Hvernig geta PCB hönnuðir notað svæðisskipulag og raflögn til að ljúka PCB hönnun fljótt?

Þessi grein fjallar um PCB hönnuðir sem nota IP og nota ennfremur landfræðilega áætlanagerð og leiðatæki til að styðja við IP, ljúka fljótt allri PCB hönnuninni. Eins og þú sérð á mynd 1 er ábyrgð hönnunarverkfræðingsins að fá IP með því að leggja lítinn fjölda nauðsynlegra íhluta og skipuleggja mikilvægar samtengingarleiðir á milli þeirra. Þegar IP -tölvan er fengin er hægt að veita IP -upplýsingarnar til PCB hönnuða sem gera restina af hönnuninni.

ipcb

Hvernig geta PCB hönnuðir notað svæðisskipulag og raflögn til að ljúka PCB hönnun fljótt

Mynd 1: Hönnuður verkfræðingar fá IP, PCB hönnuðir nota ennfremur staðbundna skipulagningu og raflögn til að styðja við IP, ljúka fljótt öllu PCB hönnuninni.

Í stað þess að þurfa að fara í gegnum samspil og endurtekningu milli hönnunarverkfræðinga og PCB hönnuða til að fá rétta hönnunaráform, fá hönnunarverkfræðingarnir þessar upplýsingar nú þegar og niðurstöðurnar eru nokkuð nákvæmar, sem hjálpar PCB hönnuðum mikið. Í mörgum hönnun gera hönnunarverkfræðingar og PCB hönnuðir gagnvirkt skipulag og raflögn, sem eyðir dýrmætum tíma á báðum hliðum. Sögulega er gagnvirkni nauðsynleg, en tímafrek og óhagkvæm. Upphaflega áætlunin sem hönnunarverkfræðingurinn veitir getur verið aðeins handvirk teikning án viðeigandi íhluta, rútubreiddar eða pinna framleiðsla.

Þó að verkfræðingar sem nota tækniáætlunartækni geti fangað uppsetningu og samtengingu sumra íhluta þegar PCB hönnuðir taka þátt í hönnuninni, getur hönnunin krafist uppsetningar annarra íhluta, fanga önnur IO og strætisvagnamannvirki og allar samtengingar.

PCB hönnuðir þurfa að tileinka sér staðfræðileg skipulagningu og hafa samskipti við útlagða og ólagða íhluti til að ná sem bestu skipulagi og samspilsáætlun og bæta þannig skilvirkni PCB hönnunar.

Eftir að mikilvæg og þétt svæði eru lögð út og landfræðileg skipulagning er fengin, getur skipulaginu verið lokið fyrir loka svæðisskipulagningu. Þess vegna gætu sumar staðsetningarleiðir þurft að vinna með núverandi skipulagi. Þótt þeir hafi forgangsverkefni, þá þurfa þeir samt að vera tengdir. Þannig var hluti af skipulagningu myndaður í kringum skipulag íhlutanna. Að auki getur þetta skipulagsstig krafist meiri smáatriða til að gefa öðrum merkjum nauðsynlegan forgang.

Nákvæm staðfræðileg skipulag

Mynd 2 sýnir ítarlega uppsetningu á íhlutunum eftir að þeir hafa verið lagðir út. Rútan er með 17 bita samtals og þeir hafa nokkuð vel skipulagt merki.

 

Hvernig geta PCB hönnuðir notað svæðisskipulag og raflögn til að ljúka PCB hönnun fljótt

Mynd 2: Netlínur fyrir þessar rútur eru afleiðing af staðfræðilegri skipulagningu og skipulagi með meiri forgang.

Til að skipuleggja þessa rútu þurfa PCB hönnuðir að íhuga núverandi hindranir, laghönnunarreglur og aðrar mikilvægar skorður. Með þessar aðstæður í huga, kortlagðu þeir staðsetningarslóð fyrir rútuna eins og sýnt er á mynd 3.

Hvernig geta PCB hönnuðir notað svæðisskipulag og raflögn til að ljúka PCB hönnun fljótt

Mynd 3: Fyrirhuguð rúta.

Á mynd 3, smáatriði „1“ sýnir íhlutapinnana á efsta laginu „rauðu“ fyrir staðfræðilega leið sem liggur frá íhlutapinnunum til smáatriða “2”. Óupphylmda svæðið sem notað er fyrir þennan hluta og aðeins fyrsta lagið er auðkennt sem kaðallag. Þetta virðist augljóst frá sjónarhóli hönnunar og leiðarreikniritið mun nota staðfræðilega leiðina með efsta laginu tengt við rautt. Hins vegar geta nokkrar hindranir veitt reikniritinu aðra lagleiðavalkosti áður en þessi tiltekna strætó er sjálfkrafa flutt.

Þar sem rútan er skipulögð í þröng ummerki við fyrsta lagið, byrjar hönnuðurinn að skipuleggja umskipti yfir í þriðja lagið í smáatriðum 3, með hliðsjón af fjarlægðinni sem strætó ferðast um allt PCB. Athugið að þessi staðfræðilega leið á þriðja laginu er breiðari en efsta lagið vegna aukins rýmis sem þarf til að koma til móts við viðnám. Að auki tilgreinir hönnunin nákvæma staðsetningu (17 holur) fyrir lagbreytinguna.

Þar sem staðfræðilega leiðin fylgir hægri miðhluta myndarinnar á mynd 3 til smáatriða „4“, þarf að draga mörg einbita T-laga mótum úr staðfræðilegum leiðatengingum og einstökum íhlutapinnum. Val PCB hönnuðar er að halda mestu tengingarflæðinu á lagi 3 og í gegnum önnur lög til að tengja íhlutapinna. Þannig að þeir teiknuðu svæðisfræðisvæði til að gefa til kynna tengingu frá aðalpakkanum við lag 4 (bleikt) og létu tengja þessa einbita T-laga tengiliði við lag 2 og tengdu síðan við pinna tækisins með öðrum gegnumgötum.

Staðbundnar slóðir halda áfram á stigi 3 til að lýsa „5“ til að tengja virk tæki. Þessar tengingar eru síðan tengdar frá virkum pinna við niðurdráttarviðnám fyrir neðan virka tækið. Hönnuðurinn notar annað svæðisbundið svæði til að stjórna tengingum frá lagi 3 í lag 1, þar sem íhlutapinnarnir eru skipt í virk tæki og niðurdráttarviðnám.

Þetta stig ítarlegrar áætlanagerðar tók um 30 sekúndur að klára. Þegar þessi áætlun er tekin gæti PCB hönnuðurinn viljað strax leiða eða búa til frekari staðfræðideildir og síðan ljúka öllum staðfræðilegum áætlunum með sjálfvirkri leið. Innan við 10 sekúndur frá því að áætlanagerð er lokið til niðurstaðna sjálfvirkra raflagna. Hraðinn skiptir í raun engu máli og í raun er það sóun á tíma ef ætlun hönnuðar er hunsuð og gæði sjálfvirkra raflagna eru léleg. Eftirfarandi skýringarmyndir sýna niðurstöður sjálfvirkra raflagna.

Topology Routing

Allt frá vinstri efst til vinstri eru allir vírar frá íhlutapinnunum staðsettir á lagi 1, eins og hönnuðurinn tjáir, og þjappaðir saman í þétta strætisuppbyggingu, eins og sýnt er í smáatriðum „1“ og „2“ á mynd 4. Umskipti milli stigs 1 og stigs 3 eiga sér stað í smáatriðum „3“ og eru í formi mjög plássfrekrar holu. Aftur er tekið tillit til viðnámsþáttarins, þannig að línurnar eru breiðari og meira á bili, eins og táknað er með raunverulegri breiddarslóð.

Hvernig geta PCB hönnuðir notað svæðisskipulag og raflögn til að ljúka PCB hönnun fljótt

Mynd 4: Niðurstöður vegvísunar með staðfræði 1 og 3.

Eins og sýnt er í smáatriðum „4“ á mynd 5, verður staðfræði leiðin stærri vegna þess að þörf er á að nota holur til að rúma einbita T-gerð mót. Hér endurspeglar áætlunin aftur ætlun hönnuðarins fyrir þessi einbita T-gerð skiptipunkta, raflagnir frá lagi 3 í lag 4. Að auki er snefillinn á þriðja laginu mjög þéttur, þrátt fyrir að hann stækki aðeins við innsetningarholuna, þéttist hann fljótlega aftur eftir að hafa farið framhjá holunni.

Hvernig geta PCB hönnuðir notað svæðisskipulag og raflögn til að ljúka PCB hönnun fljótt

Mynd 5: Niðurstaða leiðar með smáatriðum 4 staðfræði.

Mynd 6 sýnir niðurstöðu sjálfvirkrar raflögn í smáatriðum „5“. Virkar tækjatengingar í lagi 3 krefjast breytinga í lag 1. Götunum er komið fyrir snyrtilega fyrir ofan íhlutapinnana og lag 1 vírinn er fyrst tengdur við virka íhlutinn og síðan við niðurdráttarviðnám lagsins 1.

Hvernig geta PCB hönnuðir notað svæðisskipulag og raflögn til að ljúka PCB hönnun fljótt

Mynd 6: Niðurstaða leiðar með smáatriðum 5 staðfræði.

Niðurstaðan í dæminu hér að ofan er að 17 bitarnir eru ítarlegar í fjórar mismunandi gerðir tækja, sem tákna áform hönnuðarins um lag og leiðarstefnu, sem hægt er að ná á um 30 sekúndum. Þá er hægt að framkvæma hágæða sjálfvirkar raflögn, tilskilinn tími er um 10 sekúndur.

Með því að hækka abstrakt frá raflögn til staðbundinnar áætlanagerðar er heildartengingartíminn styttur verulega og hönnuðir hafa mjög skýra skilning á þéttleika og möguleikum á að ljúka hönnuninni áður en samtengingin hefst, svo sem hvers vegna að halda raflögn á þessum tímapunkti í Hönnunin? Hvers vegna ekki að halda áfram með skipulagningu og bæta við raflögnum að aftan? Hvenær verður öll staðfræði fyrirhuguð? Ef dæmið hér að ofan er skoðað er hægt að nota abstrakt af einni áætlun með annarri áætlun frekar en með 17 aðskildum netum með mörgum línuhlutum og mörgum götum í hverju neti, hugtak sem er sérstaklega mikilvægt þegar hugað er að breytingu á verkfræðilegri skipan (ECO) .

Verkfræðibreytingarpöntun (ECO)

Í eftirfarandi dæmi er framleiðsla FPGA pinna ófullnægjandi. Hönnunarverkfræðingarnir hafa upplýst PCB hönnuðina um þessa staðreynd en af ​​áætlunarástæðum þurfa þeir að framkvæma hönnunina eins langt og hægt er áður en FPGA pinna framleiðsla er lokið.

Ef um er að ræða þekktan pinnaútgang byrjar PCB hönnuður að skipuleggja FPGA plássið og á sama tíma ætti hönnuðurinn að íhuga leiðir frá öðrum tækjum til FPGA. Áætlað var að IO væri hægra megin við FPGA en nú er það vinstra megin á FPGA og veldur því að pinnaútgangur er gjörólíkur upphaflegu áætluninni. Vegna þess að hönnuðir vinna á hærra stigi abstrakt, geta þeir mætt þessum breytingum með því að fjarlægja kostnaðinn við að færa allar raflögn um FPGA og skipta um það með staðbundnum leiðabreytingum.

Hins vegar eru það ekki bara FPGas sem hafa áhrif; Þessar nýju pinnaútgangar hafa einnig áhrif á leiðarana sem koma úr tengdum tækjum. Enda brautarinnar hreyfist einnig til að koma til móts við flathylkja leiðarinngangsleiðina; Annars verða snúnir parstrengir brenglaðir og sóa dýrmætu plássi á PCB með mikla þéttleika. Snúningur á þessum bitum krefst auka pláss fyrir raflögn og göt, sem ekki er víst að nái í lok hönnunarstigs. Ef áætlunin væri þétt væri ómögulegt að gera slíkar lagfæringar á öllum þessum leiðum. Aðalatriðið er að staðfræðideild býður upp á hærra abstrakt, þannig að framkvæmd þessara ECO er miklu auðveldari.

Sjálfvirkur leiðarreiknirit sem fylgir ásetningi hönnuðar setur gæða forgang fram yfir magn forgang. Ef gæðavandamál er greint er alveg rétt að láta tenginguna bila frekar en að framleiða léleg raflögn, af tveimur ástæðum. Í fyrsta lagi er auðveldara að tengja bilaða tengingu en að hreinsa þessa raflögn með slæmum árangri og annarri raflögn sem gerir sjálfvirka raflögn. Í öðru lagi er ætlun hönnuðar framkvæmd og hönnuður látinn ákvarða gæði tengingarinnar. Hins vegar eru þessar hugmyndir aðeins gagnlegar ef tengingar bilaðra raflagna eru tiltölulega einfaldar og staðbundnar.

Gott dæmi er vanhæfni kapals til að ná 100% skipulögðum tengingum. Í stað þess að fórna gæðum, leyfðu einhverri skipulagningu að mistakast og skildu eftir ótengda raflögn. Öllum vírum er beitt með staðfræðilegri áætlanagerð, en ekki allir leiða til íhlutapinna. Þetta tryggir að það er pláss fyrir bilaða tengingu og veitir tiltölulega auðvelda tengingu.

Þessi grein samantekt

Landfræðileg skipulag er tæki sem vinnur með stafrænu merki PCB hönnunarferli og er auðvelt aðgengilegt fyrir hönnunarverkfræðinga, en það hefur einnig sérstaka staðbundna, lag og flæðimöguleika fyrir flókin skipulagssjónarmið. PCB hönnuðir geta notað landfræðileg skipulagstæki í upphafi hönnunar eða eftir að hönnunarverkfræðingur hefur fengið IP -tölu sína, allt eftir því hver notar þetta sveigjanlega tæki til að passa best við hönnunarumhverfi sitt.

Topology snúrur fylgja einfaldlega áætlun hönnuðarins eða ætlun þess að veita hágæða kaðall niðurstöður. Landfræðileg skipulagning, þegar ECO stendur frammi fyrir, er miklu hraðvirkari í notkun en aðskildar tengingar, og gerir þannig staðfræðilegu sniði kleift að samþykkja ECO hraðar og veitir hratt og nákvæmar niðurstöður.