Considérations sur la disposition des PCB : Tolérance de l'appariement de la longueur des paires différentielles et évitement des violations

Démêler les cheveux de ma fille me rappelle le démêlage des pistes de PCB. Tout doit être organisé en couches, et il faut éviter les croisements. Démêler les cheveux d'une enfant de 9 ans ne prend pas autant de temps que de router les pistes de PCB, mais les résultats sont tout aussi douloureux s'ils ne sont pas faits correctement. Idéalement, cependant, les cheveux de votre fille ne provoquent pas de court-circuit dans les appareils électroniques ou de petites étincelles.

Router les pistes dans un agencement est sans doute l'activité de conception la plus importante et la plus chronophage. Dans la conception à haute vitesse, les longueurs de piste doivent être extrêmement précises et respecter des tolérances particulières. Garder une trace de l'impédance caractéristique, de l'intégrité du signal, des empilements de couches et de la largeur des pistes peut devenir fastidieux, prendre beaucoup de temps et être extrêmement difficile pour n'importe quel outil à accomplir automatiquement.

Vous pouvez surmonter les goulets d'étranglement de routage les plus difficiles et maximiser la productivité lorsque vous travaillez avec le meilleur logiciel de conception de PCB. En plus d'utiliser les meilleurs outils de routage automatique et de tolérance de longueur, vous avez besoin d'accéder aux outils de simulation que l'industrie exige. De cette façon, vous pouvez avoir confiance en vos conceptions pour dépasser toute impédance obstruant le chemin de votre appareil et fournir les meilleurs designs de cartes de circuits possibles.

Routing à Haute Vitesse et Correspondance de Tolérance de Longueur

Les signaux à haute vitesse sont susceptibles d'interagir avec d'autres signaux, et vice versa. La plupart des ingénieurs agencent ces signaux en premier pour s'assurer que les règles de routage prescrites peuvent être suivies. Parmi les règles de routage à haute vitesse les plus critiques se trouve l'appariement de la tolérance de longueur, également connu sous le nom de réglage de longueur. Le routage en paires simples et différentielles sur votre PCB est cette tâche critique qui relie ensemble des composants disparates en un système fonctionnel.

Le routage de multiples traces doit être extrêmement précis dans les systèmes numériques à haute vitesse. Lorsque des données numériques sont envoyées à travers des composants avec plusieurs entrées, comme un circuit intégré de porte logique, les signaux doivent arriver à toutes les entrées en même temps. À mesure que les vitesses de transfert de données augmentent dans les dispositifs électroniques, la quantité acceptable de désaccord entre plusieurs traces devient progressivement plus petite. Les longueurs de trace doivent être précisément appariées pour éviter de créer des erreurs de données dans votre dispositif.

L'appariement de la tolérance de longueur dans les paires différentielles est également indispensable pour assurer la synchronisation des signaux. Lorsque les interconnexions de composants dans un réseau ne sont pas appariées, votre logiciel devrait vous notifier avec un indicateur directement sur le plan. Tous les logiciels ne facilitent pas la correction d'un désaccord de longueur. Différents programmes ont différentes procédures et outils pour régler les longueurs de trace et ajuster les longueurs de trace devrait être aussi facile que toute commande de glisser-déposer.

Tous les réseaux ne sont pas créés égaux. Votre logiciel de conception de PCB devrait équilibrer l'automatisation du routage et la vérification des règles tout en offrant la liberté de personnaliser votre conception selon les besoins de l'application de votre dispositif. Lorsque vous regroupez plusieurs paires différentielles ou des traces unifilaires en réseaux, vous avez besoin d'un éditeur de règles et de contraintes de PCB qui facilite la définition des contraintes de correspondance de longueur pour chaque réseau.

Le routage de paires différentielles dans Altium 

Comprendre l'origine des difficultés

Si vous commencez le routage directement dans l'éditeur de mise en page, les traces sont placées en utilisant des règles de conception prédéfinies. Certains problèmes de routage surviennent en raison de conflits dans les paramètres des règles, surtout dans les logiciels de conception de mauvaise qualité. Un mauvais logiciel de conception peut en fait router automatiquement vos traces de manière incorrecte sur l'ensemble du circuit imprimé, et vous n'auriez aucune idée que cela s'est produit, sauf dans les cas les plus extrêmes. Cela est particulièrement vrai pour les paires différentielles.

Non seulement un mauvais logiciel de conception route les pistes et les paires différentielles de manière incorrecte, mais vous ne disposerez même pas des fonctionnalités de routage à moins de les acheter en tant que modules complémentaires. Cela vous laisse coincé à router à la main, à vérifier les tolérances de longueur à l'œil nu et à insérer des méandres manuellement. Vous devrez acheter ces fonctionnalités essentielles si vous souhaitez router même un petit nombre de pistes dans un laps de temps raisonnable, sans parler d'une attelle pour poignet pour ce nouveau cas de syndrome du canal carpien.

Une fois que vous êtes réellement en train de corriger les inadéquations de routage dans vos réseaux, vous aurez besoin d'un indicateur clair qui montre la discordance entre les pistes à extrémité unique voisines et entre chaque piste dans une paire différentielle. Cela devrait être aussi simple que de placer un indicateur visuel dans la vue de la disposition qui s'ajuste lorsque vous glissez des méandres dans vos pistes. Il n'y a aucune raison pour que votre indicateur de tolérance soit enfoui dans trois dialogues.

Tolérances de Routage dans un Environnement de Conception Unifié

Étant donné que le routage des paires différentielles, le traçage des longueurs, la définition des réseaux et le routage inter-couches sont généralement les parties les plus chronophages de la conception de PCB, votre logiciel de conception devrait inclure des fonctionnalités interactives qui accélèrent l'ensemble du processus tout en garantissant que vos tolérances de longueur sur vos réseaux de signaux seront respectées. Ces outils devraient être intégrés dans votre package logiciel ; il n'y a aucune raison pour que cette fonctionnalité critique ne soit disponible qu'en tant qu'option.

Avoir un logiciel qui vous informe d'un déséquilibre de longueur dans votre réseau est une chose, corriger ce déséquilibre en est une autre. Corriger un déséquilibre de longueur de trace nécessite de placer des méandres dans les traces les plus courtes du réseau afin qu'elles correspondent à la longueur de la trace la plus longue. Vos paramètres de correspondance de longueur et la géométrie des méandres devraient être facilement accessibles directement depuis la mise en page. Ajouter un chanfrein pour l'ajustement de la longueur devrait être aussi simple que de glisser la souris sur la trace non conforme.

Une fois que vous avez routé toutes vos connexions et corrigé vos traces non conformes, un environnement de conception unifié intègre votre mise en page dans des packages de simulation et d'analyse standard de l'industrie. Personne ne devrait avoir à exporter de son package de conception vers son programme de simulation. Travailler dans un environnement unifié vous donne accès à ces outils et vous permet de générer tous vos livrables de fabrication au sein d'un seul programme.

Le routage auto-interactif dans Altium

Routage dans l'environnement de conception unifié d'Altium

Altium utilise une interface unifiée qui rend le routage entre les composants intuitif, tout en intégrant votre conception avec des fonctionnalités avancées de simulation et de vérification des règles. Même si la tolérance de longueur est extrêmement sensible dans les dispositifs à haute vitesse, les outils de routage, les outils CAO et les fonctionnalités de vérification des règles sont là pour s'assurer que votre dispositif fonctionnera correctement. Toutes les commandes sont intuitives et faciles à localiser dans le programme.

Vous pouvez définir vos paires différentielles directement dans votre schéma et facilement capturer ces spécifications dans votre mise en page. Définir les règles de conception est simplifié en spécifiant des directives directement dans le schéma. Cela vous fournit un repère visuel pour indiquer vos paires différentielles directement dans le schéma et la mise en page. Les violations de règles peuvent être vérifiées individuellement ou par lots, et les violations ont un affichage intuitif qui rend facile la localisation et la correction de toute erreur de conception.

Si vous recherchez une solution de routage avancée qui vous donne le pouvoir de définir des règles de tolérance, vous avez besoin d'un logiciel de conception de PCB comme Altium. Les fonctionnalités de routage et l'outil ^® dans Altium vous permettent de définir vos réseaux de signaux, de poser automatiquement des traces et de router des composants à haute densité de broches comme les FPGA et les modules de mémoire. Les contraintes de routage critiques sont maintenues à l'aide de fonctionnalités automatiques de vérification des règles de conception.

Alors, quelle est la différence entre Altium et les autres entreprises ? Altium s'assure que vous disposez des ressources nécessaires pour réussir. Altium est facile à lire, facile d'accès et inclut des exemples et des cas d'utilisation pour des fonctionnalités de conception avancées. Vous aurez accès au forum AltiumLive, aux groupes d'utilisateurs, aux vidéos et aux webinaires fournis par des experts de l'industrie. Un solide réseau de soutien est à seulement quelques clics.

Ne laissez pas vos cartes dépérir sous le stress et les exigences de l'intégrité du signal. Utilisez un logiciel de conception de PCB qui se soucie de vous, le PCB, en tant qu'utilisateur et gère des outils conçus pour rendre chaque aspect de votre processus de conception interconnecté et unifié.

Vous pouvez maintenant télécharger une version d'essai gratuite du logiciel de conception de PCB que vous souhaitez utiliser pour vos conceptions. Pour en savoir plus sur Altium et comment ses fonctionnalités de routage peuvent vous aider à concevoir votre prochain PCB, parlez à un expert chez Altium.

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