Non lasciare che le tue reti non instradate siano tracce verso il nulla

Hai mai visto uno di quei film in cui un treno sfreccia lungo il binario e inizia ad attraversare un ponte solo per rendersi conto più avanti che i binari finiscono e il ponte non porta da nessuna parte? Questa è una situazione spaventosa e solo un macchinista attento, un tempo conosciuto come ingegnere ferroviario, può prevenire una catastrofe. Sebbene non sia catastrofico allo stesso modo, avere reti non collegate sulla tua scheda può creare il caos nel funzionamento del tuo PCB.

Le reti non collegate sono sostanzialmente circuiti aperti dove dovrebbero esserci delle connessioni. L'assenza di un percorso completato tra i pad dei componenti o tra pad e vie può causare un comportamento erratico del tuo circuito, causare disadattamenti di impedenza tra coppie differenziali e persino far sì che la tua scheda trattiene calore che può danneggiare componenti o la scheda stessa se parte di un sollievo termico. Poiché il tuo fabbricante di PCB potrebbe non riconoscere le reti non collegate, è imperativo che queste connessioni incomplete o mancanti siano identificate e risolte durante la progettazione per prevenire la fabbricazione di schede inutilizzabili e costi aggiuntivi non necessari. Con Altium Designer, hai a disposizione un pacchetto di progettazione unificato completo che ti permette di controllare le connessioni elettriche sul tuo schema, le connessioni di rete sul layout del tuo PCB e apportare facilmente le modifiche necessarie. Esploriamo questi strumenti per identificare e risolvere eventuali reti non collegate che potrebbero essere presenti nel tuo progetto.

Come Identificare le Reti Non Collegate

La responsabilità di assicurarsi che il tuo schema sia completamente connesso ricade su di te. Se il tuo progetto include circuiti integrati (IC), c'è una buona possibilità che tu abbia pin che non si collegano esternamente o che sono inutilizzati. Per questo motivo, dovresti fare affidamento sulla documentazione dei tuoi componenti per realizzare le connessioni dello schema. Un suggerimento che potresti trovare utile è quello di creare un disegno o un diagramma a blocchi che mostri le connessioni dei tuoi componenti e usarlo come guida per il tuo schema. Per circuiti semplici, questo disegno può anche essere utilizzato per controllare visivamente il tuo schema alla ricerca di reti non instradate. Tuttavia, a causa della complessità della maggior parte dei circuiti, vorrai eseguire un controllo delle regole elettriche o elettroniche (ERC) sul tuo schema.

Identificare le Reti Non Instradate sul Tuo Schema

Una volta completato il design dello schema e prima di convertirlo in PCB, dovresti eseguire un ERC. Generalmente, un ERC valuterà le connessioni elettriche; inclusi percorsi, etichettatura e parametri, e ti fornirà un elenco di violazioni. Queste violazioni si basano sulle regole e sull'opzione di livello di segnalazione che hai selezionato durante la configurazione dell'ERC. Sebbene alcuni pacchetti software di progettazione PCB prevedano la creazione di una netlist o l'esecuzione di un ERC come un passaggio aggiuntivo separato del design, in Altium Designer l'ERC fa parte della conversione o compilazione che genera il layout del tuo PCB. Il numero di controlli e violazioni possibili è esteso e include un numero di controlli che si occupano specificamente delle reti. Tra queste possibili violazioni delle reti che possono impedire una compilazione di successo, quelle più utili per identificare le reti non collegate sono elencate di seguito.

• Fili non connessi

• Oggetti non connessi nella rete

• Reti contenenti pin di ingresso flottanti

• Reti con un solo pin

• Segnali senza driver

• Segnali senza carico

• Assenza della rete positiva in una coppia differenziale

• Assenza della rete negativa in una coppia differenziale

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La lista sopra non include reti etichettate in modo errato, reti con parametri incorretti o mancanti e altre violazioni delle reti che sono rilevabili con l'ERC e devono essere corrette prima che il layout del tuo PCB possa essere generato.

Identificare una Rete Non Connessa sul Tuo Layout PCB

Assicurarsi che il tuo schema passi con successo l'ERC senza violazioni dovrebbe essere un requisito affinché il tuo design possa procedere al layout del PCB. In Altium Designer, questa qualificazione della connessione elettrica è un prerequisito che garantisce di iniziare il layout del PCB con tutti i componenti completamente connessi. Dal layout del PCB, puoi utilizzare il nido di ratti, che fornisce una rappresentazione grafica e codificata a colori di tutte le connessioni tra i pin, in congiunzione con la funzionalità di routing interattivo o autorouting (in contrasto con il routing manuale) per posizionare i tuoi componenti e apportare le modifiche necessarie per garantire un layout del PCB completamente connesso. In Altium Designer, questi schemi sono combinati in risorse di routing auto-interattivo, PCB ActiveRoute, per instradare facilmente tracce multiple, aggirare oggetti e accelerare il processo di routing.

Assicurarsi che i tuoi componenti siano completamente connessi come definito dal tuo schema non significa che le tue piste siano accettabili per la fabbricazione della scheda. Tipicamente, ci saranno problemi di distanza minima e spaziatura e se la tua scheda è multistrato dovrai aggiungere vie e le piste per esse. Per affrontare con successo queste preoccupazioni di routing, così come altre specifiche della scheda che influenzano la fabbricazione, è necessario eseguire un controllo delle regole di progettazione (DRC) sul layout del tuo PCB. Il DRC ti permette di identificare e definire direttamente le regole per i pin non connessi e i percorsi non connessi. Inoltre, puoi specificare e dare priorità alle regole per il routing di vie e coppie differenziali, distanze minime e larghezze delle piste, tutto ciò che può richiedere il rerouting delle tue reti PCB.

Come Risolvere le Reti Non Collegate

Per un design PCB fabbricabile, la risoluzione delle reti non collegate può essere definita come il processo di assicurarsi che tutte le connessioni di rete siano complete e rientrino nei limiti elettrici e meccanici accettabili. Questo può essere raggiunto seguendo i passaggi sottostanti.

Passaggi per Risolvere le Reti Non Collegate

Passo 1: Definire le regole ERC per le reti del tuo schema.

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Questo viene fatto impostando le specifiche dell'ERC in modo tale che le reti incomplete o mancanti sullo schema vengano segnalate come violazioni. Questo si fa nella finestra Opzioni per il Progetto, a cui si può accedere cliccando su Opzioni Progetto dal menu a tendina Progetto o facendo clic con il tasto destro in qualsiasi punto dello schema. Da questa finestra, clicca sulla scheda Segnalazione Errori e scorri fino alla sezione Violazioni Associate alle Reti.

Imposta le violazioni delle reti da segnalare

Qui puoi impostare il tipo di violazione da segnalare. Non segnalare o impostare una violazione da segnalare significa che potrebbe essere trascurata e non corretta.

Passo 2: Correggi le violazioni delle reti non collegate dell'ERC per il tuo schema.

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Correggere le violazioni dell'ERC che impattano sulle reti del tuo schema può includere uno o più dei seguenti passaggi:

• aggiungere o rimuovere componenti dalle reti

• collegare i pin alle reti o scollegarli

• modificare etichette e parametri delle reti

Passo 3: Definisci le regole DRC per le reti del tuo PCB.

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Dal file della tua PCB, *.PcbDoc, clicca sul menu a tendina Strumenti e clicca su Controllo Regole di Progettazione. Questo strumento permette di configurare o definire tutte le regole per il layout della tua PCB; incluse quelle per controllare le reti non collegate. Il DRC può anche essere configurato in modo che queste violazioni degli algoritmi vengano mostrate in tempo reale (online) mentre completi il design del tuo circuito o tutte in una volta (batch).

Configura le regole di progettazione PCB

Passo 4: Correggi le violazioni delle reti non collegate del DRC per il layout della tua PCB.

Per le regole del DRC impostate su online, puoi apportare correzioni per alleviare le violazioni delle reti non collegate in tempo reale. Che tu scelga di utilizzare l'opzione online o meno, un DRC batch dovrebbe sempre essere eseguito prima di assemblare il tuo pacchetto di progettazione e inviarlo al tuo produttore. Se vengono trovate reti non collegate o altre violazioni, puoi utilizzare una combinazione di instradamento, posizionamento e modifiche agli spazi per correggere gli errori e rieseguire il DRC batch. Continua questo ciclo di correzione degli errori e esecuzione del DRC fino a quando non esistono violazioni.

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Note Aggiuntive:

• Altium Designer offre una vasta gamma di regole predefinite che nella maggior parte dei casi saranno sufficienti per il tuo progetto di circuito. Tuttavia, il Design Rule Wizard fornisce una semplice guida passo dopo passo per la creazione di nuove regole, se necessario.

Crea facilmente una nuova regola di progetto

• Dal tuo schema, *SchDoc, Altium Designer ti permette di importare ed esportare netlist in vari formati per facilitarne l'uso su diverse piattaforme di progettazione. Queste possono essere accessibili cliccando su Netlist nel menu a tendina Design, mentre il tuo file schematico è attivo.

• Dal tuo file PCB, ci sono numerose opzioni per la modifica, la pulizia e la configurazione delle reti. Queste possono essere accessibili cliccando su Netlist nel menu a tendina Design, mentre il tuo file PCB è attivo.

Quando si progettano schede complesse o densamente popolate può essere facile trascurare una connessione tra i componenti. Tuttavia, ciò è paragonabile a costruire un ponte che in sostanza non porta da nessuna parte. Non riuscire a individuare e correggere le reti non collegate durante la progettazione può non solo causare un comportamento erratico del circuito, ma può anche causare danni ai componenti o alla scheda. In entrambi i casi, sarà necessario ulteriore tempo per correggere il progetto del circuito e rimanufacturare, il che significa costi di sviluppo non necessari.

Fortunatamente, Altium Designer, il pacchetto di sviluppo più avanzato e completo dell'industria del software per PCB, offre una serie di strumenti per verificare il tuo progetto ed evitare costi non necessari; inclusa la garanzia che il tuo design non includa connessioni non instradate. Utilizzando controlli di schema e design PCB, autorouting e altri strumenti puoi facilmente identificare e risolvere le reti non instradate. Puoi esplorare queste e altre capacità di Altium Designer ottenendo qui la tua prova gratuita.

Per maggiori informazioni su come puoi identificare e risolvere le reti non instradate, parla con un esperto di design PCB di Altium.