This paper focuses on the PCB IP istifadə edən dizaynerlər və daha sonra IP dəstəyi üçün topologiya planlaşdırma və yönləndirmə vasitələrindən istifadə edərək bütün PCB dizaynını tez bir zamanda tamamlayırlar. Şəkil 1 -dən göründüyü kimi, dizayn mühəndisinin məsuliyyəti az sayda lazımi komponentlər qoyaraq aralarındakı kritik qarşılıqlı əlaqə yollarını planlaşdıraraq IP əldə etməkdir. IP əldə edildikdən sonra, IP məlumatı dizaynın qalan hissəsini edən PCB dizaynerlərinə verilə bilər.

PCB dizaynerləri, PCB dizaynını tez başa çatdırmaq üçün topologiya planlaşdırma və kabel vasitələrindən necə istifadə edə bilərlər

Şəkil 1: Dizayn mühəndisləri IP alırlar, PCB dizaynerləri IP -ni dəstəkləmək üçün topologiya planlaşdırma və kabel vasitələrindən istifadə edir, bütün PCB dizaynını tez bir zamanda tamamlayır.

Düzgün dizayn niyyətini əldə etmək üçün dizayn mühəndisləri və PCB dizaynerləri arasında qarşılıqlı əlaqə və təkrarlama prosesindən keçmək əvəzinə, dizayn mühəndisləri artıq bu məlumatı alırlar və nəticələr kifayət qədər dəqiqdir ki, bu da PCB dizaynerlərinə çox kömək edir. Bir çox dizaynda, dizayn mühəndisləri və PCB dizaynerləri hər iki tərəfdən qiymətli vaxt sərf edən interaktiv plan və naqillər çəkirlər. Tarixən interaktivlik zəruridir, lakin vaxt aparan və səmərəsizdir. Dizayn mühəndisi tərəfindən verilən ilkin plan, uyğun komponentləri olmayan, avtobus genişliyi və ya pin çıxışı olmayan işarələr ola bilər.

Topoloji planlaşdırma üsullarından istifadə edən mühəndislər, PCB dizaynerlərinin dizaynda iştirak etməsi ilə bəzi komponentlərin planını və qarşılıqlı əlaqələrini tuta bilsələr də, dizayn digər komponentlərin düzülüşünü, digər IO və avtobus konstruksiyalarını və bütün qarşılıqlı əlaqələri tələb edə bilər.

PCB dizaynerləri, topoloji planlamanı qəbul etməli və optimal düzülüş və qarşılıqlı təsir planlamasına nail olmaq üçün qurulmuş və açılmamış komponentlərlə qarşılıqlı əlaqə qurmalı və bununla da PCB dizayn səmərəliliyini artırmalıdır.

Kritik və yüksək sıxlıq sahələri çəkildikdən və topologiya planlaması əldə edildikdən sonra, plan son topologiya planlamasından əvvəl tamamlana bilər. Buna görə də, bəzi topologiya yolları mövcud layout ilə işləməli ola bilər. Daha aşağı prioritet olsa da, hələ də əlaqəyə ehtiyac var. Beləliklə, planlaşdırmanın bir hissəsi komponentlərin düzeni ətrafında yarandı. Bundan əlavə, bu səviyyəli planlaşdırma digər siqnallara zəruri prioritet vermək üçün daha çox detal tələb edə bilər.

Ətraflı topologiya planlaması

Şəkil 2, komponentlərin qoyulduqdan sonra ətraflı bir sxemini göstərir. The bus has 17 bits in total, and they have a fairly well-organized signal flow.

PCB dizaynerləri, PCB dizaynını tez başa çatdırmaq üçün topologiya planlaşdırma və kabel vasitələrindən necə istifadə edə bilərlər

Şəkil 2: Bu avtobuslar üçün şəbəkə xətləri, daha yüksək prioritetli topologiya planlaması və düzülüşünün nəticəsidir.

Bu avtobusu planlaşdırmaq üçün PCB dizaynerləri mövcud maneələri, təbəqə dizayn qaydalarını və digər vacib məhdudiyyətləri nəzərə almalıdırlar. Bu şərtləri nəzərə alaraq, Şəkil 3 -də göstərildiyi kimi avtobus üçün bir topologiya yolu qurdular.

PCB dizaynerləri, PCB dizaynını tez başa çatdırmaq üçün topologiya planlaşdırma və kabel vasitələrindən necə istifadə edə bilərlər

Şəkil 3: Planlaşdırılan avtobus.

Şəkil 3 -də “1” detalı, komponent pinlərindən “2” detalına aparan topoloji yol üçün “qırmızı” nın üst qatındakı komponent pinlərini göstərir. Bu hissə üçün istifadə edilməmiş sahə və yalnız birinci qat kabel təbəqəsi olaraq təyin olunur. Bu dizayn baxımından aydın görünür və marşrutlaşdırma alqoritmi üst qatın qırmızıya bağlı olduğu topoloji yolu istifadə edəcək. Bununla birlikdə, bəzi maneələr alqoritmi bu xüsusi avtobusu yönləndirmədən əvvəl digər qat yönləndirmə seçimləri ilə təmin edə bilər.

Avtobus birinci qatda sıx izlər təşkil etdiyindən, dizayner, avtobusun bütün PCB boyunca keçdiyi məsafəni nəzərə alaraq, 3 -cü təfərrüatda üçüncü təbəqəyə keçidi planlaşdırmağa başlayır. Üçüncü qatdakı bu topoloji yolun, empedansı yerləşdirmək üçün lazım olan əlavə boşluq səbəbiylə üst qatdan daha geniş olduğunu unutmayın. Bundan əlavə, dizayn qatın çevrilməsi üçün dəqiq yeri (17 deşik) göstərir.

Topoloji yol Şəkil 3-ün sağ mərkəz hissəsini “4” təfərrüatı ilə izlədiyinə görə, bir çox tək bitli T şəkilli qovşaqların topoloji yol əlaqələrindən və fərdi komponent sancaqlarından çəkilməsi lazımdır. PCB dizaynerinin seçimi, komponent sancaqlarını birləşdirmək üçün 3 -cü qatdakı və digər təbəqələrdəki əlaqə axınının çox hissəsini saxlamaqdır. Beləliklə, ana paketdən qat 4-ə (çəhrayı) olan əlaqəni göstərmək üçün bir topologiya sahəsi çəkdilər və bu tək bitli T şəkilli kontaktları 2-ci təbəqəyə bağladılar və sonra digər deşiklərdən istifadə edərək cihaz pinlərinə bağladılar.

Aktiv cihazları birləşdirmək üçün “3” detalına qədər topoloji yollar 5 -cü səviyyədə davam edir. Bu əlaqələr daha sonra aktiv sancaqlardan aktiv cihazın altından aşağıya çəkilən rezistora bağlanır. Dizayner, 3-cü təbəqədən 1-ci qata qədər olan əlaqələri tənzimləmək üçün başqa bir topologiya sahəsindən istifadə edir, burada komponent sancaqları aktiv cihazlara və aşağıya dirənişlərə bölünür.

This level of detailed planning took about 30 seconds to complete. Bu plan ələ keçirildikdən sonra, PCB dizayneri dərhal başqa bir topologiya planları qurmaq və ya bütün topologiya planlarını avtomatik marşrutlaşdırma ilə tamamlamaq istəyə bilər. Planlaşdırmanın tamamlanmasından avtomatik naqillərin nəticələrinə qədər 10 saniyədən azdır. Sürətin əslində heç bir əhəmiyyəti yoxdur və əslində dizaynerin niyyəti nəzərə alınmırsa və avtomatik naqillərin keyfiyyəti pisdirsə, vaxt itkisidir. Aşağıdakı diaqramlar avtomatik naqillərin nəticələrini göstərir.

Topologiya yönləndirilməsi

Sol üstdən başlayaraq, komponent sancaqlarından olan bütün tellər dizayner tərəfindən ifadə edildiyi kimi 1 -ci təbəqədə yerləşir və Şəkil 1 -də “2” və “4” təfərrüatlarında göstərildiyi kimi sıx bir avtobus quruluşuna sıxılır. Səviyyə 1 ilə Səviyyə 3 arasındakı keçid “3” detallı şəkildə həyata keçirilir və çox yer tutan bir çuxur formasını alır. Yenə də empedans faktoru nəzərə alınır, buna görə də xətlər daha geniş və daha genişdir, həqiqi genişlik yolu ilə təmsil olunur.

PCB dizaynerləri, PCB dizaynını tez başa çatdırmaq üçün topologiya planlaşdırma və kabel vasitələrindən necə istifadə edə bilərlər

Şəkil 4: 1 və 3 topologiyaları ilə marşrutlaşdırmanın nəticələri.

Şəkil 4-də “5” -də ətraflı şəkildə göstərildiyi kimi, topologiyanın yolu tək bitli T tipli qovşaqların yerləşdirilməsi üçün deşiklərdən istifadə edilməsinə görə genişlənir. Here the plan again reflects the designer’s intention for these single-bit T-type exchange points, wiring from layer 3 to layer 4. Əlavə olaraq, üçüncü təbəqədəki iz çox sıxdır, girmə çuxurunda bir qədər genişlənsə də, çuxurdan keçdikdən sonra tezliklə yenidən sıxılır.

PCB dizaynerləri, PCB dizaynını tez başa çatdırmaq üçün topologiya planlaşdırma və kabel vasitələrindən necə istifadə edə bilərlər

Şəkil 5: Ətraflı 4 topologiyası ilə marşrutlaşdırmanın nəticəsi.

Şəkil 6, avtomatik naqillərin nəticəsini “5” detalında göstərir. 3 -cü qatdakı aktiv cihaz əlaqələri 1 -ci qata çevrilmə tələb edir. Keçid delikləri komponent sancaqlarının üstündən səliqəli şəkildə düzülmüşdür və 1-ci təbəqə teli əvvəlcə aktiv komponentə, sonra isə 1-ci qat açılan rezistora bağlanır.

PCB dizaynerləri, PCB dizaynını tez başa çatdırmaq üçün topologiya planlaşdırma və kabel vasitələrindən necə istifadə edə bilərlər

Şəkil 6: 5 topologiyası ilə marşrutlaşdırmanın nəticəsi.

Yuxarıdakı nümunənin nəticəsi budur ki, 17 bit, dizaynerin təxminən 30 saniyədə çəkilə bilən qat və yol istiqaməti niyyətini ifadə edən dörd fərqli cihaz tipinə ayrılmışdır. Sonra yüksək keyfiyyətli avtomatik naqillər çəkilə bilər, tələb olunan vaxt təxminən 10 saniyədir.

Kabel qurğusundan topologiya planlamasına qədər abstraksiya səviyyəsini yüksəltməklə, ümumi əlaqə müddəti əhəmiyyətli dərəcədə azalır və dizaynerlər, həqiqətən də, bu nöqtədə naqilləri niyə saxlamaq lazım olduğu kimi, sıxlığı və dizaynı başa çatdırmaq potensialını dəqiq başa düşürlər. dizayn? Niyə planlaşdırma işlərinə davam etməyib arxa tərəfə məftil əlavə etməyəsiniz? Tam topologiya nə vaxt planlaşdırılacaq? Yuxarıdakı nümunə nəzərə alınarsa, bir planın mücərrədliyi, hər bir şəbəkədə bir çox xətt seqmenti və çoxlu deşikləri olan 17 ayrı şəbəkə ilə deyil, başqa bir planla istifadə edilə bilər. .

Mühəndislik Dəyişikliyi Sifarişi (ECO)

Aşağıdakı nümunədə, FPGA pin çıxışı natamamdır. Dizayn mühəndisləri bu faktı PCB dizaynerlərinə bildirmişlər, lakin cədvəl səbəblərindən FPGA pin çıxışı tamamlanmadan dizaynı mümkün qədər inkişaf etdirməlidirlər.

Bilinən pin çıxışı halında, PCB dizayneri FPGA məkanını planlaşdırmağa başlayır və eyni zamanda dizayner digər cihazlardan FPGA -ya keçidləri nəzərə almalıdır. IO -nun FPGA -nın sağ tərəfində olması planlaşdırılırdı, amma indi FPGA -nın sol tərəfindədir, bu da pin çıxışının orijinal plandan tamamilə fərqli olmasına səbəb olur. Dizaynerlər daha yüksək bir soyutlama səviyyəsində işlədikləri üçün, bütün kabelləri FPGA ətrafında hərəkət etdirmək və topoloji yol dəyişiklikləri ilə əvəz etmək yükünü aradan qaldıraraq bu dəyişikliklərə uyğunlaşa bilərlər.

Ancaq təsirlənən yalnız FPGas deyil; Bu yeni pin çıxışları, əlaqəli cihazlardan çıxan potensialları da təsir edir. Yolun sonu, düz qapalı qurğuşun giriş yolunu yerləşdirmək üçün də hərəkət edir; Əks təqdirdə, bükülmüş cüt kabellər büküləcək və yüksək sıxlıqlı PCB-də qiymətli yer israf edəcəkdir. Bu bitlər üçün bükülmə, dizayn mərhələsinin sonunda yerinə yetirilməyən kabellər və deliklər üçün əlavə yer tələb edir. Cədvəl sıx olsaydı, bütün bu marşrutlarda bu cür düzəlişlər etmək mümkün olmazdı. Məsələ burasındadır ki, topologiya planlaşdırması daha yüksək bir soyutlama təmin edir, buna görə də bu ECO -ları həyata keçirmək daha asandır.

Dizaynerin niyyətini izləyən avtomatik marşrutlaşdırma alqoritmi kəmiyyət prioritetinə nisbətən keyfiyyət prioritetini təyin edir. Keyfiyyət problemi aşkar edilərsə, iki səbəbə görə keyfiyyətsiz bir tel çəkməkdənsə, əlaqənin pozulmasına icazə vermək olduqca düzgündür. Birincisi, uğursuz bir əlaqəni birləşdirmək, bu naqilləri pis nəticələrlə təmizləməkdən və məftilləri avtomatlaşdıran digər kabel əməliyyatlarından daha asandır. İkincisi, dizaynerin niyyəti həyata keçirilir və əlaqənin keyfiyyətini təyin etmək üçün dizayner qalır. Ancaq bu fikirlər yalnız uğursuz naqillərin əlaqələri nisbətən sadə və lokallaşdırılmış olduqda faydalıdır.

Yaxşı bir nümunə, bir kabelin 100% planlaşdırılmış əlaqələrə nail ola bilməməsidir. Keyfiyyətini qurban vermək əvəzinə, bəzi əlaqəsiz naqilləri geridə qoyaraq bəzi planlamaların uğursuz olmasına icazə verin. Bütün tellər topoloji planlaşdırma ilə aparılır, lakin hamısı komponent sancaqlarına səbəb olmur. Bu, uğursuz əlaqələr üçün yer olduğunu və nisbətən asan bir əlaqə təmin edir.

Bu məqalənin xülasəsi

Topoloji planlaşdırma, rəqəmsal siqnallı bir PCB dizayn prosesi ilə işləyən və dizayn mühəndisləri tərəfindən asanlıqla əldə edilə bilən bir vasitədir, eyni zamanda kompleks planlaşdırma mülahizələri üçün xüsusi məkan, qat və əlaqə axını imkanlarına malikdir. PCB dizaynerləri, dizayn mühitinə ən yaxşı uyğunlaşmaq üçün bu çevik aləti kimin istifadə etdiyindən asılı olaraq, dizaynın əvvəlində və ya dizayn mühəndisi IP əldə etdikdən sonra topologiya planlaşdırma vasitəsindən istifadə edə bilər.

Topologiya kabel çəkiciləri, dizaynerin planını və ya yüksək keyfiyyətli kabel çəkmə nəticələrini təmin etmək niyyətini yerinə yetirirlər. ECO ilə qarşılaşdıqda topologiya planlaması, ayrı -ayrı bağlantılara nisbətən daha sürətli işləyir və beləliklə topologiya kabelçisinin ECO -nu daha tez qəbul etməsinə imkan verir ki, bu da sürətli və dəqiq nəticələr verir.