'Properties(속성)' 패널에서의 길이 조정

고속 PCB는 물리적 채널에서 이동하는 신호가 규정된 시간 차이 안에 일부 수신 컴포넌트에 도착하도록 하기 위해 트랙 그룹 조정(단일 및 차동 모두)을 필요로 하는 경우가 많습니다. Altium Designer에는 이러한 작업을 고품질로 빠르게 처리할 수 있게 해 주는 강력한 도구가 포함되어 있습니다. 이 문서를 참고하여 원하는 결과를 훨씬 빠르게 얻어 보세요.

길이 조정이 사용되는 이유

대부분의 고속 인터페이스에는 차동 쌍으로 라우팅되는 직렬 인터페이스 또는 고주파수에서 작동하는 병렬 단일 종단 버스가 포함되어 있습니다. 일부 인터페이스는 여러 차동 쌍을 병렬로 사용하여 컴포넌트 간에 데이터를 전송합니다. 이러한 인터페이스의 예로는 USB, PCIe, DDR3/DDR4 메모리 인터페이스, SerDes 채널 등이 있습니다.

이러한 인터페이스가 제대로 작동하려면 송신기에서 수신기로 전송되는 신호가 제한된 시간 불일치 안에 도착해야 합니다. 이 문제는 일부 불일치 허용 오차 내에서 트랙 그룹의 길이를 맞춰 해결할 수 있습니다. 즉 더 짧은 트랙에 아코디언, 트롬본 또는 톱니 패턴의 형태로 지연 섹션을 추가하면 됩니다. 차동 쌍 내에서 길이 조정 세그먼트는 타이밍 불일치를 제거하는 데에도 사용되며, 이는 인터페이스가 수신된 차동 신호에 존재할 수 있는 노이즈를 억제하는 데에도 도움이 됩니다.

Altium Designer의 조정 옵션

Altium Designer에는 맞춤을 위한 도구가 두 가지 있습니다.

    Interactive Length Tuning(인터랙티브 길이 조정) – 단일 트랙의 경우

    Interactive Diff Pair Length Tuning(인터랙티브 차동 쌍 길이 조정) – 차동 쌍의 경우

도구를 실행한 후에는 'Properties(속성)' 패널에서 세 가지 길이 조정 패턴 중 하나를 선택할 수 있습니다.

Accordion(아코디언) 패턴

Accordion(아코디언)은 가장 흔히 사용되는 네트 길이 조정 패턴입니다. 'Properties(속성)' 패널에서 아코디언 세그먼트의 모양, 진폭 및 피치를 조정할 수 있습니다. 생성 중에 단축키를 사용하여 이러한 모든 매개변수를 동적으로 변경할 수 있습니다.

배치된 아코디언으로 작업할 때의 추가 기능은 다음과 같습니다.

이동/크기 조정

트랙을 따라 이동하려면 아코디언을 선택한 후 프레임워크 안쪽을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭합니다. 크기를 조정하려면 측면 또는 프레임 모서리를 움직이세요.

회전

회전 시 R 키를 누르면 45도 씩 회전됩니다.

아코디언 패턴을 적용하기 위한 실용적인 지침은 다음과 같습니다.

• 고속 신호 및 차동 쌍에 적합합니다.
• 최적의 세그먼트 간격은 >3H이며, 차동 쌍의 경우 >5H입니다. 세그먼트의 최대 길이는 15H를 넘지 않습니다. 이는 인접한 세그먼트의 전자기 필드 상호 작용을 줄입니다.
• 'Mitered Arcs(각진 호)' 또는 'Rounded(둥근 모서리)' 회전 스타일을 사용하는 것이 좋습니다.

H는 가장 가까운 기준면 위의 트랙 리프트 높이입니다.

Trombone(트롬본) 패턴

Trombone(트롬본)은 조정 슬리브의 개념을 사용하며, 좁은 장소에서도 트랙 벤드에 배치하여 공간을 효율적으로 채울 수 있습니다. 'Properties(속성)' 패널에서 트롬본 세그먼트의 모양, 피치 및 위치를 구성할 수 있습니다. 또한 구성 중에 바로 단축키를 사용하여 여러 매개변수를 동적으로 변경할 수도 있습니다.

배치된 트롬본으로 작업할 때의 추가 옵션은 다음과 같습니다.

이동/크기 조정

Ctrl 및 Shift 키를 사용하여 이동 및 모양을 다양하게 변경할 수 있습니다.

트롬본 패턴을 적용하기 위한 실용적인 지침은 다음과 같습니다.

• 장애물이 있거나 좁은 장소에서 유용합니다.
• 최적의 세그먼트 간격은 >3H이며, 차동 쌍의 경우 >5H입니다. 세그먼트의 최대 길이는 15H를 넘지 않습니다. 이는 인접한 세그먼트에 대한 전자기 필드 상호 작용을 줄입니다.
• 'Mitered Arcs(각진 호)' 또는 'Rounded(둥근 모서리)' 스타일을 사용하는 것이 좋습니다.
• 트랙 위상 및 차동 쌍을 조정하는 데는 권장되지 않습니다.

H는 가장 가까운 기준면 위의 트랙 리프트 높이입니다.

Sawtooth(톱니) 패턴

Sawtooth(톱니)는 조정 슬리브의 개념을 사용하며, 트랙 벤드에 배치될 수 있습니다. 이는 길이를 더 정확하게 조정하는 데 도움이 됩니다. 'Properties(속성)' 패널에서 '톱니'의 각도, 폭, 높이 및 시작을 구성할 수 있습니다. 또한 구성 중에 바로 '단축키'를 사용하여 높이를 동적으로 변경할 수도 있습니다.

배치된 톱니 패턴으로 작업할 때의 추가 옵션은 다음과 같습니다.

이동/크기 조정

Ctrl 및 Shift 키를 사용하여 이동 및 모양을 다양하게 변경할 수 있습니다.

길이 조정에 톱니 패턴을 사용하기 위한 실용적인 지침은 다음과 같습니다.

• 톱니 패턴은 좁은 장소에서 유용하며, 비아 주위를 라우팅하는 데 사용할 수 있습니다.
• 차동 쌍의 신호 위상 맞춤에 적합합니다.
• 고속 신호에는 예각을 사용하지 않는 것이 좋습니다.
• 톱니는 맞춤 불량이 발생한 위치에 최대한 가깝게 배치합니다.
• 불일치 구조의 전체 길이는 짧게 만드는 것이 좋습니다.

아래의 이미지는 PCB, 특히 차동 쌍의 두 트레이스에서 톱니 패턴 구조를 사용하는 것에 대한 몇 가지 보수적인 지침을 보여 줍니다. 이러한 지침은 에지 속도가 1ns 정도로 느린 인터페이스에 적합합니다. 톱니 패턴 섹션 내 최대 간격에 대한 제한은 <2S이며, 톱니 폭은 <3W입니다. S는 트랙 간의 간격이며, W는 차동 쌍의 트랙 폭입니다. 느린 인터페이스에서는 이러한 지침이 필수 길이 일치를 제공하되 길이 조정 섹션에 대한 입력에서 과도한 반사를 일으키지 않는 것으로 알려져 있습니다.

훨씬 더 빠른 인터페이스에서는 이러한 지침이 항상 효과가 있는 것은 아니므로 차동 쌍 간의 간격과 폭을 신중하게 조정하여 쌍의 두 트레이스 사이에서 과도한 임피던스 및 전파 지연 불일치를 방지하는 것이 좋습니다. 즉, 설계자는 Altium Designer의 Layer Stackup Manager 도구를 사용하여 최적의 트레이스 폭 및 간격을 초기에 정확하게 예측한 후 상호 연결 시뮬레이터를 사용하여 채널 준수를 더욱 명확하게 확인해야 합니다. 적절한 길이 조정 제한이 검증되고 나면 Altium Designer의 PCB Editor에 있는 인터랙티브 라우팅 기능을 사용하여 PCB 레이아웃에 배치할 수 있습니다.

• Altium Designer의 PCB 라우팅 기능에 대해 자세히 알아보기