Ինչպե՞ս կարող են PCB- ի դիզայներները օգտագործել տոպոլոգիայի պլանավորման և լարերի միացման գործիքներ ՝ PCB- ի դիզայնը արագ ավարտելու համար:

Այս հոդվածը կենտրոնանում է PCB IP- ն օգտագործող դիզայներները, և հետագայում օգտագործելով տոպոլոգիայի պլանավորման և ուղղման գործիքները ՝ IP- ին աջակցելու համար, արագ ավարտում են PCB- ի ամբողջ դիզայնը: Ինչպես տեսնում եք Նկար 1 -ից, նախագծող ինժեների պարտականությունն է ստանալ IP- ն `փոքր քանակությամբ անհրաժեշտ բաղադրիչներ դնելով և դրանց միջև կարևոր փոխկապակցման ուղիներ պլանավորելով: IP- ի ձեռքբերումից հետո IP- ի տեղեկատվությունը կարող է տրամադրվել PCB- ի դիզայներներին, ովքեր կատարում են մնացած դիզայնը:

Ինչպես կարող են PCB- ի դիզայներները օգտագործել տոպոլոգիայի պլանավորման և լարերի միացման գործիքներ ՝ PCB- ի դիզայնն արագ ավարտելու համար

Գծապատկեր 1. Նախագծող ինժեներները ստանում են IP, PCB դիզայներները հետագայում օգտագործում են տոպոլոգիայի պլանավորման և էլեկտրագծերի գործիքներ `IP- ին աջակցելու համար, արագ ավարտում են PCB- ի ամբողջ դիզայնը:

Դիզայնի ինժեներների և PCB դիզայներների միջև փոխգործակցության և կրկնման գործընթաց անցնելու փոխարեն `դիզայնի ճիշտ մտադրությունը ստանալու համար, դիզայներ -ինժեներներն արդեն ստանում են այս տեղեկատվությունը, և արդյունքները բավականին ճշգրիտ են, ինչը շատ է օգնում PCB- ի դիզայներներին: Շատ նախագծերում նախագծող ինժեներները և PCB դիզայներները կատարում են ինտերակտիվ դասավորություն և էլեկտրագծեր, ինչը երկու կողմերից էլ արժեքավոր ժամանակ է ծախսում: Պատմականորեն, ինտերակտիվությունը անհրաժեշտ է, բայց ժամանակատար և անարդյունավետ: Նախագծային ինժեների կողմից տրամադրված նախնական պլանը կարող է լինել պարզապես ձեռքով նկարչություն ՝ առանց համապատասխան բաղադրիչների, ավտոբուսի լայնության կամ ելքային ազդանշանների:

Մինչ տոպոլոգիայի պլանավորման տեխնիկան օգտագործող ինժեներները կարող են ֆիքսել որոշ բաղադրիչների դասավորությունը և փոխկապակցումները, քանի որ PCB- ի դիզայներները ներգրավվում են նախագծում, դիզայնը կարող է պահանջել այլ բաղադրիչների դասավորություն, գրավել այլ IO և ավտոբուսային կառույցներ և բոլոր փոխկապակցումները:

PCB- ի դիզայներները պետք է ընդունեն տոպոլոգիայի պլանավորում և փոխազդեն դասավորված և չմշակված բաղադրիչների հետ `օպտիմալ դասավորության և փոխազդեցության պլանավորման հասնելու համար, դրանով իսկ բարելավելով PCB- ի նախագծման արդյունավետությունը:

Կրիտիկական և բարձր խտության տարածքների ձևավորումից և տոպոլոգիայի պլանավորումից հետո, դասավորությունը կարող է ավարտվել մինչև տոպոլոգիայի վերջնական պլանավորումը: Հետևաբար, որոշ տոպոլոգիական ուղիներ կարող են ստիպված լինել աշխատել առկա դասավորության հետ: Չնայած դրանք ավելի ցածր առաջնահերթություն ունեն, դրանք դեռ պետք է միացված լինեն: Այսպիսով, պլանավորման մի մասը ստեղծվեց բաղադրիչների դասավորության շուրջ: Բացի այդ, պլանավորման այս մակարդակը կարող է պահանջել ավելի մանրամասն `այլ ազդանշաններին անհրաժեշտ առաջնահերթությունը տալու համար:

Տոպոլոգիայի մանրամասն պլանավորում

Նկար 2 -ը ցույց է տալիս բաղադրիչների մանրամասն դասավորությունը դրանք դնելուց հետո: Ավտոբուսն ընդհանուր առմամբ ունի 17 բիթ, և դրանք ունեն բավականին լավ կազմակերպված ազդանշանային հոսք:

Գծապատկեր 2. Այս ավտոբուսների ցանցային գծերն ավելի մեծ առաջնահերթություն ունեցող տոպոլոգիայի պլանավորման և դասավորության արդյունք են:

Այս ավտոբուսը պլանավորելու համար PCB- ի դիզայներները պետք է հաշվի առնեն առկա խոչընդոտները, շերտերի նախագծման կանոնները և այլ կարևոր սահմանափակումներ: Այս պայմանները հաշվի առնելով ՝ նրանք գծեցին ավտոբուսի տոպոլոգիական ուղին, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3 -ում:

Գծապատկեր 3. Նախատեսված ավտոբուս:

Նկար 3 -ում «1» մանրամասնությունը ներկայացնում է «կարմիր» -ի վերին շերտի բաղադրիչ կապերը ՝ բաղադրիչ կապերից մինչև «2» մանրամասը տանող տեղաբանական ուղու համար: Այս մասի համար օգտագործված չպարփակված տարածքը, և միայն առաջին շերտը նույնականացվում է որպես մալուխային շերտ: Սա ակնհայտ է դիզայնի տեսանկյունից, և երթուղղման ալգորիթմը կօգտագործի տոպոլոգիական ուղին `վերին շերտի հետ կարմիրին միացված: Այնուամենայնիվ, որոշ խոչընդոտներ կարող են ալգորիթմին տրամադրել շերտի ուղղման այլ տարբերակներ ՝ նախքան այս հատուկ ավտոբուսը ավտոմատ կերպով ուղղորդելը:

Քանի որ ավտոբուսը կազմված է առաջին շերտի ամուր հետքերով, դիզայները սկսում է պլանավորել երրորդ շերտի անցումը 3 մանրամասն ՝ հաշվի առնելով ավտոբուսի տարածությունն ամբողջ PCB- ով: Նկատի ունեցեք, որ երրորդ շերտի այս տոպոլոգիական ուղին ավելի լայն է, քան վերին շերտը, քանի որ լրացուցիչ տարածություն է պահանջվում `դիմակայելու համար: Բացի այդ, դիզայնը սահմանում է շերտի փոխակերպման ճշգրիտ վայրը (17 անցք):

Քանի որ տոպոլոգիական ուղին հետևում է Գծապատկեր 3-ի աջ-կենտրոնական հատվածին `« 4 »-ին մանրամասնեցնելու համար, T- ձևի միանգամյա միացումներից շատերը պետք է գծվեն տոպոլոգիական ուղու միացումներից և առանձին բաղադրիչի կապումներից: PCB- ի դիզայների ընտրությունը կայանում է նրանում, որ կապի հոսքի մեծ մասը պահպանվի 3 -րդ շերտի վրա և մյուս շերտերի միջոցով `բաղադրիչ կապում միացնելու համար: Այսպիսով, նրանք գծեցին տոպոլոգիայի տարածք ՝ հիմնական կապոցից 4-րդ շերտին (վարդագույն) կապը նշելու համար, և այդ մի բիթանոց T ձևի կոնտակտները միացան 2-րդ շերտին, այնուհետև միացեք սարքի կապերին ՝ օգտագործելով այլ անցքեր:

Տոպոլոգիական ուղիները շարունակվում են 3 -րդ մակարդակում ՝ մանրամասնելով «5» ՝ ակտիվ սարքերը միացնելու համար: Այդ միացումներն այնուհետև ակտիվ կապումներից միացվում են ակտիվ սարքի ներքևի ներքև քաշվող դիմադրիչի: Դիզայները օգտագործում է մեկ այլ տոպոլոգիական տարածք `3-րդ շերտից մինչև 1-ին միացումները կարգավորելու համար, որտեղ բաղադրիչ կապերը բաժանված են ակտիվ սարքերի և ձգվող դիմադրիչների:

Այս մակարդակի մանրամասն պլանավորումը տևեց մոտ 30 վայրկյան: Երբ այս պլանը գրավվի, PCB- ի դիզայները կարող է ցանկություն ունենալ անմիջապես ուղղել կամ ստեղծել տոպոլոգիայի հետագա պլաններ, այնուհետև ավարտել տոպոլոգիայի բոլոր ծրագրերը ավտոմատ երթուղով: Պլանավորման ավարտից մինչև ավտոմատ էլեկտրագծերի արդյունքների 10 վայրկյան պակաս: Արագությունը իրականում նշանակություն չունի, և իրականում դա ժամանակի կորուստ է, եթե դիզայների մտադրություններն անտեսվեն, և էլեկտրագծերի ավտոմատ որակը վատն է: Հետևյալ դիագրամները ցույց են տալիս ավտոմատ էլեկտրագծերի արդյունքները:

Տոպոլոգիայի երթուղի

Ձախ վերևից սկսած ՝ բաղադրիչ կապում գտնվող բոլոր լարերը տեղակայված են 1 -ին շերտի վրա, ինչպես արտահայտվել է դիզայների կողմից և սեղմված են խիտ ավտոբուսի կառուցվածքի մեջ, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1 -ի «2» և «4» մանրամասներում: 1-ին և 3-րդ մակարդակների միջև անցումը տեղի է ունենում մանրամասնորեն «3» և տեղի է ունենում շատ տարածություն ծախսող անցքի տեսքով: Կրկին հաշվի է առնվում դիմադրողականության գործոնը, ուստի գծերը ավելի լայն են և ավելի տարածված, ինչպես ներկայացված է իրական լայնության ճանապարհով:

Գծապատկեր 4. 1 և 3 տոպոլոգիաներով երթուղու արդյունքներ:

Ինչպես ցույց է տրված 4-ում «5» մանրամասնորեն, տոպոլոգիայի ուղին ավելի մեծ է դառնում ՝ մի բիթային T տիպի միացումներին տեղավորելու համար անցքեր օգտագործելու անհրաժեշտության պատճառով: Այստեղ պլանը կրկին արտացոլում է դիզայների մտադրությունը այս մեկ բիթանոց T տիպի փոխանակման կետերի վերաբերյալ ՝ 3-րդ շերտից 4-րդ շերտերի միացում: Բացի այդ, երրորդ շերտի հետքը շատ ամուր է, չնայած այն փոքր -ինչ ընդլայնվում է ներդիրի անցքում, այն շուտով նորից սեղմվում է անցքն անցնելուց հետո:

Նկար 5. Ուղղորդման արդյունք մանրամասն 4 տոպոլոգիայի միջոցով:

6 -ը ցույց է տալիս ավտոմատ էլեկտրագծերի արդյունքը «5» մանրամասնությամբ: 3 -րդ շերտում ակտիվ սարքերի միացումները պահանջում են փոխակերպում 1 -ին: Միջանցքները կոկիկորեն դասավորված են բաղադրիչի կապումներից վերև, և 1-ին շերտի մետաղալարը միացված է սկզբում ակտիվ բաղադրիչին, այնուհետև `1-ին ձգվող դիմադրողին:

Գծապատկեր 6. Ուղղորդման արդյունքը մանրամասն 5 տոպոլոգիայի հետ:

Վերոնշյալ օրինակի եզրակացությունն այն է, որ 17 բիթերը մանրամասն նկարագրված են չորս տարբեր տեսակի սարքերի մեջ, որոնք ներկայացնում են դիզայների մտադրությունը շերտի և ուղու ուղղության վերաբերյալ, որը կարելի է գրավել մոտ 30 վայրկյանում: Այնուհետեւ կարող է իրականացվել բարձրորակ ավտոմատ էլեկտրագծեր, պահանջվող ժամանակը `մոտ 10 վայրկյան:

Հաղորդալարերից մինչև տոպոլոգիայի պլանավորման վերացական մակարդակը բարձրացնելով, փոխկապակցման ընդհանուր ժամանակը զգալիորեն կրճատվում է, և դիզայներներն իսկապես հստակ պատկերացում ունեն խտության և նախագծման ավարտին հասցնելու ներուժի մասին, նախքան փոխկապակցումը սկսելը, օրինակ `ինչու դիզայնը? Ինչու՞ չշարունակել պլանավորումը և միացնել էլեկտրագծերը հետևի մասում: Ե՞րբ է պլանավորվելու ամբողջական տոպոլոգիան: Եթե հաշվի առնվի վերը նշված օրինակը, մեկ հատակագծի վերացականումը կարող է օգտագործվել այլ հատակագծով, այլ ոչ թե 17 առանձին ցանցերով, որոնցում կան բազմաթիվ գծերի հատվածներ և յուրաքանչյուր ցանցի բազմաթիվ անցքեր: .

Engineeringարտարագիտական փոփոխությունների կարգ (ECO)

Հետևյալ օրինակում FPGA կապի ելքը թերի է: Նախագծող ինժեներները տեղեկացրել են այս փաստի մասին PCB- ի դիզայներներին, սակայն ժամանակացույցի պատճառով նրանք պետք է հնարավորինս առաջ տանեն նախագիծը մինչև FPGA կապի ելքի ավարտը:

Հայտնի քորոցային ելքի դեպքում, PCB- ի դիզայները սկսում է պլանավորել FPGA տարածքը, և միևնույն ժամանակ, դիզայները պետք է հաշվի առնի այլ սարքերից դեպի FPGA- ի առաջատար դիրքերը: IO- ն նախատեսվում էր լինել FPGA- ի աջ կողմում, բայց այժմ այն գտնվում է FPGA- ի ձախ կողմում ՝ պատճառելով, որ քորոցների ելքը ամբողջովին տարբերվի սկզբնական ծրագրից: Քանի որ դիզայներներն աշխատում են աբստրակցիայի ավելի բարձր մակարդակի վրա, նրանք կարող են ընդունել այս փոփոխությունները `հեռացնելով FPGA- ի շուրջ բոլոր էլեկտրագծերը տեղաշարժելու և այն փոխարինելով տոպոլոգիական ուղու փոփոխություններով:

Այնուամենայնիվ, միայն FPGas- ը չեն տուժում. Այս նոր քորոցային ելքերը նույնպես ազդում են համապատասխան սարքերից դուրս եկող լարերի վրա: Theանապարհի վերջը նույնպես շարժվում է, որպեսզի տեղավորվի հարթ ծածկված կապարի մուտքի ուղին. Հակառակ դեպքում, ոլորված զույգ մալուխները կշրջվեն ՝ վատնելով արժեքավոր տարածք բարձր խտության PCB- ի վրա: Այս բիթերի ոլորումը լրացուցիչ տարածք է պահանջում լարերի և պերֆորացիաների համար, որոնք կարող են չհամապատասխանել նախագծման փուլի ավարտին: Եթե գրաֆիկը խիտ լիներ, անհնար կլիներ նման ճշգրտումներ կատարել այս բոլոր երթուղիներում: Բանն այն է, որ տոպոլոգիայի պլանավորումը ապահովում է աբստրակցիայի ավելի բարձր մակարդակ, ուստի այդ ԷԿՕ -ների իրականացումը շատ ավելի հեշտ է:

Ավտոմատ երթուղղման ալգորիթմը, որը հետևում է դիզայների մտադրությանը, սահմանում է որակի գերակայություն քանակի նկատմամբ: Եթե որակի խնդիր է հայտնաբերվում, միանգամայն ճիշտ է թույլ տալ, որ կապը խափանվի, այլ ոչ թե անորակ էլեկտրագծեր արտադրեն, երկու պատճառով. Նախ, ավելի հեշտ է միացված կապը միացնել, քան այս լարերը մաքրել վատ արդյունքներով և էլեկտրագծերի ավտոմատացման այլ գործողություններով: Երկրորդ, դիզայների մտադրությունն իրականացվում է, և դիզայներին մնում է որոշել կապի որակը: Այնուամենայնիվ, այս գաղափարները օգտակար են միայն այն դեպքում, երբ ձախողված էլեկտրագծերի միացումները համեմատաբար պարզ են և տեղայնացված:

Լավ օրինակ է մալուխի անկարողությունը `100% ծրագրված միացումների հասնելու համար: Որակը զոհաբերելու փոխարեն, թույլ տվեք, որ որոշ ծրագրեր ձախողվեն ՝ թողնելով որոշ չկապված էլեկտրագծեր: Բոլոր լարերը ուղղվում են տոպոլոգիայի պլանավորման միջոցով, բայց ոչ բոլորն են հանգեցնում բաղադրիչի կապում: Սա ապահովում է, որ տեղ կա ձախողված կապերի համար և ապահովում է համեմատաբար հեշտ կապ:

Այս հոդվածի ամփոփագիրը

Տոպոլոգիայի պլանավորումը գործիք է, որն աշխատում է թվայնացված ազդանշանային PCB- ի նախագծման գործընթացով և հեշտությամբ հասանելի է նախագծող ինժեներներին, սակայն այն ունի նաև հատուկ տարածական, շերտային և միացման հոսքի հնարավորություններ `պլանավորման բարդ նկատառումներով: PCB- ի դիզայներները կարող են օգտագործել տոպոլոգիայի պլանավորման գործիքը նախագծման սկզբում կամ նախագծող ինժեների կողմից IP- ի ձեռքբերումից հետո `կախված նրանից, թե ով է օգտագործում այս ճկուն գործիքը` իր դիզայնի միջավայրին լավագույնս համապատասխանեցնելու համար:

Տոպոլոգիական լարերը պարզապես հետևում են դիզայների ծրագրին կամ բարձրորակ մալուխային արդյունքներ ապահովելու մտադրությանը: Տոպոլոգիայի պլանավորումը, երբ բախվում է ԷԿՈ -ի հետ, շատ ավելի արագ է գործում, քան առանձին միացումները, այդպիսով հնարավորություն տալով տոպոլոգիայի հաղորդիչին ավելի արագ ընդունել ԷԿՕ -ն ՝ ապահովելով արագ և ճշգրիտ արդյունքներ: