Introduction à la conception de PCB haute vitesse : Chemins de signal

Avez-vous déjà planifié un voyage en avion où il n'existe pas de vol direct pour atteindre votre destination ? Moi oui, et comme vous le savez probablement déjà, ce n'est pas un problème. J'utilise le planificateur de voyage sur le site web de ma compagnie aérienne et je le laisse déterminer chaque détail du voyage pour moi. Tout ce que j'ai à faire, c'est d'entrer mon point de départ et ma destination, et le planificateur établit mon itinéraire—avec suffisamment de temps pour effectuer mes correspondances. C'est un jeu d'enfant.

Imaginez le temps que cela prendrait si vous deviez planifier tout le voyage vous-même ? Vous devriez rechercher les différentes compagnies aériennes, les vols, les heures de départ et d'arrivée, puis compiler toutes ces informations pour déterminer le meilleur itinéraire.

Un voyage en avion nécessitant plusieurs vols de correspondance est très similaire à un chemin de signal sur un circuit imprimé. Un chemin de signal a un début et une fin, avec plusieurs connexions entre eux, tout comme le voyage en avion. Et tout comme vous devez planifier votre itinéraire, essayer de tracer un chemin de signal sur un PCB nécessite de déterminer les longueurs et les paramètres de tous les réseaux individuels—une proposition qui prend beaucoup de temps, dans le meilleur des cas.

Heureusement, cependant, nous disposons d'outils logiciels de disposition de PCB qui peuvent gérer les chemins de signal de la même manière que les sites Web de compagnies aériennes utilisent des outils de planification de voyage pour organiser des trajets. Examinons les chemins de signal et comment les outils logiciels de disposition de PCB d'aujourd'hui peuvent vous aider à travailler avec eux. Je ne peux pas vous promettre un voyage sans problème vers une île déserte exotique, mais je peux vous promettre une meilleure compréhension de la manière dont vous pouvez travailler avec les chemins de signal dans votre prochaine conception de PCB à haute vitesse.

Qu'est-ce qu'un Chemin de Signal ?

Un chemin de signal est un trajet qu'un signal emprunte depuis son origine à travers plusieurs composants et réseaux jusqu'à sa destination. Par exemple, considérez une ligne de transmission simple entre deux parties qui ont une résistance de terminaison en ligne. Le premier réseau connecte la broche du pilote à une extrémité de la résistance, tandis que le second réseau connecte l'autre extrémité de la résistance à la broche du récepteur. Dans le système CAO, il s'agit de deux réseaux différents, mais pour les besoins de la conception à haute vitesse, les deux réseaux forment un seul chemin de signal.

Lorsque vous concevez un PCB à haute vitesse, vous pouvez contrôler l'impédance de votre routage à travers la largeur de la piste et la manière dont vous désignez l'empilement des couches du circuit. Vous pouvez également contrôler la longueur du routage de la piste et harmoniser ces longueurs de pistes avec d'autres pistes. L'étape suivante dans le développement de vos compétences en conception de PCB à haute vitesse est le routage des chemins de signal. Non seulement vous devrez toujours router avec une impédance contrôlée et des longueurs de pistes harmonisées, mais vous devrez le faire pour l'ensemble du chemin de signal au lieu de le faire pour des réseaux individuels. Heureusement, les outils de CAO utilisés aujourd'hui peuvent vous offrir beaucoup d'aide pour le routage des chemins de signal.

Configurer un Chemin de Signal pour le Routage

Pour configurer un chemin de signal qui maintient une bonne intégrité du signal, vous créerez une classe de chemin de signal dans vos outils CAO et assignerez les réseaux appropriés à cette classe. Lors de l'assignation des réseaux à la classe de chemin de signal, vous pouvez les assigner manuellement ou, si votre logiciel offre cette option, laisser les outils CAO assigner automatiquement les réseaux en fonction des émetteurs et des récepteurs que vous spécifiez. Que vous assigniez les réseaux manuellement ou automatiquement, vous devrez toujours confirmer qu'ils sont dans la séquence correcte. Cela est important pour que la topologie de routage des réseaux de chemin de signal soit dans le bon ordre. De nombreux concepteurs assignent automatiquement les réseaux dans leurs classes de signal, puis les réordonnent manuellement si nécessaire.

Une fois les réseaux assignés à la classe de chemin de signal, vous pourrez alors spécifier d'autres paramètres pour la classe de chemin de signal. Ces paramètres incluent les longueurs maximales et minimales du routage autorisé et la quantité maximale et minimale de vias qui peuvent être utilisées.