Настройка длины в панели свойств

Высокоскоростные печатные платы часто требуют настройки групп дорожек, как одиночных, так и дифференциальных, чтобы гарантировать, что сигналы, передаваемые по физическому каналу, прибудут к некоторому приемному компоненту в предписанное время с некоторым разрешенным временным отклонением. Altium Designer включает в себя мощные инструменты, которые позволяют вам быстро и качественно решать подобные задачи. Изучите этот документ и достигните желаемого результата еще быстрее.

Почему используется настройка длины?

Большинство высокоскоростных интерфейсов содержат последовательные интерфейсы, которые маршрутизируются как дифференциальные пары, или они содержат параллельные однопроводные шины, работающие на высоких частотах. Некоторые интерфейсы используют несколько дифференциальных пар параллельно для передачи данных между компонентами. Примеры таких интерфейсов включают USB, PCIe, интерфейсы памяти DDR3/DDR4, каналы SerDes и многие другие.

Для корректной работы этих интерфейсов необходимо, чтобы сигналы, отправленные от передатчика к приемнику, приходили в пределах некоторого ограниченного временного несоответствия. Эта проблема решается путем выравнивания длин групп дорожек в пределах некоторой допустимой погрешности. Это делается путем добавления секции задержки к более коротким дорожкам в виде аккордеонов, тромбонов или зубчатого узора. Внутри дифференциальной пары также используются сегменты настройки длины для обеспечения устранения разницы во времени, что также помогает подавлять шум, который может присутствовать в принимаемом дифференциальном сигнале.

Опции настройки в Altium Designer

В Altium Designer есть два инструмента для выравнивания:

    Интерактивная настройка длины – для отдельных трасс;

    Интерактивная настройка длины дифференциальных пар – для дифференциальных пар.

После запуска инструмента в панели свойств доступно три варианта регулировки длины.

Паттерн "Аккордеон"

Аккордеон является наиболее часто используемым паттерном настройки длины сети. Панель свойств используется для регулировки формы, амплитуды и шага сегментов аккордеона. Вы можете изменять все эти параметры динамически с помощью горячих клавиш во время создания.

Дополнительные функции при работе с размещенным аккордеоном:

Перемещение/Изменение размера

Выберите аккордеон, а затем щелкните левой кнопкой мыши внутри рамки для перемещения вдоль трассы. Перемещайте стороны или углы рамки для изменения размера.

Вращение

Нажмите R во время вращения, чтобы включить кратность 45 градусов.

Практические рекомендации по применению паттерна "Аккордеон":

• Предпочтительно для высокоскоростных сигналов и дифференциальных пар;
• Оптимальное расстояние между сегментами должно быть >3H, для дифференциальных пар >5H. Максимальная длина сегментов не должна превышать 15H. Это позволит уменьшить взаимодействие электромагнитных полей соседних сегментов.
• Предпочтительно использовать стили поворота с закругленными углами или дугами.

H - это высота подъема дорожки над ближайшей опорной плоскостью.

Узор "Тромбон"

Тромбон использует концепцию настройки втулки и может быть размещен на изгибах дорожек даже в тесных местах для эффективного заполнения пространства. В панели свойств вы можете настроить форму, шаг и положение сегментов тромбона. Также вы можете динамически изменять ряд параметров, используя горячие клавиши непосредственно во время конструкции.

Дополнительные опции при работе с размещенным тромбоном:

Перемещение/Изменение размера

Различные режимы перемещения и изменения формы доступны с использованием клавиш Ctrl и Shift .

Практические рекомендации по применению узора "Тромбон":

• Полезно в тесных местах, в случае препятствий;
• Оптимальное расстояние между сегментами должно быть >3H, для дифференциальных пар >5H. Максимальная длина сегментов не должна превышать 15H. Это снизит взаимодействие электромагнитных полей для соседних сегментов
• Предпочтительно использовать Скошенные Дуги или Стили с Округлением.
• Не рекомендуется для настройки фазы трасс и дифференциальных пар.

H - это высота подъема трассы над ближайшей опорной плоскостью.

Узор «Пилообразный»

«Пилообразный» использует концепцию настройки гильзы и может быть размещен на изгибах трассы. Это помогает более точно настроить длину. В панели свойств вы можете настроить угол, ширину, высоту и начало «пилы». Вы также можете динамически изменять высоту, используя «горячие клавиши» непосредственно во время строительства.

Дополнительные опции при работе с узором «Пилообразный»:

Перемещение/Изменение размера

Различные режимы перемещения и изменения формы доступны с использованием клавиш Ctrl и Shift.

Практические рекомендации по использованию узора «Пилообразный» для настройки длины:

• Этот узор полезен в тесных местах и может использоваться для прокладки маршрута вокруг переходных отверстий;
• Предпочтительно для выравнивания фазы сигнала в дифференциальной паре;
• Острые углы для высокоскоростных сигналов нежелательны;
• Располагайте зубья пилы как можно ближе к месту, где произошло несоответствие.
• Желательно сделать общую длину структуры несоответствия короче

На изображении ниже показаны некоторые консервативные рекомендации по использованию структуры с узором в виде пилы на печатной плате, особенно в двух дорожках дифференциальной пары. Эти рекомендации подходят для более медленных интерфейсов с временем нарастания сигнала примерно 1 нс. Лимит максимального расстояния внутри секции с узором пилы составляет

В интерфейсах с гораздо более высокой скоростью эти рекомендации не всегда актуальны, и предпочтительнее тщательно подбирать ширину и расстояние между дифференциальными парами, чтобы предотвратить чрезмерное сопротивление и несоответствие задержек распространения между двумя дорожками в паре. Это означает, что дизайнеру следует использовать инструмент Layer Stackup Manager в Altium Designer для получения хорошей первоначальной оценки оптимальной ширины и расстояния между дорожками, а затем использовать симулятор межсоединений для более четкого определения соответствия канала. Как только подходящие пределы настройки длины проверены, их можно разместить на плате с помощью интерактивных функций трассировки в редакторе печатных плат Altium Designer.

• Узнайте больше о функциях трассировки печатных плат в Altium Designer