Як дызайнеры друкаваных плат могуць выкарыстоўваць інструменты планавання тапалогіі і праводкі для хуткага завяршэння праектавання друкаваных плат?

Гэты дакумент прысвечаны Друкаваная плата дызайнеры, якія выкарыстоўваюць IP, а таксама выкарыстоўваючы інструменты планавання тапалогіі і маршрутызацыі для падтрымкі IP, хутка завяршаюць усю канструкцыю друкаванай платы. Як бачна з малюнка 1, адказнасць інжынера -канструктара – атрымаць IP, расклаўшы невялікую колькасць неабходных кампанентаў і запланаваўшы крытычныя шляхі ўзаемасувязі паміж імі. Пасля атрымання IP -інфармацыі інфармацыя аб IP можа быць прадастаўлена дызайнерам друкаваных плат, якія займаюцца астатняй часткай праектавання.

Як дызайнеры друкаваных плат могуць выкарыстоўваць інструменты планавання тапалогіі і праводкі для хуткага завяршэння праектавання друкаваных плат

Малюнак 1: Інжынеры -канструктары атрымліваюць IP, дызайнеры друкаваных поплаткаў у далейшым выкарыстоўваюць інструменты планавання тапалогіі і праводкі для падтрымкі IP, хутка завяршаюць усю канструкцыю друкаванай платы.

Замест таго, каб праходзіць працэс узаемадзеяння і ітэрацыі паміж інжынерамі -канструктарамі і дызайнерамі друкаваных плат, каб атрымаць правільную задуму праектавання, інжынеры -канструктары ўжо атрымліваюць гэтую інфармацыю, і вынікі даволі дакладныя, што вельмі дапамагае дызайнерам друкаваных плат. У многіх дызайнах інжынеры -канструктары і дызайнеры друкаваных плат робяць інтэрактыўнае размяшчэнне і праводку, што займае каштоўны час з абодвух бакоў. Гістарычна склалася, што інтэрактыўнасць неабходная, але займае шмат часу і неэфектыўная. Першапачатковы план, прадастаўлены інжынерам -канструктарам, можа ўяўляць сабой проста чарцёж уручную без адпаведных кампанентаў, шырыні шыны або сігналаў вываду.

У той час як інжынеры, якія выкарыстоўваюць метады планавання тапалогіі, могуць зафіксаваць размяшчэнне і ўзаемасувязі некаторых кампанентаў па меры ўдзелу ў праектаванні дызайнераў друкаваных плат, дызайн можа запатрабаваць размяшчэння іншых кампанентаў, захопу іншых структур уводу -вываду і шыны, а таксама ўсіх злучэнняў.

Канструктары друкаваных поплаткаў павінны прыняць планаванне тапалогіі і ўзаемадзейнічаць з выкладзенымі і незакрытымі кампанентамі для дасягнення аптымальнага макета і планавання ўзаемадзеяння, тым самым паляпшаючы эфектыўнасць праектавання друкаваных плат.

Пасля таго, як выкладзеныя крытычныя зоны і вобласці вялікай шчыльнасці і атрымана планаванне тапалогіі, макет можа быць завершаны да канчатковага планавання тапалогіі. Такім чынам, некаторыя шляхі тапалогіі могуць працаваць з існуючым макетам. Нягледзячы на тое, што яны маюць меншы прыярытэт, іх усё ж трэба падключыць. Такім чынам, частка планавання была створана вакол макета кампанентаў. Акрамя таго, гэты ўзровень планавання можа запатрабаваць больш падрабязнай інфармацыі, каб надаць неабходны прыярытэт іншым сігналам.

Падрабязнае планаванне тапалогіі

На малюнку 2 паказана падрабязнае размяшчэнне кампанентаў пасля іх выкладвання. Шына мае ў агульнай складанасці 17 біт, і яны маюць дастаткова добра арганізаваны паток сігналу.

Малюнак 2: Сеткавыя лініі для гэтых шын з’яўляюцца вынікам планавання тапалогіі і макета з больш высокім прыярытэтам.

Каб спланаваць гэтую шыну, дызайнеры друкаваных плат павінны ўлічваць існуючыя бар’еры, правілы праектавання пластоў і іншыя важныя абмежаванні. Маючы на ўвазе гэтыя ўмовы, яны намецілі шлях тапалогіі для шыны, як паказана на малюнку 3.

Малюнак 3: Запланаваны аўтобус.

На малюнку 3 дэталь “1” размяшчае вывады кампанентаў на верхнім пласце “чырвонага” для тапалагічнага шляху, які вядзе ад вывадаў кампанентаў да дэталі “2”. Неінкапсуляваная вобласць, якая выкарыстоўваецца для гэтай часткі, і толькі першы ўзровень ідэнтыфікуецца як кабельны. Гэта здаецца відавочным з пункту гледжання праектавання, і алгарытм маршрутызацыі будзе выкарыстоўваць тапалагічны шлях з верхнім пластом, падлучаным да чырвонага. Аднак некаторыя перашкоды могуць даць алгарытму іншыя параметры маршрутызацыі ўзроўню перад аўтаматычнай маршрутызацыяй менавіта гэтай шыны.

Паколькі шына арганізавана ў шчыльныя сляды на першым узроўні, канструктар пачынае планаваць пераход да трэцяга пласта на дэталі 3, улічваючы адлегласць, якую аўтобус праходзіць па ўсёй друкаванай плаце. Звярніце ўвагу, што гэты тапалагічны шлях на трэцім пласце шырэй верхняга пласта з -за дадатковай прасторы, неабходнай для размяшчэння імпедансу. Акрамя таго, канструкцыя вызначае дакладнае месца (17 адтулін) для пераўтварэння пласта.

Паколькі тапалагічны шлях ідзе па правай цэнтральнай частцы малюнка 3 да дэталяў «4», многія аднабітныя Т-вобразныя пераходы павінны быць выведзеныя з злучэнняў тапалагічнага шляху і асобных вывадаў кампанентаў. Выбар дызайнера друкаванай платы заключаецца ў тым, каб захаваць большую частку патоку злучэння на пласце 3 і на іншых пластах для падлучэння вывадаў кампанентаў. Такім чынам, яны намалявалі вобласць тапалогіі, каб паказаць злучэнне ад асноўнага пучка да пласта 4 (ружовы), і прымусілі гэтыя аднаразрадныя Т-вобразныя кантакты падлучыцца да пласта 2, а затым падлучыцца да вывадаў прылады з дапамогай іншых скразных адтулін.

Тапалагічныя шляхі працягваюцца на ўзроўні 3 да дэталяў «5» для падлучэння актыўных прылад. Затым гэтыя злучэнні падключаюцца ад актыўных кантактаў да выцягваючага рэзістара пад актыўным прыладай. Канструктар выкарыстоўвае іншую вобласць тапалогіі для рэгулявання злучэнняў ад пласта 3 да ўзроўню 1, дзе вывады кампанентаў дзеляцца на актыўныя прылады і выцягваючыя рэзістары.

Гэты ўзровень дэталёвага планавання заняў каля 30 секунд. Пасля таго, як гэты план будзе захоплены, канструктар друкаваных плат можа пажадаць неадкладна накіраваць або стварыць далейшыя планы тапалогіі, а затым завяршыць усе планы тапалогіі з аўтаматычнай маршрутызацыяй. Менш за 10 секунд ад завяршэння планавання да вынікаў аўтаматычнай праводкі. Хуткасць на самай справе не мае значэння, і на самой справе гэта пустая трата часу, калі намеры дызайнера ігнаруюцца і якасць аўтаматычнай праводкі дрэнная. На наступных схемах паказаны вынікі аўтаматычнай праводкі.

Маршрутызацыя тапалогіі

Пачынаючы з левага верхняга кута, усе драты ад вывадаў кампанентаў размешчаны на пласце 1, як гэта было выказана праекціроўшчыкам, і сціснутыя ў шчыльную структуру шыны, як паказана ў падрабязнасцях «1» і «2» на малюнку 4. Пераход паміж узроўнем 1 і ўзроўнем 3 адбываецца падрабязна “3” і мае форму вельмі шчыльнай прасторы. Зноў жа, улічваецца каэфіцыент імпедансу, таму лініі шырэй і больш разнесены, як гэта прадстаўлена шляхам фактычнай шырыні.

Малюнак 4: Вынікі маршрутызацыі з тапалогіямі 1 і 3.

Як падрабязна паказана “4” на малюнку 5, шлях тапалогіі становіцца больш з-за неабходнасці выкарыстоўваць адтуліны для размяшчэння аднаразрадных пераходаў Т-тыпу. Тут план зноў адлюстроўвае намер дызайнера ў гэтых аднаразрадных кропках абмену Т-тыпу, праводку ад 3-га да 4-га пласта. Акрамя таго, след на трэцім пласце вельмі шчыльны, хоць ён трохі пашыраецца ў адтуліне для ўстаўкі, але пасля праходжання адтуліны неўзабаве зноў становіцца шчыльным.

Малюнак 5: Вынік маршрутызацыі з падрабязнай тапалогіяй 4.

На малюнку 6 паказаны вынік аўтаматычнай праводкі па дэталі «5». Актыўныя злучэнні прылад на ўзроўні 3 патрабуюць пераўтварэння на ўзровень 1. Скразныя адтуліны акуратна размешчаны над вывадамі кампанентаў, а провад пласта 1 падключаецца спачатку да актыўнага кампанента, а затым да выцягваючага рэзістара пласта 1.

Малюнак 6: Вынік маршрутызацыі з падрабязнай тапалогіяй 5.

Выснова з прыведзенага вышэй прыкладу заключаецца ў тым, што 17 біт падрабязна разбітыя на чатыры розныя тыпы прылад, якія прадстаўляюць намер дызайнера ў напрамку пласта і шляху, які можа быць зафіксаваны прыкладна за 30 секунд. Затым можна правесці аўтаматычную праводку высокай якасці, неабходны час каля 10 секунд.

Павысіўшы ўзровень абстракцыі ад праводкі да планавання тапалогіі, агульны час злучэння значна скарачаецца, і дызайнеры сапраўды ясна разумеюць шчыльнасць і патэнцыял завяршэння праектавання да пачатку ўзаемасувязі, напрыклад, навошта працягваць праводку ў гэты момант дызайн? Чаму б не пайсці далей з планаваннем і дадаць праводку ззаду? Калі плануецца поўная тапалогія? Калі разглядаць прыведзены вышэй прыклад, абстракцыю аднаго плана можна выкарыстоўваць з іншым планам, а не з 17 асобнымі сеткамі з мноствам адрэзкаў лініі і мноствам прабояў у кожнай сетцы, што з’яўляецца асабліва важным пры разглядзе заказу аб інжынерных зменах (ECO) .

Загад аб інжынерных зменах (ECO)

У наступным прыкладзе выснова высновы FPGA няпоўны. Інжынеры -канструктары паведамілі канструктарам друкаваных плат пра гэты факт, але з -за раскладу ім трэба максімальна прасунуць дызайн да завяршэння высновы FPGA.

У выпадку вядомага высновы вывадаў, дызайнер друкаванай платы пачынае планаваць прастору ПЛІС, і ў той жа час, дызайнер павінен разгледзець вывады ад іншых прылад да ПЛІС. Планавалася, што ўвод -вывод будзе знаходзіцца з правага боку ПЛІС, але цяпер ён знаходзіцца злева ад ПЛІС, у выніку чаго выснова высновы будзе цалкам адрознівацца ад першапачатковага плана. Паколькі дызайнеры працуюць на больш высокім узроўні абстракцыі, яны могуць улічыць гэтыя змены, выдаліўшы накладныя выдаткі на перасоўванне ўсёй электраправодкі па ПЛІС і замяніўшы яе мадыфікацыямі траекторыі тапалогіі.

Аднак пацярпелі не толькі FPGas; Гэтыя новыя кантактныя выхады таксама ўплываюць на вывады адпаведных прылад. Канец шляху таксама рухаецца для таго, каб змясціць плоскі інкапсуляваны шлях уводу свінцу; У адваротным выпадку кабелі вітай пары будуць скручаныя, што выдаткуе каштоўнае месца на друкаванай плаце высокай шчыльнасці. Скручванне для гэтых бітаў патрабуе дадатковага месца для праводкі і перфарацыі, што можа быць не выканана ў канцы фазы праектавання. Калі б графік быў шчыльным, унесці такія карэктывы ва ўсе гэтыя маршруты было б немагчыма. Справа ў тым, што планаванне тапалогіі забяспечвае больш высокі ўзровень абстракцыі, таму рэалізацыя гэтых ЭКА значна прасцей.

Алгарытм аўтаматычнай маршрутызацыі, які адпавядае задуме дызайнера, вызначае прыярытэт якасці над прыярытэтам колькасці. Калі выяўляецца праблема якасці, цалкам правільна дазволіць злучэнню сарвацца, а не вырабляць няякасную праводку па дзвюх прычынах. Па -першае, прасцей падключыць няўдалае злучэнне, чым ачысціць гэтую праводку з дрэннымі вынікамі і іншыя аперацыі з праводкай, якія аўтаматызуюць праводку. Па -другое, ажыццяўляецца намер дызайнера, і дызайнеру застаецца вызначыць якасць злучэння. Аднак гэтыя ідэі спатрэбяцца толькі ў тым выпадку, калі злучэнне няспраўнай праводкі адносна простае і лакалізаванае.

Добры прыклад – немагчымасць кабельнага кабеля дасягнуць 100% запланаваных злучэнняў. Замест таго, каб ахвяраваць якасцю, дазвольце некаторым планам праваліцца, пакінуўшы ззаду нейкую непадлучаную праводку. Усе драты пракладаюцца з дапамогай планавання тапалогіі, але не ўсе вядуць да вывадаў кампанентаў. Гэта гарантуе, што ёсць месца для няўдалых злучэнняў, і забяспечвае адносна лёгкае злучэнне.

Рэзюмэ гэтага артыкула

Планаванне тапалогіі – гэта інструмент, які працуе з працэсам праектавання друкаванай платы з лічбавай сігналізацыяй і лёгка даступны для інжынераў -канструктараў, але ён таксама мае пэўныя магчымасці прасторавага, пластовага і злучальнага патоку для складаных меркаванняў. Дызайнеры друкаваных плат могуць выкарыстоўваць інструмент планавання тапалогіі ў пачатку праектавання або пасля таго, як інжынер -канструктар атрымае свой IP, у залежнасці ад таго, хто выкарыстоўвае гэты гнуткі інструмент, каб максімальна адпавядаць іх асяроддзю праектавання.

Тапалагічныя кабельшчыкі проста выконваюць план дызайнера або маюць намер забяспечыць якасныя вынікі кабельнай разводкі. Планаванне тапалогіі, калі сутыкаецца з ЭКА, працуе значна хутчэй, чым асобныя злучэнні, што дазваляе кабельнаму кабелісту тапалогіі хутчэй прымаць ЭКА, забяспечваючы хуткія і дакладныя вынікі.