueden evitar por completo. Aprende cómo puedes simplificar el proceso de enrutamiento y evitar la pérdida de tiempo por conexiones cruzadas.

La colocación óptima de los componentes contribuye en gran medida a minimizar las líneas de conexión cruzadas. Sin embargo, los cruces no se pueden evitar por completo. Con un gran número de conexiones cruzadas, enrutar una PCB se convierte en un proceso mucho más lento y complicado. Entonces, ¿cómo puedes simplificar el proceso de enrutamiento y evitar la pérdida de tiempo por conexiones cruzadas? La clave está en el intercambio de pines, piezas y pares diferenciales.

Optimización de las conexiones cruzadas mediante el intercambio de piezas y pines

Concierne también a los diseñadores, siempre que sea posible eléctricamente, cambiar las asignaciones de redes de un pin de dispositivo a otro pin de dispositivo. Análogamente, se pueden intercambiar subpiezas dentro de un paquete.

^{Proceso de enrutamiento de PCB con muchas conexiones cruzadas}

El intercambio de pines en Altium se apoya en el hecho de que es posible intercambiar redes de dos pines físicos diferentes sin que tenga una repercusión negativa en el funcionamiento eléctrico del diseño. Un ejemplo básico sería los dos pines de una resistencia. Puesto que un pin de una resistencia no tiene una polaridad única, es posible intercambiar libremente los pines para eliminar un cruce de conexiones y que, aún así, siga funcionando de la manera prevista.

Otro ejemplo práctico podría ser un conector HPC (alto conteo de pines), donde no existe un requisito estricto para una asignación de señal específica a cada pin. Gracias a la posibilidad de intercambiar muchos pines en un conector, podrían potencialmente eliminarse algunas conexiones cruzadas en el panel de la PCB. Quizá el tipo de componente más idóneo para intercambio de pines sea un dispositivo FPGA (matriz de puertas lógicas programable en campo) en el que sus pines de E/S definibles por el usuario, dentro de los bancos de tensión aplicables, permiten asignar libremente los pines según sea necesario.

^{Intercambio de pines en un dispositivo FPGA}

Con el intercambio de subpiezas, se intercambian piezas similares dentro de un paquete común. Por ejemplo, un circuito integrado de un amplificador operacional cuádruple LM6154 tiene cuatro amplificadores operacionales idénticos dentro de un mismo paquete. Así, podríamos cambiar el amplificador operacional C (pines 8, 9 y 10) por el amplificador operacional A (pines 2, 3 y 1) para eliminar líneas de conexión cruzadas y mantener, a la vez, la misma funcionalidad. Al intercambio de subpiezas se le conoce a veces como “intercambio de puertas”, lo que implica que las 4 puertas NOR independientes de un paquete SN74S02N pueden intercambiarse libremente.  

El intercambio de pines y subpiezas en un dispositivo contribuye enormemente a reducir el número total de conexiones cruzadas en una placa de circuito impresa. Para implementar correctamente un intercambio de pines o subpiezas de un dispositivo, es necesario definir por adelantado qué pines son susceptibles de intercambio. Además, una vez realizados los cambios de pines o piezas en el diseño de PCB, hay que actualizar el esquemático para reflejar los cambios y mantener la sincronización con la composición de PCB. Si no se mantienen sincronizados, puede dar lugar a errores desastrosos.

Intercambio de piezas y pines en Altium Designer^®

Declarar qué pines o subpiezas pueden intercambiarse en un proyecto o símbolo abre muchas oportunidades para eliminar cruces de conexiones. El uso de las funciones de intercambio interactivo o automatizado reduce en gran medida el número de conexiones cruzadas dentro de un diseño.

El cambio de pines o piezas tiene lugar en tres pasos generales: configurar los datos de intercambio, ejecutar los cambios de pines o piezas y, por último, sincronizar los esquemáticos con las actualizaciones. Para aprender a usar esta tecnología en Altium, descarga la documentación técnica gratuita.