Bước Cuối Cùng: Kiểm Tra Quy Tắc Thiết Kế Trực Tuyến

Các nhà thiết kế PCB bắt đầu với một bộ yêu cầu vật lý và thông số kỹ thuật liên quan đến bố cục bảng mạch. Một số yếu tố như khoảng cách giữa các linh kiện và các nguyên tắc khác, việc thiết lập kết nối điện, yêu cầu kích thước của các đường mạch và lỗ vias, chỉ là một vài trong số các yêu cầu phải được tuân theo khi thiết kế PCB. Sự phức tạp ngày càng tăng của các bảng mạch đã làm cho việc kiểm tra này gần như không thể thực hiện một cách thủ công. May mắn thay, có các công cụ phần mềm thiết kế PCB giúp công việc trở nên dễ dàng hơn nhiều.

Bước cuối cùng trong quy trình thiết kế Bảng Mạch In PCB là việc kiểm tra vật lý của thiết kế. Các thuộc tính vật lý — khoảng cách giữa các linh kiện, khoảng cách gần mép bảng, v.v. — phải được xác minh trước khi thiết kế được chuyển giao cho nhà sản xuất. Bỏ qua bước quan trọng này có thể dẫn đến việc sản xuất ra các bảng mạch không thể lắp ráp được và giảm hiệu suất...cả hai đều có thể gây tốn kém.

GIỚI THIỆU

Cách phổ biến nhất để thực hiện kiểm tra vật lý là sử dụng kiểm tra quy tắc thiết kế (DRC). DRC xác minh một tập hợp các quy tắc thiết kế đã được đặt ra trước khi bắt đầu bất kỳ công việc thiết kế nào. Phần mềm quét toàn bộ thiết kế, hoặc một phần của nó, và kiểm tra xem các quy tắc thiết kế không bị vi phạm. Khi hoàn thành, công cụ báo cáo không có vi phạm, hoặc xác định các khu vực đã vi phạm các quy tắc để sửa chữa.

TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH

Quản lý các kiểm tra quy tắc này một cách thủ công là một cơn ác mộng. Không chỉ vậy, việc liên quan đến con người luôn mở ra khả năng mắc lỗi. Trong Altium Designer có một công cụ kiểm tra quy tắc thiết kế tự động. Công cụ này cho phép người dùng tự động hóa quá trình, từ toàn bộ tập hợp các quy tắc đến các loại quy tắc cụ thể.

Hình 1 - Các quy tắc có thể được định nghĩa trong PCB Rules and Constraints Editor trong Altium Designer

Hình 2 - Khi kiểm tra quy tắc hoàn tất, một báo cáo được tạo ra

KIỂM TRA QUY TẮC THIẾT KẾ

Công cụ kiểm tra quy tắc thiết kế là một công cụ mạnh mẽ giúp tự động kiểm tra cả thông số logic và vật lý trên bảng mạch của bạn. Công cụ này cho phép bạn kiểm tra thiết kế đối với bất kỳ hoặc tất cả các quy tắc thiết kế được kích hoạt. Bất kỳ lỗi nào trong thiết kế đều được ghi lại trong một báo cáo cũng như được liệt kê trong bảng tin nhắn. Công cụ kiểm tra quy tắc thiết kế có thể được chạy bất kỳ lúc nào trong quá trình thiết kế (cũng như khi hoàn thành). Ngoài ra, một số quy tắc cụ thể có thể được kích hoạt để kiểm tra một khu vực cụ thể của bảng mạch.

Hình 3 - Công cụ kiểm tra quy tắc thiết kế cho phép bạn định nghĩa quy tắc nào sẽ được kiểm tra

Khả năng chọn các quy tắc cụ thể để kiểm tra được gọi là kiểm tra quy tắc thiết kế hàng loạt, nơi người dùng có thể chọn thủ công các quy tắc họ muốn hệ thống kiểm tra khi DRC được thực hiện thủ công. Tính năng này thường được sử dụng khi nhà thiết kế muốn kiểm tra nhanh các quy tắc cụ thể để xác định liệu chúng có bị vi phạm bởi bất kỳ nguyên tắc nào không.

Hình 4 - Thiết lập DRC hàng loạt

KIỂM TRA DRC TRỰC TUYẾN

Sử dụng DRC mỗi khi thiết kế thay đổi có vẻ là ý tưởng tốt, nhưng việc gián đoạn quá trình thiết kế để chạy kiểm tra với mỗi thay đổi có thể làm chậm quá trình thiết kế. Để giải quyết vấn đề này, công cụ Online Rule Checking DRC có thể tự động chạy kiểm tra ở chế độ nền, đánh dấu và/hoặc tự động ngăn chặn vi phạm quy tắc mà không cần phải dừng quy trình làm việc và thực hiện kiểm tra. Để tránh việc kiểm tra chạy liên tục và ảnh hưởng đến hiệu suất phần mềm, bạn nên chọn một bộ quy tắc cụ thể để được chạy bởi OnlineDesign Rule Check mỗi khi một hành động được thực hiện.

Giải quyết lỗi:

Việc xác định vi phạm quy tắc thiết kế là thiết yếu trong việc hoàn thành thiết kế, tuy nhiên, quan trọng hơn là giải quyết lỗi. Các vi phạm sau đó có thể được xem trên Bảng Quy tắc và Vi phạm PCB. Sử dụng công cụ Thiết kế PCB này, bạn có thể điều tra quy tắc cụ thể nào đang bị vi phạm và những nguyên tố nào đang gây ra vi phạm. Sau đó, phần của thiết kế vi phạm quy tắc có thể được sửa chữa.

Hình 5 - Bảng Quy tắc và Vi phạm PCB cung cấp thông tin cụ thể khi các quy tắc bị vi phạm

KIỂM TRA VẬT LÝ CUỐI CÙNG

Khi việc kiểm tra quy tắc đã được thực hiện trong quá trình thiết kế, việc xác minh cuối cùng trở nên gần như là không đáng kể. Tại thời điểm bạn thực hiện xác minh cuối cùng, bạn hầu như đã phát hiện bất kỳ lỗi nào và đã khắc phục chúng. Báo cáo DRC cuối cùng, không hiển thị vi phạm nào, trở thành một phần của gói ký kết để chuyển sang giai đoạn sản xuất bảng mạch. Với DRC, bảng mạch của bạn sẽ đúng ngay từ lần đầu tiên, hầu như mỗi lần.

KẾT LUẬN

Với sự phức tạp của thiết kế bảng mạch tăng lên, việc một nhà thiết kế có khả năng xác nhận rằng các nguyên tố trên bảng mạch tuân theo một bộ quy tắc cụ thể trở nên quan trọng hơn. Những quy tắc này cho bảng mạch cho phép bạn có toàn quyền kiểm soát về những yêu cầu vật lý mà bảng mạch cần đáp ứng. Sử dụng DRC, bạn nhanh chóng xác định nơi xảy ra vi phạm quy tắc và dễ dàng giải quyết chúng. Kết quả, hầu như mọi lúc, là một bảng mạch hoạt động đúng ngay từ lần đầu tiên.