Ajuste de Comprimento Relativo com xSignals

Zachariah Peterson
|  Criada: Setembro 2, 2022  |  Atualizada: Julho 1, 2024
Ajuste de Comprimento

Interfaces de alta velocidade são comumente construídas como barramentos seriais roteados como pares diferenciais, ou como barramentos paralelos que operam em altas taxas de clock. Esses barramentos requerem que os traços no barramento tenham comprimentos combinados para que o grupo de sinais possa chegar a um componente receptor dentro de uma janela de clocking necessária. Esse ajuste de comprimento é limitado pelo comprimento do sinal de clocking e pelo tempo de subida dos sinais que viajam no barramento.

Por exemplo, em uma interface de memória DDR3/4: cada um dos oito bits de dados tem um strobe de dados associado, bem como um clock diferencial. Como os dados são capturados a partir do strobe, os bits de dados associados ao strobe devem ter comprimentos muito próximos ao do seu bit de strobe. Em outros protocolos, como o CSI-2, existem múltiplos pares diferenciais roteados em paralelo que se conectam a uma interface de câmera. Esses pares diferenciais devem ter traços combinados dentro de cada par, e os pares devem ser combinados entre si.

As ferramentas de ajuste de comprimento no seu software de design de PCB podem ajudá-lo a colocar e ajustar essas estruturas muito facilmente. O Altium Designer inclui essas ferramentas e elas podem ser usadas para ajustar facilmente os comprimentos das redes com base em tolerâncias de desajuste de tempo ou tolerâncias de desajuste de comprimento. A ferramenta xSignals também pode ser usada para criar regras de design especiais para interfaces de alta velocidade específicas e implementar as melhores práticas para interfaces seriais e paralelas.

Ferramentas de Ajuste de Comprimento

O Altium Designer tem duas ferramentas para aplicar seções de ajuste de comprimento em um layout de PCB:

 - Ajuste de Comprimento Interativo – para trilhas únicas;

 - Ajuste de Comprimento Interativo de Pares Diferenciais – para pares diferenciais.

Existem 3 padrões disponíveis para ajuste de comprimento: Acordeão, Trombone e Serra.

Usando xSignals para Ajuste de Comprimento

Antes de começar o ajuste de comprimento, você deve criar classes de redes especiais. Depois disso, elas podem ser usadas nas regras de ajuste de comprimento. Tanto as classes de redes quanto as classes xSignals podem ser usadas para ajuste de comprimento. Mas, se quisermos aplicar Ajuste Relativo, apenas as classes xSignals devem ser usadas. Você pode criá-las manualmente ou usar um assistente especial.

Redes

xSignals

Assistente de Múltiplos Chips xSignals

O Assistente pode ser usado para criar automaticamente xSignals, classes de xSignals e regras de Comprimento Correspondente para vários circuitos comuns de interface e memória.

Regras de Ajuste de Comprimento

Se você usar o Assistente de Múltiplos Chips xSignals, regras de Comprimentos Correspondentes serão criadas além dos xSignals e classes de xSignals.

Usando a Ferramenta de Ajuste de Comprimento

Após configurar as regras de Comprimentos Correspondentes, é conveniente usar o painel PCB para visualizar a faixa de comprimentos de rede na classe de xSignals selecionada.

Inicie a ferramenta Ajuste de Comprimento Interativo  e clique em uma trilha que você deseja estender.

A imagem acima mostra o ajuste de comprimento usando distância como restrição, mas também é possível realizar o ajuste usando desajuste de atraso como restrição. É bastante comum usar o tempo de subida de um sinal para definir a restrição de desajuste de atraso no Editor de Regras e Restrições do PCB, embora isso exija conhecer o tempo de subida do sinal antes de configurar as regras de design. Uma vez definido como uma regra de design para seus sinais, a ferramenta de ajuste de comprimento exibirá unidades de tempo em vez de unidades de comprimento.

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Sobre o autor

Sobre o autor

Zachariah Peterson tem vasta experiência técnica na área acadêmica e na indústria. Atualmente, presta serviços de pesquisa, projeto e marketing para empresas do setor eletrônico. Antes de trabalhar na indústria de PCB, lecionou na Portland State University e conduziu pesquisas sobre teoria, materiais e estabilidade de laser aleatório. A experiência de Peterson em pesquisa científica abrange assuntos relacionados aos lasers de nanopartículas, dispositivos semicondutores eletrônicos e optoeletrônicos, sensores ambientais e padrões estocásticos. Seu trabalho foi publicado em mais de uma dezena de jornais avaliados por colegas e atas de conferência, além disso, escreveu mais de dois mil artigos técnicos sobre projeto de PCB para diversas empresas. É membro da IEEE Photonics Society, da IEEE Electronics Packaging Society, da American Physical Society e da Printed Circuit Engineering Association (PCEA). Anteriormente, atuou como membro com direito a voto no Comitê Consultivo Técnico de Computação Quântica do INCITS, onde trabalhou em padrões técnicos para eletrônica quântica e, no momento, atua no grupo de trabalho P3186 do IEEE, que tem como foco a interface de portas que representam sinais fotônicos com simuladores de circuitos da classe SPICE.

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