-Ի աճող բարդությունը PCB design considerations, such as clock, cross talk, impedance, detection, and manufacturing processes, often forces designers to repeat a lot of layout, verification, and maintenance work. Պարամետրերի սահմանափակման խմբագիրը կոդավորում է այս պարամետրերը բանաձևերի մեջ, որոնք կօգնեն դիզայներներին դիզայնի և արտադրության ընթացքում ավելի լավ զբաղվել այս երբեմն իրարամերժ պարամետրերով:

Վերջին տարիներին PCB- ի դասավորության և երթուղու պահանջները դարձել են ավելի բարդ, իսկ ինտեգրալ սխեմաներում տրանզիստորների թիվն ավելացել է, ինչպես կանխատեսվում էր Մուրի օրենքով ՝ սարքերը դարձնելով ավելի արագ և յուրաքանչյուր զարկերակ կարճացնելով աճի ընթացքում, ինչպես նաև ավելացնելով կապում – հաճախ 500 -ից 2,000 -ը: Այս ամենը ստեղծում է խտության, ժամացույցի և խաչմերուկի խնդիրներ PCB նախագծելիս:

Մի քանի տարի առաջ PCBS- ի մեծ մասն ուներ ընդամենը մի քանի «կրիտիկական» հանգույց (ցանցեր), որոնք սովորաբար սահմանվում էին որպես դիմադրության, երկարության և մաքրման սահմանափակումներ: PCB- ի դիզայներները ձեռքով կուղղորդեն այս երթուղիները, այնուհետև ծրագրային ապահովման միջոցով ավտոմատացնում են ամբողջ շրջանի լայնածավալ երթուղին: Այսօրվա PCBS- ն հաճախ ունենում է 5,000 կամ ավելի հանգույց, որոնցից ավելի քան 50% -ը կրիտիկական են: Due to the time to market pressure, manual wiring is not possible at this point. Moreover, not only has the number of critical nodes increased, but the constraints on each node have also increased.

These constraints are mainly due to the correlation parameters and design requirements of more and more complex, for example, the two linear interval may depend on an and node voltage and circuit board materials are related functions, digital IC rise time decreases of high speed and low clock speed can influence the design, due to pulse faster and to establish and maintain a shorter time, In addition, as an important part of the total delay of high-speed circuit design, interconnect delay is also very important for low-speed design.

Այս խնդիրներից մի քանիսը ավելի հեշտ կլիներ լուծել, եթե տախտակները ավելի մեծ լինեին, բայց միտումը հակառակ ուղղությամբ է: Փոխկապակցման հետաձգման և բարձր խտության փաթեթի պահանջների պատճառով տպատախտակը փոքրանում և փոքրանում է, ուստի հայտնվում է բարձր խտության միացում, և պետք է հետևել մանրանկարչության նախագծման կանոններին: Reduced rise times combined with these miniaturized design rules make crosstalk noise an increasingly prominent problem, and ball grid arrays and other high-density packages themselves exacerbate crosstalk, switching noise, and ground bounce.

Ֆիքսված սահմանափակումներ, որոնք գոյություն ունեն

Այս խնդիրների նկատմամբ ավանդական մոտեցումն է `էլեկտրական և մշակման պահանջները փորձի, լռելյայն արժեքների, թվերի աղյուսակների կամ հաշվարկման մեթոդների վերածել ֆիքսված սահմանափակման պարամետրերի: Օրինակ, սխեման նախագծող ինժեները կարող է նախ որոշել անվանական դիմադրություն, այնուհետև «գնահատել» անվանական գծի լայնություն `վերջնական գործընթացի պահանջների հիման վրա ցանկալի դիմադրողականությանը հասնելու համար, կամ օգտագործել հաշվարկման աղյուսակ կամ թվաբանական ծրագիր` միջամտության փորձարկման համար, այնուհետև աշխատել: երկարության սահմանափակումները:

This approach typically requires a set of empirical data to be designed as a basic guideline for PCB designers so that they can leverage this data when designing with automatic layout and routing tools. Այս մոտեցման խնդիրն այն է, որ էմպիրիկ տվյալները ընդհանուր սկզբունք են, և շատ դեպքերում դրանք ճիշտ են, բայց երբեմն դրանք չեն գործում կամ սխալ արդյունքների են հանգեցնում:

Եկեք օգտագործենք վերևի դիմադրողականության որոշման օրինակը ՝ այս մեթոդի առաջացրած սխալը տեսնելու համար: Թափանցիկության հետ կապված գործոնները ներառում են տախտակի նյութի դիէլեկտրիկ հատկությունները, պղնձե փայլաթիթեղի բարձրությունը, շերտերի և գրունտի/հզորության շերտի միջև հեռավորությունը և գծի լայնությունը: Քանի որ առաջին երեք պարամետրերն ընդհանուր առմամբ որոշվում են արտադրական գործընթացով, դիզայներները սովորաբար օգտագործում են գծի լայնությունը `դիմադրությունը վերահսկելու համար: Since the distance from each line layer to the ground or power layer is different, it is clearly a mistake to use the same empirical data for each layer. This is compounded by the fact that the manufacturing process or circuit board characteristics used during development can change at any time.

Problemsամանակի մեծ մասը այդ խնդիրները կբացահայտվեն նախատիպերի արտադրության փուլում, ընդհանրապես ՝ խնդիրը պարզել տպատախտակի վերանորոգման կամ տախտակի դիզայնը լուծելու միջոցով վերափոխելու միջոցով: Դրա արժեքը մեծ է, և շտկումները հաճախ ստեղծում են լրացուցիչ խնդիրներ, որոնք պահանջում են հետագա վրիպազերծում, իսկ շուկա ուշացած ժամանակի պատճառով եկամուտների կորուստը գերազանցում է վրիպազերծման ծախսերը:Almost every electronics manufacturer faces this problem, which ultimately boils down to the inability of traditional PCB design software to keep up with the realities of current electrical performance requirements. It is not as simple as empirical data on mechanical design.

Ի՞նչ կարող է օգտագործվել PCB- ի դիզայնը սահմանափակելու համար:

Լուծում. Սահմանափակեք սահմանափակումները

Ներկայումս դիզայնի ծրագրակազմի վաճառողները փորձում են լուծել այս խնդիրը `պարամետրերին ավելացնելով սահմանափակումներին: Այս մոտեցման առավել առաջադեմ կողմը մեխանիկական բնութագրերը նշելու ունակությունն է, որոնք լիովին արտացոլում են ներքին ներքին էլեկտրական բնութագրերը: Երբ դրանք ներառվեն PCB- ի նախագծման մեջ, նախագծման ծրագրակազմը կարող է օգտագործել այս տեղեկատվությունը `վերահսկելու ավտոմատ դասավորությունը և երթուղղման գործիքը:

When the subsequent production process changes, there is no need to redesign. The designers simply update the process characteristic parameters, and the relevant constraints can be changed automatically. Այնուհետև դիզայները կարող է գործարկել DRC (Design Rule Check) ՝ որոշելու, թե արդյոք նոր գործընթացը խախտում է նախագծման որևէ այլ կանոն, և պարզելու, թե դիզայնի որ ասպեկտները պետք է փոխվեն ՝ բոլոր սխալներն ուղղելու համար:

Սահմանափակումները կարող են մուտքագրվել մաթեմատիկական արտահայտությունների տեսքով, ներառյալ հաստատունները, տարբեր օպերատորները, վեկտորները և դիզայնի այլ սահմանափակումներ ՝ դիզայներներին տրամադրելով կանոնակարգված կանոնակարգված համակարգ: Constraints can even be entered as look-up tables, stored in a design file on a PCB or schematic. PCB- ի էլեկտրամոնտաժը, պղնձե փայլաթիթեղի տարածքի գտնվելու վայրը և դասավորության գործիքները հետևում են այս պայմանների արդյունքում առաջացած սահմանափակումներին, և DRC- ն ստուգում է, որ ամբողջ դիզայնը համապատասխանում է այս սահմանափակումներին, ներառյալ գծերի լայնությունը, տարածությունը և տարածքի պահանջները, ինչպիսիք են տարածքի և բարձրության սահմանափակումները:

Հիերարխիկ կառավարում

Պարամետրավորված սահմանափակումների հիմնական առավելություններից մեկն այն է, որ դրանք կարող են դասակարգվել: Օրինակ, գծի լայնության գլոբալ կանոնը կարող է օգտագործվել որպես դիզայնի սահմանափակում ամբողջ նախագծում: Իհարկե, որոշ տարածաշրջաններ կամ հանգույցներ չեն կարող պատճենել այս սկզբունքը, ուստի ավելի բարձր մակարդակի սահմանափակումները կարող են շրջանցվել, և հիերարխիկ նախագծում ավելի ցածր մակարդակի սահմանափակումները կարող են ընդունվել: ACCEL Technologies- ի սահմանափակումների խմբագրող Parametric Constraint Solver- ին տրվում է ընդհանուր առմամբ 7 մակարդակ.

1. Նախագծման սահմանափակումներ բոլոր այն օբյեկտների համար, որոնք չունեն այլ սահմանափակումներ:

2. Հիերարխիայի սահմանափակումներ, որոնք կիրառվում են որոշակի մակարդակի օբյեկտների նկատմամբ:

3. Հանգույցի տեսակի սահմանափակումը վերաբերում է որոշակի տիպի բոլոր հանգույցներին:

4. Node constraint: applies to a node.

5. Միջդասարանային սահմանափակում. Ցույց է տալիս երկու դասերի հանգույցների միջև եղած սահմանափակումը:

6. Spatial constraint, applied to all devices in a space.

7. Սարքի սահմանափակումները, որոնք կիրառվում են մեկ սարքի վրա:

Theրագիրը հետևում է դիզայնի տարբեր սահմանափակումներին ՝ առանձին սարքերից մինչև նախագծման ամբողջ կանոնները և ցուցադրում է այս կանոնների կիրառման կարգը նախագծման մեջ ՝ գրաֆիկայի միջոցով:

Example 1: Line width = F (impedance, layer spacing, dielectric constant, copper foil height). Ահա մի օրինակ, թե ինչպես կարող են պարամետրավորված սահմանափակումները օգտագործվել որպես նախագծման կանոններ ՝ դիմակայունությունը վերահսկելու համար: Ինչպես նշվեց վերևում, անուղղելիությունը դիէլեկտրիկ հաստատունի գործառույթ է, հեռավորությունը մինչև գծի մոտակա շերտը, պղնձի մետաղալարերի լայնությունը և բարձրությունը: Քանի որ նախագծով պահանջվող անուղղելիությունը որոշված ​​է, այս չորս պարամետրերը կարող են կամայականորեն ընդունվել որպես համապատասխան փոփոխականներ ՝ դիմադրության բանաձևը վերաշարադրելու համար: Շատ դեպքերում դիզայներները կարող են վերահսկել միայն գծի լայնությունը:

Because of this, the constraints on line width are functions of impedance, dielectric constant, distance to the nearest line layer, and height of the copper foil. Եթե ​​բանաձևը սահմանվում է որպես հիերարխիկ սահմանափակում, իսկ արտադրական գործընթացի պարամետրերը `որպես նախագծման մակարդակի սահմանափակում, ծրագրակազմն ինքնաբերաբար կկարգավորի գծի լայնությունը` փոխհատուցելու համար, երբ նախագծված գծի շերտը փոխվի: Նմանապես, եթե նախագծված տպատախտակն արտադրվում է այլ գործընթացում, և պղնձե փայլաթիթեղի բարձրությունը փոխվում է, նախագծման մակարդակի համապատասխան կանոնները կարող են ինքնաբերաբար վերահաշվարկվել ՝ փոխելով պղնձե փայլաթիթեղի բարձրության պարամետրերը:

Example 2: Device interval = Max (default interval, F (device height, detection Angle).Ինչպես պարամետրերի սահմանափակումների, այնպես էլ նախագծման կանոնների ստուգման ակնհայտ առավելությունն այն է, որ պարամետրացված մոտեցումը շարժական է և վերահսկվում է, երբ տեղի են ունենում նախագծման փոփոխություններ: This example shows how device spacing can be determined by process characteristics and test requirements. The formula above shows that device spacing is a function of device height and detection Angle.

Հայտնաբերման անկյունը սովորաբար հաստատուն է ամբողջ տախտակի համար, ուստի այն կարող է սահմանվել նախագծման մակարդակում: Այլ մեքենայի վրա ստուգելիս ամբողջ դիզայնը կարող է թարմացվել ՝ պարզապես դիզայնի մակարդակում նոր արժեքներ մուտքագրելով: Մեքենայի աշխատանքի նոր պարամետրերի մուտքագրումից հետո դիզայները կարող է իմանալ, թե արդյոք նախագիծը իրագործելի՞ է `պարզապես DRC- ն գործարկելով` ստուգելու, թե արդյոք սարքի տարածությունը հակասում է նոր տարածության արժեքին, ինչը շատ ավելի հեշտ է, քան վերլուծելը, ուղղելը և այնուհետև դժվար հաշվարկներ կատարելը: տարածության նոր պահանջներին:

Ի՞նչ կարող է օգտագործվել PCB- ի դիզայնը սահմանափակելու համար:

Օրինակ 3. Բաղադրիչի դասավորությունը,Դիզայնի օբյեկտների և սահմանափակումների կազմակերպումից բացի, նախագծման կանոնները կարող են օգտագործվել նաև բաղադրիչների դասավորության համար, այսինքն ՝ այն կարող է հայտնաբերել, թե որտեղ տեղադրել սարքերը ՝ առանց սահմանափակումների հիման վրա սխալներ առաջացնելու: Նկար 1 -ում ընդգծված է ֆիզիկական սահմանափակումների բավարարումը (օրինակ `միջակայքը և ափսեի միջակայքը և սարքը) սարքերի տեղադրման տարածքը, նկար 2 -ը` էլեկտրական սահմանափակ սարքերի տեղադրման տարածքները, օրինակ `գծի առավելագույն երկարությունը, նկար 3 -ը ցույց է տալիս միայն տարածության սահմանափակման մակերեսը, վերջապես, նկար 4 -ը նկարի առաջին երեք մասերի խաչմերուկն է, սա տարածքի արդյունավետ դասավորությունն է, Devices placed in this region can satisfy all constraints.

Ինչ կարող է օգտագործվել PCB- ի դիզայնը սահմանափակելու համար:

Փաստորեն, մոդուլային եղանակով սահմանափակումներ առաջացնելը կարող է մեծապես բարելավել դրանց պահպանելիությունն ու օգտագործման հնարավորությունը: New expressions can be generated by referring to the constraint parameters of different layers in the previous stage, for example, the line width of the top layer depends on the distance of the top layer and the height of the copper wire, and the variables Temp and Diel_Const in the design level. Note that design rules are displayed in descending order, and changing a higher-level constraint immediately affects all expressions that refer to that constraint.

Ինչ կարող է օգտագործվել PCB- ի դիզայնը սահմանափակելու համար:

Նախագծման կրկնակի օգտագործում և փաստաթղթավորում

Parametric constraints, not only can significantly improve the initial design process, and reuse of engineering change and design more useful, the constraint can be used as part of the design, system and documents, if not only in engineer or designer’s mind, so when they turn to other projects may be slowly forget. Սահմանափակող փաստաթղթերը փաստաթղթավորում են էլեկտրական կատարման կանոնները, որոնք պետք է պահպանվեն նախագծման գործընթացում և հնարավորություն են տալիս մյուսներին հասկանալ դիզայների մտադրությունները, որպեսզի այդ կանոնները հեշտությամբ կիրառվեն նոր արտադրական գործընթացներում կամ փոխվեն ըստ էլեկտրական կատարման պահանջների: Future multiplexers can also know the exact design rules and make changes by entering new process requirements without having to guess how line widths were obtained.

This article conclusion

Պարամետրերի սահմանափակման խմբագիրը հեշտացնում է PCB- ի դասավորությունը և երթուղումը բազմաչափ սահմանափակումների ներքո, և առաջին անգամ հնարավորություն է տալիս ավտոմատ երթուղու ծրագրավորման և նախագծման կանոնները լիովին ստուգել էլեկտրական և գործընթացի բարդ պահանջների համեմատ, այլ ոչ թե պարզապես հենվելով փորձի կամ դիզայնի պարզ կանոնների վրա: քիչ օգտագործման: The result is a design that can achieve a one-time success, reducing or even eliminating prototype debugging.