მზარდი სირთულე PCB დიზაინის მოსაზრებები, როგორიცაა საათი, ჯვარედინი საუბარი, წინაღობა, გამოვლენა და წარმოების პროცესები, ხშირად აიძულებს დიზაინერებს გაიმეორონ ბევრი განლაგება, შემოწმება და მოვლა. პარამეტრების შეზღუდვის რედაქტორი ამ პარამეტრებს ასახავს ფორმულებში, რათა დაეხმაროს დიზაინერებს უკეთესად გაუმკლავდნენ ამ ზოგჯერ ურთიერთსაწინააღმდეგო პარამეტრებს დიზაინისა და წარმოების დროს.

ბოლო წლებში PCB– ის განლაგება და მარშრუტიზაციის მოთხოვნები უფრო რთული გახდა და ინტეგრირებულ სქემებში ტრანზისტორების რიცხვი გაიზარდა, როგორც ეს წინასწარმეტყველებდა მურის კანონით, რაც აპარატებს აჩქარებდა და თითოეული პულსი უფრო ხანმოკლე გახდებოდა ზრდის დროს, ასევე იმატებდა ქინძისთავების რაოდენობას. – ხშირად 500 -დან 2,000 -მდე. ყოველივე ეს ქმნის სიმკვრივეს, საათს და შეჯვარების პრობლემებს PCB დიზაინის შექმნისას.

რამდენიმე წლის წინ, უმეტეს PCBS– ს ჰქონდა მხოლოდ რამდენიმე კრიტიკული კვანძი (ბადეები), რომლებიც ჩვეულებრივ განსაზღვრულია როგორც წინაღობა, სიგრძე და კლირენსი. PCB დიზაინერები ხელით ატარებდნენ ამ მარშრუტებს და შემდეგ იყენებდნენ პროგრამულ უზრუნველყოფას მთლიანი წრის ფართომასშტაბიანი მარშრუტის ავტომატიზაციისთვის. დღევანდელ PCBS– ს ხშირად აქვს 5,000 ან მეტი კვანძი, რომელთა 50% –ზე მეტი კრიტიკულია. ბაზრის ზეწოლის დროიდან გამომდინარე, ხელით გაყვანილობა ამ ეტაპზე შეუძლებელია. უფრო მეტიც, არა მხოლოდ გაიზარდა კრიტიკული კვანძების რაოდენობა, არამედ გაიზარდა შეზღუდვები თითოეულ კვანძზე.

ეს შეზღუდვები ძირითადად განპირობებულია კორელაციის პარამეტრებით და უფრო და უფრო რთული დიზაინის მოთხოვნებით, მაგალითად, ორი წრფივი ინტერვალი შეიძლება იყოს დამოკიდებული კვანძის ძაბვაზე და მიკროსქემის დაფის მასალები დაკავშირებული ფუნქციებია, ციფრული IC ზრდის დრო მცირდება მაღალი და დაბალი სიჩქარით. საათის სიჩქარემ შეიძლება გავლენა მოახდინოს დიზაინზე, რაც უფრო სწრაფია პულსის გამო და შექმნას და შეინარჩუნოს უფრო მოკლე დრო, გარდა ამისა, როგორც მაღალსიჩქარიანი მიკროსქემის დიზაინის მთლიანი შეფერხების მნიშვნელოვანი ნაწილი, კავშირის შეფერხება ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია დაბალი სიჩქარის დიზაინისთვის.

ზოგიერთი ამ პრობლემის მოგვარება უფრო ადვილი იქნებოდა, თუ დაფები უფრო დიდი იქნებოდა, მაგრამ ტენდენცია საპირისპირო მიმართულებით არის. ურთიერთდაკავშირების შეფერხებისა და მაღალი სიმკვრივის პაკეტის მოთხოვნების გამო, მიკროსქემის დაფა სულ უფრო პატარა ხდება, ამიტომ ჩნდება მაღალი სიმკვრივის მიკროსქემის დიზაინი და მინიატურიზაციის დიზაინის წესები უნდა დაიცვას. შემცირებული ზრდის დრო კომბინირებული ამ მინიატურული დიზაინის წესებთან ხდის გადაკვეთის ხმაურს სულ უფრო გამოჩენილ პრობლემას, ხოლო ბურთიანი მასივები და სხვა მაღალი სიმკვრივის პაკეტები თავად ამძაფრებს ჯვარედინი საუბრის წარმოქმნას, ხმაურის გადართვას და მიწის ამოსვლას.

დაფიქსირდა არსებული შეზღუდვები

ამ პრობლემებისადმი ტრადიციული მიდგომაა ელექტრული და დამუშავების მოთხოვნების გადატანა გამოცდილების, ნაგულისხმევი მნიშვნელობების, რიცხვითი ცხრილების ან გამოთვლის მეთოდების გამოყენებით. მაგალითად, სქემის შემქმნელმა ინჟინერმა შეიძლება ჯერ განსაზღვროს რეიტინგული წინაღობა და შემდეგ “შეაფასოს” შეფასებული ხაზის სიგანე, რათა მიაღწიოს სასურველ წინაღობას საბოლოო პროცესის მოთხოვნებიდან გამომდინარე, ან გამოიყენოს გამოთვლის ცხრილი ან არითმეტიკული პროგრამა ჩარევის შესამოწმებლად და შემდეგ მუშაობა სიგრძის შეზღუდვები.

ეს მიდგომა, როგორც წესი, მოითხოვს ემპირიული მონაცემების ერთობლიობას, რომელიც უნდა შემუშავდეს როგორც ძირითადი სახელმძღვანელო PCB დიზაინერებისთვის, რათა მათ გამოიყენონ ეს მონაცემები ავტომატური განლაგების და მარშრუტიზაციის ინსტრუმენტების შემუშავებისას. ამ მიდგომის პრობლემა იმაში მდგომარეობს, რომ ემპირიული მონაცემები არის ზოგადი პრინციპი და უმეტეს შემთხვევაში ისინი სწორია, მაგრამ ზოგჯერ ისინი არ მუშაობენ ან არასწორ შედეგებამდე მივყავართ.

მოდით გამოვიყენოთ წინაღობის წინაღობის განსაზღვრის მაგალითი, რომ დავინახოთ შეცდომა, რომელიც ამ მეთოდმა შეიძლება გამოიწვიოს. წინაღობასთან დაკავშირებული ფაქტორები მოიცავს დაფის მასალის დიელექტრიკულ თვისებებს, სპილენძის კილიტის სიმაღლეს, მანძილს ფენებსა და მიწას/დენის ფენას შორის და ხაზის სიგანეს. ვინაიდან პირველი სამი პარამეტრი ზოგადად განისაზღვრება წარმოების პროცესით, დიზაინერები ჩვეულებრივ იყენებენ ხაზის სიგანეს წინაღობის გასაკონტროლებლად. ვინაიდან მანძილი თითოეული ხაზის ფენიდან მიწამდე ან ენერგიის ფენამდე განსხვავებულია, აშკარად შეცდომაა თითოეული ფენისთვის ერთი და იგივე ემპირიული მონაცემების გამოყენება. ამას ემატება ის ფაქტი, რომ განვითარების პროცესში გამოყენებული წარმოების პროცესის ან მიკროსქემის მახასიათებლები შეიძლება შეიცვალოს ნებისმიერ დროს.

უმეტესწილად ეს პრობლემები გამოჩნდება პროტოტიპის წარმოების ეტაპზე, მთავარი ის არის, რომ გაირკვეს პრობლემა მიკროსქემის დაფის შეკეთების გზით ან გადააკეთოს დაფის დიზაინი. ამის ღირებულება მაღალია და გამოსწორება ხშირად ქმნის დამატებით პრობლემებს, რომლებიც საჭიროებენ შემდგომ გამართვას, ხოლო შემოსავლების დაკარგვა ბაზარზე დაგვიანებული დროის გამო ბევრად აღემატება გამართვის ღირებულებას.თითქმის ყველა ელექტრონიკის მწარმოებელი აწყდება ამ პრობლემას, რაც საბოლოო ჯამში განპირობებულია ტრადიციული PCB დიზაინის პროგრამული უზრუნველყოფის უუნარობით, შეინარჩუნოს ელექტრული შესრულების მიმდინარე მოთხოვნების რეალობა. ეს არ არის ისეთი მარტივი, როგორც ემპირიული მონაცემები მექანიკური დიზაინის შესახებ.

რა შეიძლება გამოყენებულ იქნას PCB დიზაინის შეზღუდვისთვის?

გამოსავალი: შეზღუდვების პარამეტრების დადგენა

ამჟამად დიზაინის პროგრამული უზრუნველყოფის გამყიდველები ცდილობენ ამ პრობლემის გადაჭრას შეზღუდვების პარამეტრების დამატებით. ამ მიდგომის ყველაზე მოწინავე ასპექტი არის მექანიკური სპეციფიკაციების განსაზღვრის უნარი, რომელიც სრულად ასახავს სხვადასხვა შიდა ელექტრული მახასიათებლებს. მას შემდეგ რაც ისინი PCB დიზაინში ჩაერთვება, დიზაინის პროგრამულ უზრუნველყოფას შეუძლია გამოიყენოს ეს ინფორმაცია ავტომატური განლაგების და მარშრუტიზაციის ინსტრუმენტის გასაკონტროლებლად.

როდესაც შემდგომი წარმოების პროცესი იცვლება, არ არის საჭირო ხელახალი დიზაინი. დიზაინერები უბრალოდ განაახლებენ პროცესის დამახასიათებელ პარამეტრებს და შესაბამისი შეზღუდვები შეიძლება შეიცვალოს ავტომატურად. შემდგომ დიზაინერს შეუძლია მართოს DRC (დიზაინის წესის შემოწმება), რათა დადგინდეს, არღვევს თუ არა ახალი პროცესი დიზაინის სხვა წესებს და გაარკვიოს დიზაინის რა ასპექტები უნდა შეიცვალოს ყველა შეცდომის გამოსასწორებლად.

შეზღუდვები შეიძლება შევიდეს მათემატიკური გამონათქვამების სახით, მათ შორის მუდმივები, სხვადასხვა ოპერატორები, ვექტორები და დიზაინის სხვა შეზღუდვები, რაც დიზაინერებს უზრუნველყოფს პარამეტრებით განსაზღვრულ წესზე ორიენტირებულ სისტემას. შეზღუდვები შეიძლება შეიტანოს საძიებო ცხრილების სახითაც, რომელიც ინახება დიზაინის ფაილში PCB- ზე ან სქემატურად. PCB გაყვანილობა, სპილენძის კილიტა და ადგილმდებარეობის ინსტრუმენტები მიჰყვება ამ პირობებით წარმოქმნილ შეზღუდვებს და DRC ადასტურებს, რომ მთელი დიზაინი შეესაბამება ამ შეზღუდვებს, მათ შორის ხაზის სიგანეს, დაშორებას და სივრცის მოთხოვნებს, როგორიცაა ფართობისა და სიმაღლის შეზღუდვები.

იერარქიული მენეჯმენტი

პარამეტრიზირებული შეზღუდვების ერთ -ერთი მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ისინი შეიძლება შეფასდეს. მაგალითად, გლობალური ხაზის სიგანის წესი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დიზაინის შეზღუდვა მთელ დიზაინში. რასაკვირველია, ზოგიერთ რეგიონს ან კვანძს არ შეუძლია ამ პრინციპის კოპირება, ამიტომ უმაღლესი დონის შეზღუდვის გვერდის ავლით შესაძლებელია იერარქიულ დიზაინში ქვედა დონის შეზღუდვის მიღება. Parametric Constraint Solver, ACCEL Technologies– ის შეზღუდვის რედაქტორი, მოცემულია სულ 7 დონეზე:

1. დიზაინის შეზღუდვები ყველა ობიექტისთვის, რომელსაც სხვა შეზღუდვები არ გააჩნია.

2. იერარქიის შეზღუდვები, რომლებიც ვრცელდება ობიექტებზე გარკვეულ დონეზე.

3. კვანძის ტიპის შეზღუდვა ვრცელდება გარკვეული ტიპის ყველა კვანძზე.

4. კვანძის შეზღუდვა: ვრცელდება კვანძზე.

5. კლასთაშორისი შეზღუდვა: მიუთითებს შეზღუდვას ორი კლასის კვანძებს შორის.

6. სივრცითი შეზღუდვა, გამოიყენება ყველა მოწყობილობის სივრცეში.

7. მოწყობილობის შეზღუდვები, გამოიყენება ერთ მოწყობილობაზე.

პროგრამული უზრუნველყოფა მიჰყვება დიზაინის სხვადასხვა შეზღუდვას ინდივიდუალური მოწყობილობიდან მთლიანი დიზაინის წესებამდე და აჩვენებს ამ წესების გამოყენების წესრიგს დიზაინში გრაფიკული გზით.

მაგალითი 1: ხაზის სიგანე = F (წინაღობა, ფენის ინტერვალი, დიელექტრიკული მუდმივა, სპილენძის კილიტის სიმაღლე). აქ არის მაგალითი იმისა, თუ როგორ შეიძლება პარამეტრიზირებული შეზღუდვების გამოყენება როგორც დიზაინის წესები წინაღობის გასაკონტროლებლად. როგორც ზემოთ აღინიშნა, წინაღობა არის დიელექტრიკული მუდმივის ფუნქცია, მანძილი უახლოეს ხაზის ფენამდე, სპილენძის მავთულის სიგანე და სიმაღლე. მას შემდეგ, რაც განსაზღვრულია დიზაინით მოთხოვნილი წინაღობა, ეს ოთხი პარამეტრი შეიძლება თვითნებურად მივიღოთ შესაბამის ცვლადებად წინაღობის ფორმულის გადასაწერად. უმეტეს შემთხვევაში, დიზაინერებს შეუძლიათ გააკონტროლონ მხოლოდ ხაზის სიგანე.

ამის გამო, შეზღუდვები ხაზის სიგანეზე არის წინაღობის, დიელექტრიკული მუდმივის, მანძილი უახლოეს ხაზის ფენამდე და სპილენძის კილიტის სიმაღლე. თუ ფორმულა განისაზღვრება, როგორც იერარქიული შეზღუდვა და წარმოების პროცესის პარამეტრები, როგორც დიზაინის დონის შეზღუდვა, პროგრამული უზრუნველყოფა ავტომატურად შეცვლის ხაზის სიგანეს კომპენსაციისთვის, როდესაც შეიმუშავებს ხაზის ფენას. ანალოგიურად, თუ დაპროექტებული მიკროსქემის დაფა მზადდება სხვა პროცესში და შეიცვალა სპილენძის კილიტა, დიზაინის დონის შესაბამისი წესები შეიძლება ავტომატურად გამოითვალოს სპილენძის კილიტის სიმაღლის პარამეტრების შეცვლით.

მაგალითი 2: მოწყობილობის ინტერვალი = მაქსიმალური (ნაგულისხმევი ინტერვალი, F (მოწყობილობის სიმაღლე, გამოვლენის კუთხე).როგორც პარამეტრების შეზღუდვის, ასევე დიზაინის წესის შემოწმების აშკარა უპირატესობა ის არის, რომ პარამეტრიზებული მიდგომა პორტატული და მონიტორინგია დიზაინის ცვლილებების დროს. ეს მაგალითი გვიჩვენებს, თუ როგორ შეიძლება მოწყობილობის დაშორება განისაზღვროს პროცესის მახასიათებლებით და ტესტის მოთხოვნებით. ზემოთ მოყვანილი ფორმულა გვიჩვენებს, რომ მოწყობილობის მანძილი არის მოწყობილობის სიმაღლისა და გამოვლენის კუთხის ფუნქცია.

გამოვლენის კუთხე, როგორც წესი, მუდმივია მთელი დაფისთვის, ასე რომ ის შეიძლება განისაზღვროს დიზაინის დონეზე. სხვადასხვა აპარატზე შემოწმებისას, მთელი დიზაინის განახლება შესაძლებელია უბრალოდ დიზაინის დონეზე ახალი ღირებულებების შეყვანით. მას შემდეგ, რაც ახალი მექანიზმის შესრულების პარამეტრები შეიტანება, დიზაინერს შეუძლია იცოდეს, შესაძლებელია თუ არა დიზაინი მხოლოდ DRC– ს გაშვებით, რათა შეამოწმოს არის თუ არა მოწყობილობის ინტერვალი ახალი ინტერვალის ღირებულებასთან, რაც გაცილებით ადვილია, ვიდრე ანალიზი, შესწორება და შემდეგ მძიმე გამოთვლების გაკეთება. ინტერვალის ახალი მოთხოვნების შესაბამისად.

რა შეიძლება გამოყენებულ იქნას PCB დიზაინის შეზღუდვისთვის?

მაგალითი 3: კომპონენტის განლაგება,დიზაინის ობიექტებისა და შეზღუდვების ორგანიზების გარდა, დიზაინის წესები შეიძლება გამოყენებულ იქნას კომპონენტის განლაგებისათვის, ანუ მას შეუძლია აღმოაჩინოს სად განათავსოს მოწყობილობები შეზღუდვების საფუძველზე შეცდომების გამოწვევის გარეშე. ფიგურაში 1 ხაზგასმულია ფიზიკური შეზღუდვების დაკმაყოფილება (როგორიცაა ინტერვალი და ფირფიტების დაშორება და მოწყობილობა) მოწყობილობების ადგილის არე, ფიგურა 2 ხაზს უსვამს ელექტრული შეზღუდული მოწყობილობის განთავსების სფეროებს, როგორიცაა ხაზის მაქსიმალური სიგრძე, ფიგურა 3 გვიჩვენებს მხოლოდ სივრცის შეზღუდვის ფართობი, საბოლოოდ, ფიგურა 4 არის სურათის პირველი სამი ნაწილის კვეთა, ეს არის ეფექტური ფართობის განლაგება, ამ რეგიონში განთავსებულ მოწყობილობებს შეუძლიათ დააკმაყოფილონ ყველა შეზღუდვა.

რა შეიძლება გამოყენებულ იქნას PCB დიზაინის შეზღუდვისთვის?

ფაქტობრივად, მოდულური წესით შეზღუდვების წარმოქმნას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს მათი შენარჩუნება და გამოყენებადობა. ახალი გამონათქვამების წარმოქმნა შესაძლებელია წინა ეტაპზე სხვადასხვა ფენის შეზღუდვის პარამეტრების მითითებით, მაგალითად, ზედა ფენის ხაზის სიგანე დამოკიდებულია ზედა ფენის მანძილზე და სპილენძის მავთულის სიმაღლეზე და ცვლადი Temp და Diel_Const დიზაინის დონეზე. გაითვალისწინეთ, რომ დიზაინის წესები ნაჩვენებია დაღმავალი თანმიმდევრობით და უფრო მაღალი დონის შეზღუდვის შეცვლა დაუყოვნებლივ იმოქმედებს ყველა გამონათქვამზე, რომელიც ეხება ამ შეზღუდვას.

რა შეიძლება გამოყენებულ იქნას PCB დიზაინის შეზღუდვისთვის?

დიზაინის ხელახალი გამოყენება და დოკუმენტაცია

პარამეტრული შეზღუდვები არა მხოლოდ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესებს პირველადი დიზაინის პროცესს, არამედ საინჟინრო ცვლილებებისა და დიზაინის ხელახლა გამოყენებას, ეს შეზღუდვა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დიზაინის, სისტემისა და დოკუმენტების ნაწილი, თუ არა მხოლოდ ინჟინრის ან დიზაინერის აზრით. სხვა პროექტებზე გადასვლა შეიძლება ნელნელა დაივიწყოს. შემაკავებელი დოკუმენტები დოკუმენტირებენ ელექტრული შესრულების წესებს, რომლებიც უნდა დაიცვან დიზაინის პროცესში და იძლევა შესაძლებლობას სხვებს გააცნობიერონ დიზაინერის ზრახვები, რათა ეს წესები ადვილად იქნას გამოყენებული ახალი წარმოების პროცესებში ან შეიცვალოს ელექტრული შესრულების მოთხოვნების შესაბამისად. მომავალ მულტიპლექსერს ასევე შეუძლია იცოდეს დიზაინის ზუსტი წესები და შეიტანოს ცვლილებები ახალი პროცესის მოთხოვნების შეტანის გარეშე იმის გამოცნობის გარეშე, თუ როგორ იქნა მიღებული ხაზების სიგანე.

ამ სტატიის დასკვნა

პარამეტრების შეზღუდვის რედაქტორი აადვილებს PCB განლაგებას და მარშრუტიზაციას მრავალგანზომილებიანი შეზღუდვების პირობებში და პირველად იძლევა ავტომატური მარშრუტიზაციის პროგრამული უზრუნველყოფის და დიზაინის წესების სრულად შემოწმებას კომპლექსური ელექტრული და პროცესის მოთხოვნებთან შედარებით, ვიდრე გამოცდილებას ან დიზაინის უბრალო წესებს. მცირე სარგებლობის. შედეგი არის დიზაინი, რომელსაც შეუძლია ერთჯერადი წარმატების მიღწევა, პროტოტიპის გამართვის შემცირება ან თუნდაც აღმოფხვრა.