Considerazioni sul Layout PCB: Tolleranza di Abbinamento della Lunghezza delle Coppie Differenziali ed Evitare Violazioni

Districare i capelli di mia figlia mi ricorda il districare le tracce dei PCB. Tutto deve essere impostato su strati, e il crossover dovrebbe essere evitato. Districare i capelli di una bambina di 9 anni non richiede tanto tempo quanto tracciare le tracce dei PCB, ma i risultati sono altrettanto dolorosi se non eseguiti correttamente. Idealmente, però, i capelli di tua figlia non dovrebbero causare cortocircuiti elettronici o piccoli incendi.

Tracciare le tracce in un layout è probabilmente l'attività di progettazione più importante e che richiede più tempo. Nel design ad alta velocità, le lunghezze delle tracce devono essere estremamente accurate e rientrare in tolleranze particolari. Tenere traccia dell'impedenza caratteristica, dell'integrità del segnale, degli stackup dei layer e della larghezza delle tracce può diventare noioso, richiedere molto tempo e estremamente difficile per qualsiasi strumento da compiere automaticamente.

Puoi superare i colli di bottiglia di routing più difficili e massimizzare la produttività quando lavori con il miglior software di progettazione PCB. Oltre a utilizzare i migliori strumenti di routing automatico e di tolleranza della lunghezza, hai bisogno di accesso agli strumenti di simulazione richiesti dall'industria. In questo modo, puoi fidarti dei tuoi progetti per superare qualsiasi impedenza che ostacola il percorso del tuo dispositivo e fornire i migliori design di schede elettroniche possibili.

Routing ad Alta Velocità e Corrispondenza della Tolleranza di Lunghezza

I segnali ad alta velocità sono quelli che più probabilmente interagiscono con altri segnali, e viceversa. La maggior parte degli ingegneri posiziona questi segnali per primi per garantire che le regole di routing prescritte possano essere seguite. Tra le regole di routing ad alta velocità più critiche vi è la corrispondenza della tolleranza di lunghezza, nota anche come accordatura della lunghezza. Il routing di coppie differenziali e a terminazione singola sul tuo PCB è quel compito critico che collega componenti disparati in un sistema funzionante.

Il routing di tracce multiple deve essere estremamente preciso nei sistemi digitali ad alta velocità. Quando i dati digitali vengono inviati attraverso componenti con più ingressi, come un IC di porta logica, i segnali devono arrivare a tutti gli ingressi contemporaneamente. Man mano che le velocità di trasferimento dati aumentano nei dispositivi elettronici, la quantità accettabile di disallineamento tra tracce multiple diventa progressivamente più piccola. Le lunghezze delle tracce devono essere precisamente abbinate per evitare di creare errori di dati nel tuo dispositivo.

La corrispondenza della tolleranza di lunghezza nelle coppie differenziali è inoltre essenziale per garantire che i segnali siano sincronizzati. Quando le interconnessioni dei componenti in una rete non sono abbinate, il tuo software dovrebbe notificarti con un indicatore direttamente sul layout. Non tutti i software rendono facile correggere un disallineamento di lunghezza. Diversi programmi hanno procedure e strumenti differenti per accordare le lunghezze delle tracce e l'aggiustamento delle lunghezze delle tracce dovrebbe essere semplice come qualsiasi comando di trascinamento e rilascio.

Non tutte le reti sono create uguali. Il tuo software di progettazione PCB dovrebbe bilanciare l'automazione del routing e il controllo delle regole con la libertà di personalizzare il tuo design in base alle esigenze dell'applicazione del tuo dispositivo. Quando raggruppi più coppie differenziali o tracce monoterminale in reti, hai bisogno di un editor di regole e vincoli PCB che renda facile definire vincoli di abbinamento di lunghezza per ogni rete.

Il routing di coppie differenziali in Altium 

Capire Da Dove Nasce il Problema

Se inizi il routing direttamente nell'editor di layout, le tracce vengono posizionate utilizzando regole di progettazione predefinite. Alcuni problemi di routing sorgono a causa di impostazioni di regole in conflitto, specialmente in pacchetti di progettazione scadenti. Un software di progettazione di scarsa qualità può effettivamente instradare automaticamente le tue tracce in modo errato su tutta la scheda, e non avresti idea che ciò sia accaduto tranne nei casi più estremi. Questo è particolarmente vero per le coppie differenziali.

Non solo un software di progettazione scadente instrada tracce e coppie differenziali in modo errato, ma non ti verranno nemmeno fornite le funzionalità di instradamento a meno che tu non le acquisti come componenti aggiuntivi. Questo ti lascia bloccato a instradare manualmente, a controllare le tolleranze di lunghezza ad occhio e a inserire meandri manualmente. Dovrai acquistare queste funzionalità essenziali se vuoi instradare anche un piccolo numero di tracce in un tempo ragionevole, per non parlare di un tutore per il polso per quella nuova sindrome del tunnel carpale.

Una volta che sei effettivamente nel processo di correzione di eventuali disallineamenti di instradamento nelle tue reti, avrai bisogno di un indicatore chiaro che mostri la discrepanza tra tracce singole adiacenti e tra ogni traccia in una coppia differenziale. Dovrebbe essere semplice come posizionare un indicatore visivo nella vista del layout che si aggiusta mentre trascini i meandri nelle tue tracce. Non c'è motivo per cui il tuo indicatore di tolleranza debba essere sepolto in tre dialoghi.

Tolleranze di Instradamento in un Ambiente di Progettazione Unificato

Poiché il routing delle coppie differenziali, il tracciamento delle lunghezze, la definizione delle reti e il routing tra strati sono tipicamente le parti più dispendiose in termini di tempo nella progettazione di PCB, il tuo software di progettazione dovrebbe includere funzionalità interattive che accelerano l'intero processo pur garantendo che le tolleranze di lunghezza sulle tue reti di segnale saranno rispettate. Questi strumenti dovrebbero essere integrati nel tuo pacchetto software; non c'è motivo per cui questa caratteristica critica dovrebbe essere disponibile solo come un componente aggiuntivo.

Avere il software che ti notifica un disallineamento di lunghezza nella tua rete è una cosa, correggere questo disallineamento è un'altra. Correggere un disallineamento di lunghezza di traccia richiede di posizionare dei meandri nelle tracce più corte della rete in modo che corrispondano alla lunghezza della traccia più lunga. Le impostazioni di corrispondenza della lunghezza e la geometria dei meandri dovrebbero essere facilmente accessibili direttamente dal layout. Aggiungere un smusso per la regolazione della lunghezza dovrebbe essere semplice come trascinare il mouse sulla traccia non corrispondente.

Una volta che hai instradato tutte le tue connessioni e sistemato le tue tracce non corrispondenti, un ambiente di progettazione unificato integra il tuo layout in pacchetti di simulazione e analisi standard del settore. Nessuno dovrebbe dover esportare dal proprio pacchetto di progettazione al proprio programma di simulazione. Lavorare in un ambiente unificato ti dà accesso a questi strumenti e ti permette di generare tutti i tuoi deliverable per il produttore all'interno di un unico programma.

Routing auto-interattivo in Altium

Routing nell'Ambiente di Progettazione Unificato di Altium

Altium utilizza un'interfaccia unificata che rende l'instradamento tra i componenti intuitivo, integrando al contempo il tuo progetto con funzionalità avanzate di simulazione e verifica delle regole. Anche se la tolleranza di lunghezza è estremamente sensibile nei dispositivi ad alta velocità, gli strumenti di routing, gli strumenti CAD e le funzionalità di verifica delle regole sono pensati per assicurare che il tuo dispositivo funzioni correttamente. Tutti i comandi sono intuitivi e facili da localizzare all'interno del programma.

Puoi definire le tue coppie differenziali direttamente nel tuo schema e catturare facilmente queste specifiche nel tuo layout. Definire le regole di progettazione è semplificato da specificare direttive direttamente nello schema. Questo ti fornisce un indizio visivo per indicare le tue coppie differenziali direttamente nello schema e nel layout. Le violazioni delle regole possono essere controllate individualmente o in batch, e le violazioni hanno un display intuitivo che rende facile localizzare e correggere eventuali errori di progettazione.

Se stai cercando una soluzione di routing avanzata che ti dia il potere di definire regole di tolleranza, hai bisogno di un pacchetto software per la progettazione di PCB come Altium. Le funzionalità di routing e lo strumento^® in Altium ti permettono di definire le tue reti di segnale, posare automaticamente le tracce e instradare componenti ad alta densità di pin come FPGA e moduli di memoria. Le restrizioni critiche di routing sono mantenute utilizzando funzionalità automatiche di controllo delle regole di progettazione.

Quindi, qual è la differenza tra Altium e altre aziende? Altium si assicura che tu abbia le risorse necessarie per il successo. Altium è facile da leggere, facile da accedere e include esempi e casi d'uso per funzionalità di progettazione avanzate. Avrai accesso al forum AltiumLive, ai gruppi di utenti, ai video e ai webinar forniti da esperti del settore. Una forte rete di supporto è a pochi clic di distanza.

Non lasciare che le tue schede appassiscono sotto lo stress e le esigenze dell'integrità del segnale. Usa un software di progettazione PCB che si preoccupa di te, del PCB, come suo utente e gestisce strumenti progettati per far sentire ogni aspetto del tuo processo di progettazione interconnesso e unificato.

Ora puoi scaricare una prova gratuita del software di layout PCB che desideri utilizzare per i tuoi progetti. Per scoprire di più su Altium e su come le sue funzionalità di routing possono aiutarti a progettare il tuo prossimo PCB, parla con un esperto di Altium.

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