Xem xét Bố trí PCB: Dung sai Độ Dài Ghép Cặp Đối xứng và Tránh Vi phạm

Việc gỡ rối tóc cho con gái tôi khiến tôi nhớ đến việc gỡ rối các đường mạch trên PCB. Mọi thứ cần được sắp xếp thành từng lớp, và việc chéo nhau cần được tránh. Gỡ rối tóc cho một đứa trẻ 9 tuổi không mất nhiều thời gian như việc định tuyến các đường mạch PCB, nhưng kết quả cũng sẽ đau đớn nếu không thực hiện đúng cách. Tuy nhiên, lý tưởng nhất là tóc của con gái bạn không gây ra việc chập mạch điện hoặc tạo ra những tia lửa nhỏ.

Định tuyến các đường mạch trong bố cục có lẽ là hoạt động thiết kế quan trọng và tốn thời gian nhất. Trong thiết kế tốc độ cao, chiều dài mạch net cần phải chính xác cực kỳ và nằm trong các giới hạn cụ thể. Việc theo dõi trở kháng đặc trưng, tính toàn vẹn tín hiệu, cấu trúc lớp và chiều rộng đường mạch có thể trở nên mệt mỏi, tốn thời gian và cực kỳ khó khăn cho bất kỳ công cụ nào để thực hiện tự động.

Bạn có thể vượt qua những khó khăn lớn nhất trong việc định tuyến và tối đa hóa năng suất khi bạn làm việc với phần mềm thiết kế PCB tốt nhất. Ngoài việc sử dụng các công cụ tự động hóa định tuyến và công cụ kiểm soát độ dài chính xác nhất, bạn cần có quyền truy cập vào các công cụ mô phỏng mà ngành công nghiệp yêu cầu. Như vậy, bạn có thể tin tưởng vào thiết kế của mình để vượt qua bất kỳ trở ngại nào đang cản trở con đường của thiết bị và cung cấp các thiết kế bảng mạch tốt nhất có thể.

Định Tuyến Tốc Độ Cao và Phù Hợp Độ Dài Tolerance

Các tín hiệu tốc độ cao có khả năng tương tác với các tín hiệu khác, và ngược lại. Hầu hết các kỹ sư sẽ sắp xếp những tín hiệu này trước để đảm bảo rằng các quy tắc định tuyến được quy định có thể được tuân theo. Trong số các quy tắc định tuyến tốc độ cao quan trọng nhất là việc khớp độ dài dung sai, còn được biết đến là điều chỉnh độ dài. Định tuyến cặp đơn và cặp vi sai trên PCB của bạn là nhiệm vụ quan trọng kết nối các thành phần khác nhau lại với nhau thành một hệ thống hoạt động.

Định tuyến nhiều đường dẫn phải cực kỳ chính xác trong các hệ thống số tốc độ cao. Khi dữ liệu số được gửi qua các thành phần với nhiều đầu vào, như một IC cổng logic, các tín hiệu cần đến tất cả các đầu vào cùng một lúc. Khi tốc độ truyền dữ liệu trong các thiết bị điện tử tăng lên, lượng không khớp chấp nhận được giữa nhiều đường dẫn càng trở nên nhỏ hơn. Độ dài của các đường dẫn cần được khớp chính xác để tránh tạo ra lỗi dữ liệu trong thiết bị của bạn.

Việc khớp độ dài dung sai trong các cặp vi sai cũng là điều bắt buộc để đảm bảo các tín hiệu được đồng bộ hóa. Khi kết nối giữa các thành phần trong một mạng không được khớp, phần mềm của bạn nên thông báo cho bạn bằng một chỉ báo trực tiếp trên bố cục. Không phải tất cả phần mềm đều làm cho việc sửa chữa một sự không khớp độ dài trở nên dễ dàng. Các chương trình khác nhau có các quy trình và công cụ khác nhau cho việc điều chỉnh độ dài của đường dẫn và việc điều chỉnh độ dài đường dẫn nên dễ dàng như bất kỳ lệnh kéo và thả nào.

Không phải tất cả các mạch đều được tạo ra như nhau. Phần mềm thiết kế PCB của bạn nên cân bằng giữa việc tự động hóa việc định tuyến và kiểm tra quy tắc với việc cung cấp tự do để tùy chỉnh thiết kế của bạn theo yêu cầu ứng dụng thiết bị của bạn. Khi bạn nhóm nhiều cặp vi sai hoặc các đường dẫn đơn vào các mạch, bạn cần một trình chỉnh sửa quy tắc và ràng buộc PCB giúp dễ dàng định nghĩa các ràng buộc khớp chiều dài trên mỗi mạch.

Định tuyến cặp vi sai trong Altium 

Nhận ra Nguồn Gốc của Sự Khó Khăn

Nếu bạn bắt đầu định tuyến trực tiếp trong trình chỉnh sửa bố trí, các đường dẫn sẽ được đặt theo các quy tắc thiết kế được định sẵn. Một số vấn đề với việc định tuyến phát sinh do cài đặt quy tắc xung đột, đặc biệt là trong các gói thiết kế kém. Phần mềm thiết kế kém thực sự có thể tự động định tuyến các đường dẫn của bạn một cách không chính xác trên toàn bảng mạch, và bạn sẽ không biết điều này xảy ra trừ khi trong những trường hợp cực đoan nhất. Điều này đặc biệt đúng với các cặp vi sai.

Không chỉ phần mềm thiết kế kém chất lượng khiến việc định tuyến các đường mạch và cặp vi sai bị sai lệch, bạn còn không được cung cấp các tính năng định tuyến trừ khi bạn mua chúng dưới dạng các tiện ích bổ sung. Điều này khiến bạn phải tự định tuyến bằng tay, kiểm tra độ chính xác của chiều dài bằng mắt, và chèn các vòng lặp một cách thủ công. Bạn sẽ cần phải mua những tính năng thiết yếu này nếu muốn định tuyến ngay cả một số lượng nhỏ các đường mạch trong một khoảng thời gian hợp lý, chưa kể đến việc mua một dây đeo cổ tay cho trường hợp mới của hội chứng ống cổ tay.

Khi bạn thực sự trong quá trình sửa chữa bất kỳ sự không khớp nào trong các mạng của bạn, bạn sẽ cần một chỉ báo rõ ràng cho thấy sự không khớp giữa các đường mạch đơn kết thúc lân cận và giữa mỗi đường mạch trong một cặp vi sai. Điều này nên đơn giản như việc đặt một chỉ báo hình ảnh trong giao diện bố trí mà điều chỉnh khi bạn kéo các vòng lặp vào trong các đường mạch của mình. Không có lý do gì để chỉ báo dung sai của bạn bị chôn vùi sâu trong ba hộp thoại.

Định Tuyến Dung Sai trong Một Môi Trường Thiết Kế Thống Nhất

Vì việc định tuyến các cặp tín hiệu vi sai, theo dõi chiều dài, xác định mạng lưới, và định tuyến giữa các lớp thường là những phần tốn thời gian nhất trong thiết kế PCB, phần mềm thiết kế của bạn nên bao gồm các tính năng tương tác giúp tăng tốc quá trình này mà vẫn đảm bảo rằng khoảng chênh lệch chiều dài trên các mạng tín hiệu của bạn sẽ được đáp ứng. Những công cụ này nên được tích hợp sẵn trong gói phần mềm của bạn; không có lý do gì mà tính năng quan trọng này chỉ có sẵn dưới dạng bổ sung.

Việc phần mềm của bạn thông báo cho bạn về sự không khớp chiều dài trong mạng lưới của bạn là một chuyện, việc khắc phục sự không khớp này lại là chuyện khác. Việc chỉnh sửa sự không khớp chiều dài của đường dẫn đòi hỏi việc đặt các đường vòng lặp vào trong các đường dẫn ngắn hơn trong mạng lưới sao cho chúng có chiều dài khớp với đường dẫn dài nhất. Cài đặt khớp chiều dài và hình dạng vòng lặp của bạn nên dễ dàng truy cập trực tiếp từ bố cục. Việc thêm một góc cạnh cho việc điều chỉnh chiều dài nên dễ dàng như kéo chuột qua đường dẫn không khớp.

Sau khi bạn đã định tuyến tất cả các kết nối và làm sạch các đường dẫn không khớp, một môi trường thiết kế thống nhất tích hợp bố cục của bạn vào các gói mô phỏng và phân tích tiêu chuẩn của ngành. Không ai nên phải xuất từ gói thiết kế của họ sang chương trình mô phỏng của họ. Làm việc trong một môi trường thống nhất cho phép bạn truy cập vào những công cụ này và cho phép bạn tạo ra tất cả các sản phẩm dành cho nhà sản xuất trong một chương trình duy nhất.

Định tuyến tự động tương tác trong Altium

Định tuyến trong Môi trường Thiết kế Thống nhất của Altium

Altium sử dụng giao diện thống nhất giúp việc định tuyến giữa các thành phần trở nên trực quan, đồng thời vẫn tích hợp thiết kế của bạn với các tính năng mô phỏng và kiểm tra quy tắc tiên tiến. Mặc dù độ chịu đựng về chiều dài cực kỳ nhạy cảm đối với các thiết bị tốc độ cao, các công cụ định tuyến, công cụ CAD và các tính năng kiểm tra quy tắc đều đảm bảo rằng thiết bị của bạn sẽ hoạt động chính xác. Tất cả các lệnh đều trực quan và dễ dàng tìm thấy trong chương trình.

Bạn có thể xác định các cặp vi sai của mình trực tiếp trong sơ đồ của mình và dễ dàng ghi lại các thông số kỹ thuật này trong bố cục của mình. Việc xác định các quy tắc thiết kế được đơn giản hóa bằng cách chỉ định các chỉ thị trực tiếp trong sơ đồ. Điều này cung cấp cho bạn một dấu hiệu trực quan để chỉ ra các cặp vi sai của bạn trực tiếp trong sơ đồ và bố cục. Các vi phạm quy tắc có thể được kiểm tra từng cái một hoặc theo lô, và các vi phạm có một hiển thị trực quan giúp dễ dàng tìm và sửa bất kỳ lỗi thiết kế nào.

Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp định tuyến tiên tiến giúp bạn có quyền định nghĩa các quy tắc dung sai, bạn cần một gói phần mềm thiết kế PCB như Altium. Các tính năng định tuyến và công cụ ^® trong Altium cho phép bạn định nghĩa các mạng tín hiệu của mình, tự động đặt các dấu vết và định tuyến các thành phần có mật độ chân cao như FPGA và các mô-đun bộ nhớ. Các ràng buộc định tuyến quan trọng được duy trì bằng cách sử dụng các tính năng kiểm tra quy tắc thiết kế tự động.

Vậy điều gì tạo nên sự khác biệt giữa Altium và các công ty khác? Altium đảm bảo rằng bạn có những nguồn lực cần thiết cho sự thành công. Altium dễ đọc, dễ truy cập và bao gồm các ví dụ và trường hợp sử dụng cho các tính năng thiết kế tiên tiến. Bạn sẽ có quyền truy cập vào diễn đàn AltiumLive, nhóm người dùng, video, và webinar được cung cấp bởi các chuyên gia trong ngành. Một mạng lưới hỗ trợ mạnh mẽ chỉ cách bạn vài cú click.

Đừng để các bảng mạch của bạn bị suy yếu bởi áp lực và yêu cầu về tính toàn vẹn tín hiệu. Sử dụng phần mềm thiết kế PCB quan tâm đến bạn, người dùng PCB, và quản lý các công cụ được thiết kế để làm cho mọi khía cạnh của quy trình thiết kế của bạn cảm thấy liên kết và thống nhất.

Giờ đây bạn có thể tải về bản dùng thử miễn phí của phần mềm thiết kế bản mạch in mà bạn muốn sử dụng cho các thiết kế của mình. Để tìm hiểu thêm về Altium và cách các tính năng định tuyến của nó có thể giúp bạn thiết kế PCB tiếp theo của mình, hãy nói chuyện với một chuyên gia tại Altium.

Bắt đầu hành trình chuyển đổi sang Altium Designer ngay hôm nay.