Рассмотрение компоновки печатной платы: Допуск согласования длины дифференциальных пар и избегание нарушений

Распутывание волос моей дочери напоминает мне распутывание трасс на печатной плате. Всё должно быть разложено по слоям, и пересечения следует избегать. Распутывание волос девятилетней дочери занимает не так много времени, как прокладка трасс на ПП, но результаты могут быть такими же болезненными, если это сделано неправильно. В идеале, конечно, волосы вашей дочери не должны вызывать короткое замыкание электроники или искрение маленьких огоньков.

Прокладка трасс на макете, пожалуй, самая важная и времязатратная деятельность в дизайне. В высокоскоростном дизайне длины трасс должны быть чрезвычайно точными и соответствовать определенным допускам. Отслеживание характеристического импеданса, целостности сигнала, стеков слоев и ширины трасс может стать утомительным, затратным по времени и крайне сложным для автоматического выполнения любым инструментом.

Вы можете преодолеть самые сложные препятствия при трассировке и максимизировать производительность, когда работаете с лучшим программным обеспечением для проектирования печатных плат. Помимо использования лучших инструментов автоматической трассировки и соблюдения допусков по длине, вам нужен доступ к инструментам моделирования, которые требует отрасль. Таким образом, вы можете доверять своим проектам, чтобы преодолеть любой импеданс, препятствующий пути вашего устройства, и обеспечить наилучшие возможные конструкции печатных плат.

Высокоскоростная трассировка и согласование допусков по длине

Высокоскоростные сигналы наиболее склонны к взаимодействию с другими сигналами и наоборот. Большинство инженеров в первую очередь размещают эти сигналы, чтобы убедиться, что можно следовать предписанным правилам трассировки. Среди наиболее критических правил трассировки высокоскоростных сигналов является согласование допусков по длине, также известное как настройка длины. Трассировка однопроводных и дифференциальных пар на вашей печатной плате - это та критически важная задача, которая соединяет различные компоненты в работающую систему.

Трассировка нескольких дорожек должна быть чрезвычайно точной в высокоскоростных цифровых системах. Когда цифровые данные передаются через компоненты с несколькими входами, например, через ИС логических вентилей, сигналы должны приходить ко всем входам одновременно. По мере увеличения скорости передачи данных в электронных устройствах допустимое количество несоответствия между несколькими дорожками становится всё меньше. Длины дорожек необходимо точно согласовать, чтобы избежать создания ошибок данных в вашем устройстве.

Согласование допусков по длине в дифференциальных парах также является обязательным, чтобы обеспечить синхронизацию сигналов. Когда соединения компонентов в сети не согласованы, ваше программное обеспечение должно уведомлять вас об этом с помощью индикатора непосредственно на макете. Не всякое программное обеспечение упрощает исправление несоответствия длин. Разные программы имеют разные процедуры и инструменты для настройки длин дорожек, и корректировка длин дорожек должна быть такой же простой, как любая команда перетаскивания.

Не все цепи создаются одинаковыми. Ваше программное обеспечение для проектирования печатных плат должно уравновешивать автоматизацию трассировки и проверку правил с предоставлением свободы настройки вашего дизайна в соответствии с требованиями вашего устройства. Когда вы группируете несколько дифференциальных пар или одиночных трасс в сети, вам нужен редактор правил и ограничений печатной платы, который облегчает определение ограничений по длине для каждой сети.

Трассировка дифференциальных пар в Altium 

Понимание причин боли

Если вы начинаете трассировку непосредственно в редакторе компоновки, трассы размещаются с использованием предопределенных правил проектирования. Некоторые проблемы с трассировкой возникают из-за конфликтующих настроек правил, особенно в плохих пакетах дизайна. Плохое программное обеспечение для проектирования может на самом деле автоматически неправильно проложить ваши трассы по всей плате, и вы бы даже не знали, что это произошло, за исключением самых крайних случаев. Это особенно верно для дифференциальных пар.

Не только плохое программное обеспечение для проектирования неправильно прокладывает трассы и дифференциальные пары, вам даже не предоставят функции маршрутизации, если вы не приобретете их в виде дополнений. Это оставляет вас застрявшими с ручной прокладкой, проверкой допусков длины на глаз и вставкой меандров вручную. Вам придется купить эти необходимые функции, если вы хотите проложить даже небольшое количество трасс за разумное время, не говоря уже о необходимости наручного браслета для того нового случая синдрома запястного канала.

Как только вы действительно приступите к исправлению любых несоответствий маршрутизации в ваших сетях, вам понадобится четкий индикатор, который показывает несоответствие между соседними однопроводными трассами и между каждой трассой в дифференциальной паре. Это должно быть так же просто, как размещение визуального индикатора в виде компоновки, который корректируется, когда вы втягиваете меандры в ваши трассы. Нет никаких причин, чтобы ваш индикатор допусков был скрыт на трех уровнях диалогов.

Допуски маршрутизации в единой среде проектирования

Поскольку трассировка дифференциальных пар, отслеживание длины, определение сетей и межслойная трассировка обычно являются наиболее времязатратными частями проектирования печатных плат, ваше программное обеспечение для проектирования должно включать интерактивные функции, которые ускоряют весь процесс, при этом гарантируя, что ваши допуски по длине сигнальных сетей будут соблюдены. Эти инструменты должны быть встроены в ваш пакет программного обеспечения; нет никаких причин, по которым эта критически важная функция должна быть доступна только как дополнение.

Одно дело, когда ваше программное обеспечение уведомляет вас о несоответствии длины в вашей сети, и совсем другое - исправление этого несоответствия. Для коррекции несоответствия длины трассы требуется размещение меандров на более коротких трассах в сети, чтобы их длина соответствовала длине самой длинной трассы. Настройки согласования длины и геометрия меандра должны быть легко доступны непосредственно из разметки. Добавление скоса для настройки длины должно быть так же просто, как перетаскивание мыши по несоответствующей трассе.

Как только вы проложили все свои соединения и устранили несоответствия в трассах, единая среда проектирования интегрирует вашу разметку в стандартные отраслевые пакеты симуляции и анализа. Никому не следует экспортировать данные из своего пакета проектирования в программу симуляции. Работа в единой среде предоставляет вам доступ к этим инструментам и позволяет генерировать все производственные данные в рамках одной программы.

Автоинтерактивная трассировка в Altium

Маршрутизация в единой среде проектирования Altium

Altium использует единую интерфейсную среду, которая делает маршрутизацию между компонентами интуитивно понятной, при этом интегрируя ваш проект с продвинутыми функциями симуляции и проверки правил. Несмотря на то, что допуск по длине критически важен для устройств высокой скорости, инструменты маршрутизации, инструменты CAD и функции проверки правил предназначены для обеспечения корректной работы вашего устройства. Все команды интуитивно понятны и легко находятся в программе.

Вы можете определить ваши дифференциальные пары непосредственно в схематическом редакторе и легко перенести эти спецификации в вашу компоновку. Определение правил проектирования упрощается за счет указания директив непосредственно в схематическом редакторе. Это предоставляет вам визуальный сигнал для указания ваших дифференциальных пар непосредственно в схематическом редакторе и компоновке. Нарушения правил можно проверять по отдельности или пакетами, а нарушения имеют интуитивно понятное отображение, которое облегчает поиск и исправление любых ошибок проектирования.

Если вы ищете передовое решение для трассировки, которое позволяет вам определять правила допусков, вам нужен пакет программного обеспечения для проектирования печатных плат, такой как Altium. Функции трассировки и инструмент
^® в Altium позволяют вам определять ваши сигнальные сети, автоматически прокладывать трассы и маршрутизировать компоненты с высокой плотностью выводов, такие как FPGA и модули памяти. Критические ограничения трассировки поддерживаются с помощью функций автоматической проверки правил проектирования.

Так в чем же разница между Altium и другими компаниями? Altium гарантирует, что у вас будут ресурсы, необходимые для успеха. Altium легко читается, легко доступен и включает примеры и случаи использования для передовых функций проектирования. У вас будет доступ к форуму AltiumLive, пользовательским группам, видео и вебинарам, проводимым экспертами отрасли. Мощная сеть поддержки находится всего в нескольких кликах.

Не позволяйте вашим платам страдать от стресса и требований к целостности сигнала. Используйте программное обеспечение для проектирования печатных плат, которое заботится о вас, как о пользователе ПП, и управляет инструментами, предназначенными для того, чтобы каждый аспект вашего процесса проектирования был взаимосвязанным и единым.

Теперь вы можете скачать бесплатную пробную версию программного обеспечения для размещения компонентов на печатной плате, которое вы хотите использовать для своих проектов. Чтобы узнать больше о Altium и о том, как его функции трассировки могут помочь вам в разработке вашей следующей печатной платы, обратитесь к эксперту Altium.

Начните путь к переходу на Altium Designer уже сегодня.