Күрделілігінің артуы ПХД сағаттар, сөйлесулер, импеданс, анықтау және өндіріс процестері сияқты дизайнерлік ойлар көбінесе дизайнерлерді көптеген орналасуды, тексеруді және техникалық қызмет көрсету жұмыстарын қайталауға мәжбүр етеді. Параметрлерді шектейтін редактор дизайнерлерге дизайн мен өндіріс кезінде кейде қарама -қайшы келетін параметрлермен жақсы күресуге көмектесу үшін осы параметрлерді формулаларға кодтайды.

Соңғы жылдары ПХД орналасуы мен маршруттау талаптары күрделене түсті, ал Мур заңында болжалғандай интегралды микросхемалардағы транзисторлардың саны артты, бұл құрылғыларды жылдам әрі әр импульсті көтеру уақытында қысқартады, сонымен қатар түйреуіштердің санын көбейтеді. – жиі 500 -ден 2,000 -ға дейін. Мұның бәрі ПХД жобалау кезінде тығыздық, сағат және қиылысу мәселелерін тудырады.

Бірнеше жыл бұрын, PCBS -тің көпшілігінде импеданс, ұзындық және тазалық шектеулері ретінде анықталатын бірнеше «сыни» түйіндер ғана болған. ПХД дизайнерлері бұл маршруттарды қолмен бағыттайды, содан кейін бүкіл тізбекті ауқымды бағыттауды автоматтандыру үшін бағдарламалық жасақтаманы қолданады. Қазіргі PCBS жиі 5,000 немесе одан да көп түйінге ие, олардың 50% -дан астамы өте маңызды. Нарық қысымының уақытына байланысты, қолмен электр сымдарын тарту мүмкін емес. Сонымен қатар, маңызды түйіндердің саны ғана емес, сонымен қатар әр түйіндегі шектеулер де артты.

Бұл шектеулер көбінесе өзара байланысты параметрлер мен дизайн талаптарына байланысты, мысалы, екі сызықтық интервал түйіннің кернеуіне байланысты болуы мүмкін, ал тізбек тақтасының материалдары байланысты функциялар, цифрлық IC көтерілу уақыты жоғары жылдамдықпен төмендейді сағат жылдамдығы импульстің жылдамдығына және қысқа уақытты орнатуға және сақтауға байланысты дизайнға әсер етуі мүмкін, Сонымен қатар, жоғары жылдамдықты конструкцияның жалпы кешігуінің маңызды бөлігі ретінде, интерконнект кідірісі төмен жылдамдықты дизайн үшін де өте маңызды.

Егер тақталар үлкенірек болса, бұл мәселелердің кейбірін шешу оңай болар еді, бірақ үрдіс керісінше. Интерконнект кідірісі мен тығыздығы жоғары пакеттің талаптарына байланысты, тақта кішірейіп, кішірейіп барады, сондықтан жоғары тығыздықтағы контур дизайны пайда болады және миниатюризациялау ережелерін сақтау қажет. Осы миниатюрленген дизайн ережелерімен бірге көтерілу уақытының қысқаруы шуды қиындатады, ал шарлы торлар мен басқа тығыздығы жоғары пакеттер қиылысуды, ауысу шуын және жердің серпілуін күшейтеді.

Бар бекітілген шектеулер

Бұл мәселелерге дәстүрлі тәсіл – бұл тәжірибе, әдепкі мәндер, сандық кестелер немесе есептеу әдістері бойынша электрлік және технологиялық талаптарды бекітілген шектеулерге айналдыру. Мысалы, схеманы құрастырушы инженер алдымен номиналды кедергісін анықтай алады, содан кейін процестің соңғы талаптарына негізделген қажетті кедергіге жету үшін номиналды желінің енін «бағалайды» немесе кедергі кестесін немесе арифметикалық бағдарламаны қолданып, кедергілерді тексереді, содан кейін жұмыс жасайды. ұзындық шектеулерін шығарады.

Бұл тәсіл, әдетте, эмпирикалық мәліметтер жиынтығын ПХД дизайнерлері үшін негізгі нұсқаулық ретінде жасауды талап етеді, осылайша олар автоматты түрде орналасу мен бағыттау құралдарымен жобалау кезінде осы деректерді қолдана алады. Бұл тәсілдің мәселесі – эмпирикалық мәліметтер жалпы принцип болып табылады және көбінесе олар дұрыс, бірақ кейде олар жұмыс істемейді немесе қате нәтижеге әкеледі.

Бұл әдіс тудыруы мүмкін қатені көру үшін жоғарыдағы импеданс анықтаудың мысалын қолданайық. Импедансқа байланысты факторларға тақтай материалының диэлектрлік қасиеттері, мыс фольгасының биіктігі, қабаттар мен жер/қуат қабаты арасындағы қашықтық және желінің ені жатады. Алғашқы үш параметр әдетте өндіріс процессімен анықталатындықтан, дизайнерлер әдетте импеданс бақылау үшін сызықтың енін пайдаланады. Әр желілік қабаттан жерге немесе қуат деңгейіне дейінгі қашықтық әр түрлі болғандықтан, әр қабат үшін бірдей эмпирикалық деректерді қолдану қателік екені анық. Бұл әзірлеу кезінде қолданылатын өндірістік процесс немесе схеманың сипаттамалары кез келген уақытта өзгеруі мүмкін екендігіне байланысты.

Көбінесе бұл проблемалар прототиптерді өндіру сатысында анықталады, жалпы мәселе – бұл мәселені тақтаны жөндеу немесе тақтаның дизайнын шешу үшін қайта құру. Мұны істеудің бағасы жоғары, және түзетулер көбінесе одан әрі жөндеуді талап ететін қосымша мәселелер туғызады, ал нарыққа шығудың кешігуіне байланысты кірістің жоғалуы отладтау шығындарынан әлдеқайда асып түседі.Электроника өндірушілерінің әрқайсысы дерлік ПХД конструкторлық бағдарламалық жасақтамасының электрлік өнімділікке қойылатын талаптардың шындығына сәйкес келмеуіне байланысты осы мәселеге тап болады. Бұл механикалық дизайн туралы эмпирикалық мәліметтер сияқты қарапайым емес.

ПХД дизайнын шектеу үшін не қолдануға болады?

Шешім: шектеулерді параметрлеу

Қазіргі уақытта бағдарламалық қамтамасыз етуді жеткізушілер шектеулерге параметрлерді қосу арқылы бұл мәселені шешуге тырысады. Бұл тәсілдің ең озық аспектісі – бұл әр түрлі ішкі электрлік сипаттамаларды толық көрсететін механикалық сипаттамаларды көрсету мүмкіндігі. Олар ПХД дизайнына енгізілгеннен кейін, бағдарламалық жасақтама бұл ақпаратты автоматты түрде орналасу мен бағыттау құралын басқару үшін қолдана алады.

Кейінгі өндіріс процесі өзгерген кезде қайта жобалаудың қажеті жоқ. Дизайнерлер процестің сипаттамалық параметрлерін жаңартады және сәйкес шектеулер автоматты түрде өзгеруі мүмкін. Содан кейін дизайнер DRC (Design Rule Check) іске қосуы мүмкін, бұл жаңа процесс кез келген басқа дизайн ережелерін бұзады ма және барлық қателерді түзету үшін дизайнның қандай аспектілерін өзгерту керектігін біледі.

Шектеулер математикалық өрнектер түрінде енгізілуі мүмкін, оның ішінде тұрақтылар, әр түрлі операторлар, векторлар және басқа да конструкторлық шектеулер, дизайнерлерге ережеге негізделген жүйемен қамтамасыз етілген. Шектеулерді тіпті ПХД немесе схемада дизайн файлында сақталатын іздеу кестелері ретінде енгізуге болады. ПХД сымдары, мыс фольга аймағының орналасуы мен орналасу құралдары осы шарттардан туындайтын шектеулерге сәйкес келеді және DRC бүкіл дизайн осы шектеулерге сәйкес келетінін тексереді, оның ішінде сызықтың ені, аралығы және кеңістік талаптары, мысалы, аймақ пен биіктік шектеулері.

Иерархиялық басқару

Параметрленген шектеулердің басты артықшылықтарының бірі – оларды бағалауға болады. Мысалы, сызықтың ені бойынша жаһандық ережені бүкіл дизайнда дизайн шектеуі ретінде қолдануға болады. Әрине, кейбір аймақтар немесе түйіндер бұл принципті көшіре алмайды, сондықтан жоғары деңгейдегі шектеуді айналып өтуге болады және иерархиялық дизайндағы төменгі деңгейдегі шектеуді қабылдауға болады. Параметрлік шектеулерді шешуші, ACCEL технологияларының шектеулер редакторы, барлығы 7 деңгейден тұрады:

1. Басқа шектеулері жоқ барлық объектілерге арналған шектеулер.

2. Белгілі бір деңгейдегі объектілерге қолданылатын иерархиялық шектеулер.

3. Түйін түрінің шектеуі белгілі бір түрдегі барлық түйіндерге қолданылады.

4. Түйін шектеуі: түйінге қолданылады.

5. Класс аралық шектеу: екі класты түйіндер арасындағы шектеуді көрсетеді.

6. Кеңістіктегі шектеулер, кеңістіктегі барлық құрылғыларға қолданылады.

7. Құрылғы шектеулері, бір құрылғыға қолданылады.

Бағдарламалық қамтамасыз ету әр түрлі құрылғы шектеулерінен бастап, барлық жобалау ережелеріне сәйкес келеді және графикада осы ережелердің қолданылу тәртібін көрсетеді.

1 -мысал: Жолдың ені = F (кедергі, қабат аралығы, диэлектрлік тұрақты, мыс фольга биіктігі). Міне, кедергілерді бақылау үшін дизайнерлік ережелер ретінде параметрленген шектеулерді қолдануға болатын мысал. Жоғарыда айтылғандай, импеданс – диэлектрлік тұрақтылық, сызықтың ең жақын қабатына дейінгі қашықтық, мыс сымының ені мен биіктігі. Дизайн талап ететін импеданс анықталғандықтан, импеданс формуласын қайта жазу үшін осы төрт параметрді сәйкес айнымалылар ретінде қабылдауға болады. Көп жағдайда дизайнерлер тек жол енін басқара алады.

Осының арқасында желінің ені бойынша шектеулер импеданс, диэлектрлік тұрақтылық, сызықтың ең жақын қабатына дейінгі қашықтық және мыс фольгасының биіктігі болып табылады. Егер формула иерархиялық шектеу ретінде және өндіріс процесінің параметрлері дизайн деңгейіндегі шектеу ретінде анықталса, бағдарламалық қамтамасыз ету сызықтың ені өзгерген кезде өтеу үшін жол енін автоматты түрде реттейді. Дәл осылай, егер есептелген тақта басқа процесте шығарылса және мыс фольга биіктігі өзгертілсе, мыс фольга биіктігі параметрлерін өзгерту арқылы жобалау деңгейіндегі тиісті ережелерді автоматты түрде қайта есептеуге болады.

2 -мысал: Құрылғы аралығы = Макс (әдепкі аралық, F (құрылғының биіктігі, анықтау бұрышы).Параметрлік шектеулерді де, дизайн ережесін тексеруді де қолданудың айқын артықшылығы – бұл параметрленген тәсіл портативті және дизайн өзгерген кезде бақыланады. Бұл мысалда процестің сипаттамалары мен сынақ талаптары бойынша құрылғы аралығын қалай анықтауға болатыны көрсетілген. Жоғарыдағы формула құрылғы аралығы құрылғының биіктігі мен анықтау бұрышының функциясы екенін көрсетеді.

Анықтау бұрышы әдетте бүкіл тақта үшін тұрақты болып табылады, сондықтан оны дизайн деңгейінде анықтауға болады. Басқа машинаны тексергенде, дизайн деңгейін жаңа мәндерді енгізу арқылы бүкіл дизайнды жаңартуға болады. Машинаның жұмысының жаңа параметрлері енгізілгеннен кейін, конструктор DRC -ді іске қосу арқылы конструкцияның мүмкін болатынын біле алады, бұл құрылғы аралығы жаңа интервалдың мәніне қайшы келетін -келмейтінін тексереді, бұл талдауға, түзетуге және қатаң есептеулерге қарағанда әлдеқайда оңай. аралықтың жаңа талаптарына сәйкес келеді.

ПХД дизайнын шектеу үшін не қолдануға болады?

3 -мысал: компоненттердің орналасуы,Дизайн объектілері мен шектеулерді ұйымдастырумен қатар, дизайн ережелері компоненттерді орналастыру үшін де қолданылуы мүмкін, яғни ол шектеулер негізінде қате жіберместен құрылғыларды қайда орналастыру керектігін анықтай алады. 1 -суретте физикалық шектеулерді (мысалы, аралық және пластиналар аралығы мен құрылғы) құрылғылардың орналасу аймағын, 2 -суреттің ерекшелігі – желінің максималды ұзындығы сияқты электрмен шектелген құрылғыларды орналастыру аймақтарын қанағаттандыру, 3 -суретте тек көрсетілген ғарыштық шектеу аймағы, ақырында, 4 -сурет – бұл суреттің алғашқы үш бөлігінің қиылысы, бұл аймақтың тиімді орналасуы, Бұл аймақта орналастырылған құрылғылар барлық шектеулерді қанағаттандыра алады.

ПХД дизайнын шектеу үшін не қолдануға болады?

Шындығында, шектеулерді модульдік түрде құру олардың қызмет ету қабілетін және қайта пайдалануды едәуір жақсарта алады. Алдыңғы сатыдағы әр түрлі қабаттардың шектеу параметрлеріне сілтеме жасау арқылы жаңа өрнектер шығаруға болады, мысалы, жоғарғы қабаттың сызық ені үстіңгі қабаттың қашықтығы мен мыс сымының биіктігіне, Temp және Жобалау деңгейінде Diel_Const. Дизайн ережелері кему ретімен көрсетілетінін және жоғары деңгейдегі шектеуді өзгерту сол шектеуге қатысты барлық өрнектерге бірден әсер ететінін ескеріңіз.

ПХД дизайнын шектеу үшін не қолдануға болады?

Дизайнды қайта пайдалану және құжаттама

Параметрлік шектеулер тек жобалаудың бастапқы үдерісін едәуір жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар инженерлік өзгерістер мен дизайнды қайта қолдануға пайдалы болады, шектеулер тек инженер немесе дизайнердің ойында болмаса, дизайнның, жүйенің және құжаттардың бөлігі ретінде қолданыла алады. басқа жобаларға жүгіну біртіндеп ұмытып кетуі мүмкін. Шектеу құжаттары жобалау кезінде орындалуы тиіс электрлік жұмыс ережелерін құжаттайды және басқаларға дизайнердің ниетін түсінуге мүмкіндік береді, осылайша бұл ережелер жаңа өндірістік процестерге оңай қолданылуы немесе электрлік өнімділік талаптарына сәйкес өзгертілуі мүмкін. Болашақ мультиплексорлар сонымен қатар сызықтың ені қалай алынғанын білмей -ақ, жаңа технологиялық талаптарды енгізу арқылы дизайнның нақты ережелерін біліп, өзгерістер енгізе алады.

Бұл мақаланың қорытындысы

Параметрлерді шектейтін редактор көп өлшемді шектеулерде ПХД орналасуын және маршруттауды жеңілдетеді және тәжірибеге немесе қарапайым дизайн ережелеріне сүйенудің орнына, автоматты түрде бағдарламалық қамтамасыз ету мен дизайн ережелерін күрделі электрлік және технологиялық талаптарға толық тексеруге мүмкіндік береді. аз қолданылған. Нәтиже-бұл прототиптерді жөндеуді азайтатын немесе тіпті біржолғы табысқа жетуге болатын дизайн.