CALCULADORA DE LONGITUD DE PISTAS DE PCB

Zachariah Peterson
|  Creado: November 9, 2020

La evaluación de la longitud neta de los distintos tipos de líneas de transmisión de alta velocidad se realiza antes del diseño del PCB. Para pistas eléctricamente largas, utilice xSignals y reglas de diseño para restringir la topología de la red dentro de una longitud máxima definida durante el diseño.

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Establecer restricciones de longitud de pistas de PCB en el Asistente para nuevas reglas

Establecer restricciones de longitud de pistas de PCB en el Asistente para nuevas reglas

Las longitudes de pista de las señales de alta velocidad se determinan antes del diseño del PCB durante la fase de diseño del circuito de un proyecto. Las longitudes máximas se determinan analizando los tiempos de subida o bajada de una señal con respecto al retardo de propagación. La señal debe poder viajar desde la fuente a la carga y viceversa antes de la siguiente transición de borde. De lo contrario, se producirán interferencias, zumbidos o reflejos que dejarán el diseño vulnerable al ruido.

El establecimiento de las longitudes máximas antes de la interferencia, zumbidos o reflexiones define la pista como eléctricamente larga. Las pistas eléctricamente largas requieren esquemas de terminación para derivar o minimizar el ruido a tierra. La minimización del ruido protege los diseños de circuitos de la corrupción y asegura una propagación limpia de la señal a lo largo de la pista de la tarjeta de circuito. En caso de que el diseño de la placa requiera redes que excedan la longitud máxima, se requieren circuitos de terminación.

Antes del diseño de la tarjeta, se definen las pistas eléctricamente largas y se establecen restricciones. Esto automatiza el proceso de diseño al incluir reglas dentro de la herramienta para guiar el enrutamiento. Técnicas como la topología Fly-By, construyen redes continuas con componentes en serie incluidos dentro de la pista de interés. Las reglas para la correspondencia de longitud también se establecen para las líneas de datos de alta velocidad que se encuentran en la memoria o en las CPU para evitar el ruido debido a la asimetría.

Determinación De Pistas Eléctricamente Largas Antes Del Diseño

Los diseñadores de circuitos analizan los tiempos de subida y bajada de la señal de alta frecuencia, junto con el retardo de propagación, para determinar si una línea de transmisión es una pista eléctricamente larga. Si es así, hay una longitud máxima en que la señal puede viajar a lo largo de una red de tarjeta de circuito impreso antes de que se requieran componentes de terminación en el diseño. Evitar que una tarjeta de circuito impreso genere ruido debido a la longitud de la red de la línea de transmisión es un paso importante en el diseño. La definición de qué señales son susceptibles incorpora cálculos de longitud de las pistas utilizando tiempos de subida y bajada conocidos para la señal.

Calcular los límites de longitud de pistas de PCB para las redes de alta velocidad

Calcular los límites de longitud de pistas de PCB para las redes de alta velocidad

CALCULAR LOS LÍMITES DE LONGITUD DE PISTAS PARA LAS SEÑALES DE TRANSMISIÓN

La longitud máxima de las pistas y la coincidencia de longitudes es un paso de diseño importante para las redes de transmisión de alta velocidad. Aunque es independiente de los efectos del ancho de pista en el control de la impedancia, la longitud máxima y la coincidencia de longitud son pasos de diseño necesarios para producir un diseño tranquilo. La longitud máxima y la coincidencia de longitudes tienen en cuenta el dominio del tiempo cuando se establecen pistas para evitar la interferencia, los zumbidos y las reflexiones.

Ahora que ha analizado los efectos de alta velocidad y qué pistas pueden producirlos, considere métodos para anotar sus hallazgos en las herramientas EDA.

Usar Topología De Vuelo Y Dimensionamiento Manual Para Longitudes Máximas

La transferencia de la intención del diseño a un software de esquemáticos requiere atención a los detalles. Los detalles de la intención del diseño necesitan una atención cuidadosa cuando se comunican a los diseñadores de diseño de PCB. De lo contrario, el diseño de la PCB no tiene en cuenta aspectos importantes del diseño, como los límites de longitud de las pistas o las pistas coincidentes. Tanto los límites de pistas como las pistas coincidentes deben identificarse al principio en las herramientas del software, para que se puedan establecer reglas de diseño con el fin de propagarse a través de los archivos del software de diseño. En lugar de hacer notas intrincadas en la página de título de su esquemático, considere la posibilidad de utilizar el software EDA con menús para introducir las reglas de la red.

La topología Fly-By considera componentes en serie para completar la longitud de la pista.

UTILICE EL SOFTWARE EDA CON MENÚS QUE INCORPORAN REGLAS NETAS EN TODA LA PLATAFORMA

Usted desea un software EDA que sea capaz de incorporar reglas, establecidas en la captura esquemática y en el diseño de la PCB. Y desea que la función sea automática. En lugar de mantener notas de diseño en la hoja de título de su esquemático, es mejor tener herramientas EDA que incorporen reglas en todo el entorno de diseño. De esta manera, la intención del diseño se automatiza y los detalles importantes, como las longitudes máximas de pistas establecidas en la captura esquemática, se mantienen en el diseño de la PCB.

Ahora que ha calculado la longitud de las pistas y analizado las longitudes máximas de las redes para el enrutamiento, veamos cómo Altium Designer establece reglas y restricciones para el enrutamiento de las redes críticas.

Establecer Longitudes Máximas En El Editor De Reglas Y Restricciones De Altium Designer

Altium Designer proporciona tanto un medio para identificar y definir pistas eléctricamente largas, como para establecer reglas de diseño que se propagan desde la captura esquemática hasta el diseño de la PCB. Ya no es necesario que mantenga notas intrincadas en la hoja de título esquemática para la comunicación de los detalles a su diseñador de PCB. En cambio, Altium Designer proporciona la especificación xSignals para que los diseñadores de circuitos clasifiquen las redes. Una vez clasificadas las redes, se pueden especificar reglas y restricciones para su aplicación durante el enrutamiento.

Cree xSignals para máxima longitud de pistas calculadas en enrutamientos

DEFINIR SEÑALES CRÍTICAS UTILIZANDO EL ASISTENTE XSIGNALS DE ALTIUM DESIGNER

xSignals de Altium Designer son pistas definidas por el diseñador de circuitos para ser consideradas como pistas eléctricamente largas. Estas pistas incluyen terminación de serie y pueden abarcar varios nombres de red. Como tal, las herramientas de enrutamiento de Altium Designer son notificadas de las señales xSignals designadas cuando se diseña la tarjeta. Hay un asistente para definir las señales xSignals, o se pueden utilizar comandos de menú para definir rutas de terminal a terminal o de componente a componente.

El diseño para la integridad de la señal incluye el cálculo de longitudes máximas de pistas para pistas eléctricamente largas. Una vez identificados las pistas eléctricamente largas, utilice la función xSignals de Altium Designer para definir qué redes se tienen en cuenta al aplicar los cálculos de longitud máxima. Altium Designer proporciona el editor de reglas y restricciones donde las xSignals reciben las características de coincidencia de longitud y longitud máximas que se utilizan para automatizar el enrutamiento cuando se diseña la tarjeta. El cálculo y la aplicación de análisis de longitud de pistas en el diseño de la tarjeta se organiza dentro del entorno unificado de Altium Designer.

Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson tiene una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Actualmente brinda servicios de investigación, diseño y marketing a empresas de la industria electrónica. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland y realizó investigaciones sobre la teoría, los materiales y la estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas de láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sensores ambientales y estocástica. Su trabajo ha sido publicado en más de una docena de revistas revisadas por pares y actas de congresos, y ha escrito más de 1000 blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Es miembro de IEEE Photonics Society, IEEE Electronics Packaging Society, American Physical Society y Printed Circuit Engineering Association (PCEA), y anteriormente se desempeñó en el Comité Asesor Técnico de Computación Cuántica de INCITS.

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