Руководства и методики проектирования высокоскоростных печатных плат в Altium Designer

Разработка и трассировка высокоскоростных печатных плат может быть сложной и требует учета множества различных факторов. Важные техники компоновки и руководящие принципы трассировки для вашего проекта охватывают все, начиная от ширины дорожек на линиях передачи до зазоров заземляющего залива, отслеживания пути возврата, определения характеристического импеданса и многого другого. Простые программные пакеты для проектирования просто не могут обработать все эти ограничения одновременно, оставляя разработчика печатных плат вручную проверять каждое соединение и тратить часы на доработку компоновки при обнаружении ошибок.

Altium Designer - единственное приложение для проектирования, созданное для работы с любым электронным продуктом. Команды разработчиков могут быстро и легко реализовать лучшие рекомендации по проектированию высокоскоростных печатных плат, чтобы обеспечить целостность сигнала с помощью передового набора инструментов в едином приложении. Разработчики печатных плат знают, что создание компоновки высокоскоростной печатной платы требует множества расчетов, измерений и соответствия правилам проектирования, и Altium Designer помогает автоматизировать многие из этих важных задач. Если вы хотите оптимизировать свой процесс проектирования без ущерба для целостности сигнала, обязательно используйте эти техники проектирования высокоскоростных печатных плат и руководящие принципы проектирования высокоскоростных плат в вашем следующем проекте печатной платы.

ALTIUM DESIGNER^®

Лучшее в отрасли приложение для электронного проектирования и симуляции для профессиональных разработчиков и производителей печатных плат.

Современная электроника работает на более высоких скоростях, размещается с большей плотностью и требует более точной трассировки, чем когда-либо прежде. Ожидается, что возможности высокоскоростных конструкций в будущем только увеличатся, и разработчикам необходимо применять лучшие рекомендации и практики трассировки для высокоскоростных печатных плат, чтобы обеспечить корректную работу их проектов. Важные аспекты дизайна, такие как контроль импеданса, планирование обратного пути и высокочастотные электромагнитные помехи, являются лишь началом в разработке высокоскоростных печатных плат.

Хотя в любой высокоскоростной разводке печатной платы есть множество требований, правильное программное обеспечение для проектирования может помочь, позволяя вам указывать эти требования в виде правил проектирования. Эти правила затем применяются при размещении ваших компонентов и трассировке высокоскоростных линий передачи. Altium Designer является идеальным программным пакетом для проектирования печатных плат, обеспечивающим требуемую работу вашей высокоскоростной печатной платы и соответствие отраслевым стандартам.

Что такое разработка и проектирование высокоскоростных печатных плат?

Все высокоскоростные печатные платы имеют сигналы с быстрыми фронтами, что означает, что спектральные плотности мощности различных сигналов простираются в высокий диапазон ГГц. Эти компоненты на высокоскоростных печатных платах переключаются быстро и могут генерировать значительные электромагнитные помехи, если не выполнить маршрутизацию правильно. Таким образом, планировка, маршрутизация, планирование обратного пути, расчеты характеристического импеданса и многие другие факторы определяют стабильность и целостность этих конструкций.

Ниже перечислены некоторые важные рекомендации по проектированию высокоскоростных печатных плат в части планировки и маршрутизации. Эти рекомендации предназначены для обеспечения целостности сигнала во время планировки и маршрутизации, а также для предотвращения проблем с электромагнитными помехами, таких как перекрестные помехи, излучение и разрывы импеданса:

• Земляные и питающие слои, а также стек: Убедитесь, что в стеке печатной платы под высокоскоростными линиями передачи находится равномерный заземляющий слой и что линии не проходят через разрывы в земляных/питающих слоях.
• Характеристический импеданс: Должна быть обеспечена определенная ширина дорожки в линиях передачи, чтобы гарантировать, что характеристический импеданс и входной импеданс имеют конкретные значения на высокоскоростных соединениях.
• Расстояние между линиями передачи: Необходимо обеспечить достаточное расстояние между дорожками на печатной плате, чтобы предотвратить значительные перекрестные помехи и гарантировать, что сигналы не превысят пороги шума на приемнике.
• Энергетическая целостность: Размещайте плоскости питания и заземления рядом друг с другом, особенно ту часть PDN, которая будет питать компоненты с высокой скоростью, чтобы предотвратить чрезмерное звонение.
• Маршрутизация шин и дифференциальных пар: Обеспечьте соблюдение времени совпадения на параллельных шинах и на дифференциальных парах, чтобы минимизировать сдвиг между важными сигналами.
• Размещение компонентов: Убедитесь, что вы размещаете критически важные компоненты с высокой скоростью на плате таким образом, чтобы все критические сигналы можно было проложить с минимальным количеством переходов между слоями.

Этот список общих рекомендаций поможет обеспечить, чтобы ваша конструкция не подверглась проблемам с целостностью сигнала, которые часто встречаются в высокоскоростных компоновках печатных плат. С лучшим программным обеспечением для проектирования печатных плат вы можете программировать эти требования как правила проектирования, чтобы обеспечить сложную компоновку с сохранением целостности сигнала.

Быстро проверьте свои методы компоновки высокоскоростных печатных плат на соответствие правилам проектирования

Ваши правила проектирования не должны ограничивать ваше творчество, а скорее они помогут обеспечить функционирование вашей конструкции как требуется, после завершения компоновки. Все инструменты маршрутизации и компоновки Altium Designer построены на основе единого движка проектирования, управляемого правилами, чтобы обеспечить возможность маршрутизации и совместимость с вышеуказанным списком рекомендаций.

• Параллельные шины и дифференциальные пары требуют точного соблюдения длины/времени для предотвращения сдвига. Вы можете обеспечить соблюдение этих условий с помощью инструментов настройки длины в функциях трассировки вашей печатной платы.

  Узнайте больше о настройке задержек для обеспечения устранения временного сдвига в дифференциальных парах.

• Не допускайте отказа вашей платы из-за распространенных проблем искажения сигналов. Вы можете решить эти проблемы во время трассировки с помощью лучших инструментов проектирования печатных плат.

  Узнайте больше о источниках искажения сигналов с руководствами по проектированию высокоскоростных печатных плат.

• Вы можете обеспечить соответствие вашей трассировки базовым правилам проектирования, поддержание импеданса и требованиям к сдвигу с помощью лучших функций автоинтерактивной трассировки в Altium Designer.

  Узнайте больше об автоинтерактивной трассировке для проектирования высокоскоростных печатных плат.

Эта простая печатная плата требует контроля импеданса при трассировке высокоскоростных сигналов для обеспечения целостности сигнала.

Мощный движок для трассировки высокоскоростных печатных плат

После размещения компонентов на вашей плате их следует тщательно настроить, чтобы обеспечить удобную трассировку для сигналов низкой скорости, высокой скорости и постоянного тока. Трассировка может быть сложной в очень плотных конструкциях из-за большого количества компонентов и соединений, особенно для BGA с большим количеством контактов. Поддержание коротких маршрутов между компонентами, разводка цепей развязки и цепей питания обеспечивает низкие потери, но для этого требуется набор функций трассировки, которые обеспечивают соблюдение правил проектирования и контроль импеданса в вашей высокоскоростной печатной плате.

Используйте движок трассировки на основе правил для проектирования высокоскоростных печатных плат

Движок трассировки на основе правил в Altium Designer помогает вам соблюдать основные рекомендации по трассировке, применяя ваши ограничения по зазорам, ограничения по длине трасс и ограничения по импедансу трасс в процессе работы. В других программных продуктах для проектирования печатных плат вам необходимо вручную выполнять проверку на соответствие правилам проектирования (DRC) после завершения размещения, что оставляет возможность для ошибок в дизайне и необходимости переделки. Altium Designer помогает вам обнаруживать ошибки и исправлять их на раннем этапе во время создания макета печатной платы, что помогает обеспечить соответствие основным техникам высокоскоростного проектирования печатных плат.

Кроме того, утилиты автоинтерактивной трассировки в Altium Designer позволяют вам реализовать любую топологию трассировки в вашей высокоскоростной компоновке печатной платы. Если вы применили правила очистки и обеспечили контроль характеристического импеданса в вашей компоновке печатной платы, ваши инструменты автоинтерактивной трассировки помогут автоматизировать трассировку, одновременно гарантируя соответствие вашей компоновки этим важным правилам проектирования. Эти инструменты помогают гарантировать, что у вас не возникнет серьезных проблем с ЭМП, сдвигом фаз, разрывом импеданса и другими источниками искажения сигнала.

• Ограничения трассировки печатной платы должны быть запрограммированы в ваши правила проектирования, чтобы вы не стали жертвой общих источников излучаемых ЭМП.

  Узнайте больше об источниках ЭМП в высокоскоростных и высокочастотных печатных платах.

• Вы легко можете обеспечить контроль характеристического импеданса в менеджере слоев Altium Designer. Этот инструмент позволяет вам создавать профили импеданса, которые устанавливаются как правила проектирования для обеспечения требуемой ширины дорожки.

  Узнайте больше о профилях импеданса для точной трассировки в инструментах стека слоев Altium Designer.

• Если вы сможете поддерживать достаточно короткие длины трасс, вы сможете предотвратить накопление сдвига из-за эффектов волоконной текстуры. Правила, управляемый механизм компоновки в Altium Designer, поможет вам установить пределы длины и времени для ваших дифференциальных пар.

  Узнайте больше об эффектах волоконной текстуры и сдвиге при маршрутизации высокоскоростных сигналов.

Только Altium Designer предоставляет вам полный набор инструментов для проектирования и компоновки для продвинутых высокоскоростных печатных плат.

Техники проектирования высокоскоростных печатных плат помогут вам точно прокладывать трассы

Как ведущий пакет программного обеспечения для проектирования печатных плат в индустрии, Altium Designer реализует интуитивно понятный интерфейс проектирования, который полностью построен на механизме проектирования, управляемом правилами. Для компоновки высокоскоростных печатных плат вы можете легко определить все вышеупомянутые рекомендации как правила проектирования для компоновки и маршрутизации, что поможет обеспечить соответствие вашего проекта основным показателям производительности и возможности изготовления. Что наиболее важно, метрики целостности высокоскоростных сигналов будут проверяться по мере прокладки вашей платы, и ошибки будут отмечены во время компоновки. Вы сможете заметить ошибки на раннем этапе и решить их до создания производственной документации.

С платформой Altium 365 каждый пользователь Altium Designer может делиться своими данными проектирования вместе с файлами для производства, сборки и тестовой документацией. Это даже позволяет использовать уникальные методы и стратегии тестирования, такие как тестирование с оборудованием в контуре до и после проведения испытаний на старение печатных плат. Только Altium 365 и Altium Designer создают единое экосистему, где дизайнеры, производители и инженеры по тестированию могут работать вместе для решения сложных задач проектирования печатных плат.

Быстрое и точное трассирование с программным обеспечением для проектирования печатных плат на основе правил от Altium

Сила Altium Designer заключается в его движке для проектирования печатных плат на основе правил, где все ваши важные инструменты проектирования, компоновки, трассировки, симуляции и производства объединены для повышения вашей продуктивности. Все функции проектирования печатных плат в Altium Designer были созданы для работы вместе в едином, унифицированном интерфейсе проектирования на основе полного набора стандартных и специализированных техник высокоскоростной компоновки печатных плат. Базовый движок проектирования на основе правил позволяет всем вашим методикам проектирования и высокоскоростной трассировки обмениваться данными и работать вместе безупречно, соблюдая важные ограничения проектирования.

Altium Designer также помогает вам на всех этапах процесса проектирования печатной платы, чтобы убедиться, что ваша плата может быть изготовлена. После завершения разработки высокоскоростной печатной платы вы можете мгновенно сгенерировать файлы для производства и сборки благодаря автоматизированному процессу создания документации и файлов. Вы также можете настроить свою документацию, используя бесплатные расширения приложений и дополнительные функции, такие как создание чертежей в Draftsman и очистка вашего BOM с помощью ActiveBOM. Никакое другое приложение для проектирования печатных плат не помогает вам оставаться настолько продуктивным и создавать передовую электронику.

• Воспользуйтесь мощным движком правил проектирования в Altium Designer, единственном приложении, которое помогает вам реализовывать лучшие методики высокоскоростного проектирования печатных плат в среде проектирования и размещения, управляемой правилами.

  Узнайте больше о полном наборе инструментов для печатных плат в Altium Designer.

• Движок трассировки Altium Designer был разработан для выполнения требований высокоскоростной трассировки печатных плат и напрямую взаимодействует с вашим движком правил проектирования.

  Посмотрите движок продвинутой трассировки печатных плат в действии в Altium Designer.

• Не используйте сторонние сервисы для обмена файлами проектов высокоскоростных печатных плат, используйте защищенную облачную платформу в Altium 365. Вы можете быстро делиться данными проекта и сотрудничать с другими дизайнерами с помощью платформы Altium 365.

  Узнайте больше о возможностях обмена и сотрудничества с Altium 365.

Altium Designer включает все необходимое для проектирования высокоскоростных печатных плат и применения лучших методик размещения.

Интерфейс проектирования, управляемый правилами в Altium Designer, ключевой для обеспечения возможности производства вашего дизайна в масштабе, а также соблюдения основных правил проектирования печатных плат и руководств по высокоскоростной компоновке. Интерфейс проектирования, управляемый правилами в Altium Designer, гарантирует, что вы можете применять лучшие методики компоновки дизайна высокоскоростных печатных плат для поддержания целостности сигнала и для того, чтобы ваше проектное намерение было выполнено. Поддерживайте свои проекты в рабочем состоянии с Altium Designer и Altium 365.

Altium Designer на Altium 365 обеспечивает беспрецедентный уровень интеграции для электронной индустрии, который до сих пор был ограничен миром разработки программного обеспечения, позволяя дизайнерам работать из дома и достигать беспрецедентных уровней эффективности. Также доступно множество учебных материалов с дополнительными руководствами по проектированию высокоскоростных печатных плат, которыми вы можете воспользоваться.

Мы только начали раскрывать возможности использования Altium Designer на Altium 365. Вы можете посетить страницу продукта для более подробного описания функций или один из вебинаров по запросу.