Réglage de la longueur dans le panneau des propriétés

Les PCB à haute vitesse nécessitent souvent l'ajustement de groupes de pistes, à la fois simples et différentielles, pour garantir que les signaux se déplaçant dans un canal physique arriveront à un composant récepteur dans une différence de temps prescrite. Altium Designer inclut des outils puissants qui vous permettent de résoudre de telles tâches rapidement et avec une haute qualité. Étudiez ce document et obtenez le résultat souhaité encore plus rapidement.

Pourquoi utilise-t-on l'ajustement de longueur ?

La plupart des interfaces à haute vitesse contiennent des interfaces sérielles qui sont routées comme des paires différentielles, ou elles contiennent des bus à terminaison unique parallèles qui fonctionnent à des fréquences élevées. Certaines interfaces utilisent plusieurs paires différentielles en parallèle pour envoyer des données entre les composants. Des exemples de telles interfaces incluent USB, PCIe, les interfaces mémoire DDR3/DDR4, les canaux SerDes, et bien d'autres.

Pour que ces interfaces fonctionnent correctement, il est nécessaire que les signaux envoyés de l'émetteur au récepteur arrivent avec un écart de temps limité. Ce problème est résolu en alignant les longueurs de groupe de pistes dans une certaine tolérance de décalage. Cela se fait en ajoutant une section de retard aux pistes les plus courtes sous forme d'accordéons, de trombones, ou d'un motif en dents de scie. Au sein d'une paire différentielle, des segments d'ajustement de longueur sont également utilisés pour garantir que le décalage de temps est éliminé, ce qui aide également l'interface à supprimer le bruit qui peut être présent dans le signal différentiel reçu.

Options de réglage dans Altium Designer

Altium Designer dispose de deux outils pour l'alignement :

    Réglage interactif de la longueur – pour les pistes uniques ;

    Réglage interactif de la longueur des paires différentielles – pour les paires différentielles.

Après avoir lancé l'outil, il y a trois motifs d'ajustement de longueur à choisir dans le panneau Propriétés.

Motif Accordéon

Accordéon est le motif de réglage de longueur de réseau le plus couramment utilisé. Le panneau Propriétés est utilisé pour ajuster la forme, l'amplitude et le pas des segments d'accordéon. Vous pouvez changer tous ces paramètres dynamiquement avec les raccourcis clavier pendant la création.

Fonctionnalités supplémentaires lors du travail avec l'accordéon placé :

Déplacer/Redimensionner

Sélectionnez l'accordéon, puis cliquez à gauche à l'intérieur du cadre pour le déplacer le long de la piste. Déplacez les côtés ou les coins du cadre pour redimensionner.

Rotation

Appuyez sur R pendant la rotation pour activer un multiple de 45 degrés.

Conseils pratiques pour l'application du motif Accordéon :

• Préféré pour les signaux à haute vitesse et les paires différentielles ;
• La distance de dégagement optimale doit être >3H, pour les paires différentielles >5H. La longueur maximale des segments ne doit pas dépasser 15H. Cela réduira l'interaction des champs électromagnétiques des segments voisins.
• Il est préférable d'utiliser les styles de rotation Mitered Arcs ou Rounded.

H est la hauteur de soulèvement de la piste au-dessus du plan de référence le plus proche.

Modèle de Trombone

Le Trombone utilise le concept de manchon d'accord et peut être positionné sur les courbes de piste même dans des espaces restreints pour remplir l'espace de manière efficace. Dans le panneau des propriétés, vous pouvez configurer la forme, le pas et la position des segments de trombone. Vous pouvez également changer dynamiquement un certain nombre de paramètres en utilisant les raccourcis clavier directement pendant la construction.

Options supplémentaires lors du travail avec le trombone placé :

Déplacer/Redimensionner

Différents modes de déplacement et de changement de forme sont disponibles en utilisant les touches Ctrl et Shift .

Conseils pratiques pour l'application du modèle de Trombone :

• Utile dans les espaces restreints, en cas d'obstacles ;
• La dégagement optimal du segment doit être >3H, pour les paires différentielles >5H. La longueur maximale des segments ne doit pas dépasser 15H. Cela réduira l'interaction des champs électromagnétiques pour les segments voisins
• Il est préférable d'utiliser des arcs chanfreinés ou des styles arrondis.
• Non recommandé pour l'ajustement de phase des pistes et des paires différentielles.

H est la hauteur de soulèvement de la piste au-dessus du plan de référence le plus proche.

Motif en dents de scie

Le motif en dents de scie utilise le concept de manchon de réglage et peut être placé sur les courbes des pistes. Il aide à régler la longueur plus précisément. Dans le panneau des propriétés, vous pouvez configurer l'angle, la largeur, la hauteur et le début de la «dents de scie». Vous pouvez également changer dynamiquement la hauteur en utilisant les «touches de raccourci» directement pendant la construction.

Options supplémentaires lors du travail avec le motif en dents de scie :

Déplacer/Redimensionner

Différents modes de déplacement et de changement de forme sont disponibles en utilisant les touches Ctrl et Shift.

Conseils pratiques pour utiliser les motifs en dents de scie pour l'ajustement de longueur :

• Le motif est utile dans les espaces restreints et peut être utilisé pour contourner les vias;
• Préféré pour l'alignement de phase de signal dans une paire différentielle;
• Les angles aigus pour les signaux à haute vitesse ne sont pas souhaitables;
• Placer les dents de scie aussi près que possible de l'endroit où le désalignement s'est produit.
• Il est préférable de rendre la longueur totale de la structure de désajustement plus courte

L'image ci-dessous montre quelques lignes directrices conservatrices pour l'utilisation d'une structure de motif en dents de scie sur un PCB, particulièrement dans les deux traces d'une paire différentielle. Ces lignes directrices sont appropriées pour des interfaces plus lentes avec des taux de transition d'environ 1 ns. Une limite sur l'espacement maximal à l'intérieur de la section de motif en dents de scie est <2S avec une largeur de dent <3W. S est l'espacement entre les pistes, W est la largeur de piste dans la paire différentielle. Dans les interfaces plus lentes, ces lignes directrices sont connues pour fournir l'appariement de longueur requis mais sans entraîner de réflexions excessives à l'entrée dans la section de réglage de longueur.

Dans les interfaces beaucoup plus rapides, ces directives ne sont pas toujours vraies, et il devient préférable de dimensionner soigneusement la largeur et l'espacement entre les paires différentielles pour éviter un excès d'impédance et un décalage de propagation excessif entre les deux pistes de la paire. Cela signifie que le concepteur doit utiliser l'outil Layer Stackup Manager dans Altium Designer pour obtenir une bonne estimation initiale de la largeur et de l'espacement optimaux des pistes, suivi de l'utilisation d'un simulateur d'interconnexion pour déterminer plus clairement la conformité du canal. Une fois les limites de réglage de longueur appropriées vérifiées, elles peuvent être placées dans une mise en page PCB en utilisant les fonctionnalités de routage interactif dans l'éditeur PCB d'Altium Designer.

• En savoir plus sur les fonctionnalités de routage PCB dans Altium Designer