Барган сайын татаалдыгы PCB дизайн, мисалы, саат, кайчылаш сүйлөшүү, импеданс, аныктоо жана өндүрүш процесстери, көбүнчө дизайнерлерди көп жайгашууну, текшерүүнү жана техникалык тейлөө иштерин кайталоого мажбур кылат. Параметр чектөө редактору дизайнерлерге дизайн жана өндүрүш учурунда кээде карама -каршы келген параметрлерди жакшыраак чечүүгө жардам берүү үчүн бул параметрлерди формулаларга кодификациялайт.

Акыркы жылдары, PCB макети жана маршрут талаптары татаалдашып, интегралдык микросхемалардын транзисторлорунун саны Мурдун мыйзамы боюнча алдын ала көбөйүп, түзмөктөрдү ылдамыраак кылып, ар бир импульстун өсүү убактысын кыскартып, ошондой эле казыктардын санын көбөйткөн. – көбүнчө 500дөн 2,000ге чейин. Мунун баары ПКБны иштеп чыгууда тыгыздыкты, саатты жана кайчылаш көйгөйлөрдү жаратат.

Бир нече жыл мурун, PCBSтин көбүндө импеданс, узундук жана тазалоо боюнча чектөөлөр катары аныкталган бир нече “критикалык” түйүндөр (Торлор) болгон. ПХБ дизайнерлери бул маршруттарды кол менен өткөрүп, анан бүт схеманын масштабдуу маршрутун автоматташтыруу үчүн программаны колдонушмак. Бүгүнкү PCBS көбүнчө 5,000 же андан көп түйүндөргө ээ, алардын 50% дан ашыгы өтө маанилүү. Убакыттын өтүшү менен рыноктун кысымы кол менен өткөрүлбөйт. Мындан тышкары, критикалык түйүндөрдүн саны гана көбөйбөстөн, ар бир түйүндөгү чектөөлөр дагы көбөйдү.

Бул чектөөлөр негизинен улам барган сайын татаал болгон корреляциялык параметрлерге жана дизайн талаптарына байланыштуу, мисалы, эки сызыктуу интервал түйүндүн чыңалуусуна көз каранды болушу мүмкүн жана схеманын материалдары тиешелүү функциялар, санариптик IC көтөрүлүү убактысы жогорку ылдамдыкта жана төмөн саат ылдамдыгы дизайнга таасирин тийгизиши мүмкүн, анткени импульстун ылдамдыгы жана кыска убакытты түзүү жана сактоо, Мындан тышкары, жогорку ылдамдыктагы конструкциянын жалпы кечигүүсүнүн маанилүү бөлүгү катары, интерконнект кечигүүсү төмөн ылдамдыкта дизайн үчүн да абдан маанилүү.

Эгерде тактайлар чоңураак болсо, бул көйгөйлөрдүн айрымдарын чечүү оңой болмок, бирок тенденция тескери багытта. Интерконнект кечигүүсүнүн жана жогорку тыгыздык пакетинин талаптарына байланыштуу, схема кичирейип, кичирейип баратат, ошондуктан жогорку тыгыздыктын дизайны пайда болот жана миниатюризация дизайн эрежелери сакталууга тийиш. Кыскартылган убакыттын өтүшү бул кичинекей дизайн эрежелери менен айкалышкан ызы-чууну барган сайын орчундуу көйгөйгө айландырат жана топ торчолорунун массивдери жана башка жогорку тыгыздыктагы пакеттердин өзүлөрү кросстукту, чууну алмаштырууну жана жердин секирүүсүн күчөтөт.

Бар болгон чектөөлөр

Бул көйгөйлөргө салттуу мамиле – бул электрдик жана процесстик талаптарды тажрыйба, демейки маанилер, сандык таблицалар же эсептөө методдору аркылуу чектелген чектөө параметрлерине которуу. Мисалы, схеманы иштеп чыккан инженер адегенде номиналдык импедансты аныктап, андан кийин процесстин акыркы талаптарына негизделген каалаган импеданска жетүү үчүн номиналдык линиянын туурасын “баалайт” же интерференцияны текшерүү үчүн эсептөө таблицасын же арифметикалык программаны колдонушу мүмкүн. узундугу чектөөлөрдү алып салуу.

Бул ыкма, адатта, эмпирикалык маалыматтардын топтомун ПХБ дизайнерлери үчүн негизги көрсөтмө катары иштеп чыгууну талап кылат, ошондо алар автоматтык макет жана маршруттоочу инструменттер менен долбоорлоодо бул маалыматтарды колдоно алышат. Бул ыкманын көйгөйү эмпирикалык маалыматтар жалпы принцип болуп саналат жана көпчүлүк учурда алар туура, бирок кээде алар иштебейт же туура эмес жыйынтыктарга алып келет.

Бул методдун алып келиши мүмкүн болгон катаны көрүү үчүн жогоруда импеданс аныктоо мисалын колдонолу. Импеданс менен байланышкан факторлорго тактай материалынын диэлектрдик касиеттери, жез фольгасынын бийиктиги, катмарлар менен жердин/күч катмарынын ортосундагы аралык жана линиянын туурасы кирет. Биринчи үч параметр жалпысынан өндүрүш процесси менен аныкталгандыктан, дизайнерлер адатта импедансты көзөмөлдөө үчүн линиянын туурасын колдонушат. Ар бир линия катмарынан жерге же кубаттуулукка чейинки аралык ар башка болгондуктан, ар бир катмар үчүн бирдей эмпирикалык маалыматтарды колдонуу жаңылыштык. Бул иштеп чыгуу процессинде колдонулган өндүрүш процесси же схеманын өзгөчөлүктөрү каалаган убакта өзгөрүшү мүмкүн экендиги менен коштолот.

Көбүнчө бул көйгөйлөр прототип өндүрүш стадиясында ачыкка чыгат, жалпы көйгөйдү тактаны оңдоо же тактанын дизайнын чечүү үчүн кайра иштеп чыгуу аркылуу табуу. Муну жасоонун баасы жогору жана оңдоолор көбүнчө мүчүлүштүктөрдү оңдоону талап кылган кошумча көйгөйлөрдү жаратат жана рынокко кечигүү убактысынан улам кирешени жоготуу мүчүлүштүктөрдү оңдоонун баасынан алда канча ашып түшөт.Дээрлик ар бир электроника өндүрүүчүсү бул көйгөйгө туш болушат, бул акыры салттуу ПХБ дизайн программасынын учурдагы электрдик иштөө талаптарынын реалдуулугуна жооп бере албашынан келип чыгат. Бул механикалык дизайн боюнча эмпирикалык маалыматтар сыяктуу жөнөкөй эмес.

PCB дизайнын чектөө үчүн эмне кылса болот?

Чечим: Чектөөлөрдү параметрлештирүү

Азыркы учурда программалык камсыздоонун сатуучулары чектөөлөргө параметрлерди кошуу менен бул маселени чечүүгө аракет кылышууда. Бул ыкманын эң өнүккөн жагы – ар кандай ички электрдик мүнөздөмөлөрдү толугу менен чагылдырган механикалык мүнөздөмөлөрдү көрсөтүү жөндөмү. Булар PCB дизайнына киргизилгенден кийин, дизайн программалык камсыздоосу бул маалыматты автоматтык жайгашууну жана багыттоо куралын көзөмөлдөө үчүн колдоно алат.

Кийинки өндүрүш процесси өзгөргөндө, кайра долбоорлоонун кажети жок. Дизайнерлер процесстин мүнөздүү параметрлерин жөн эле жаңыртышат жана тиешелүү чектөөлөр автоматтык түрдө өзгөртүлүшү мүмкүн. Дизайнер анда жаңы процесстин башка дизайн эрежелерин бузуп жаткандыгын аныктоо жана бардык каталарды оңдоо үчүн дизайндын кайсы аспектилерин өзгөртүү керек экенин билүү үчүн DRC (Дизайн эрежесин текшерүү) иштете алат.

Чектөөлөр математикалык туюнтмалар түрүндө киргизилиши мүмкүн, анын ичинде константалар, ар кандай операторлор, векторлор жана башка дизайндык чектөөлөр, дизайнерлерге эрежеленген эрежеге негизделген системаны берүү. Чектөөлөрдү ПКБда же схемада дизайн файлында сакталган таблицалар катары киргизсе болот. PCB зымдары, жез фольгасынын жайгашкан жери жана жайгашуу куралдары ушул шарттардан келип чыккан чектөөлөрдү ээрчийт жана DRC бүт ​​дизайн бул чектөөлөргө, анын ичинде линиянын туурасы, аралыгы жана мейкиндик жана бийиктик чектөөлөрү сыяктуу талаптарга жооп берерин текшерет.

Иерархиялык башкаруу

Параметрлештирилген чектөөлөрдүн негизги артыкчылыктарынын бири – аларды баалоого болот. Мисалы, глобалдык сызык туурасынын эрежеси бүтүндөй дизайнда дизайн чектөөсү катары колдонулушу мүмкүн. Албетте, кээ бир региондор же түйүндөр бул принципти көчүрө албайт, андыктан жогорку деңгээлдеги чектөөнү айланып өтүп, иерархиялык дизайндагы төмөнкү деңгээлдеги чектөөнү кабыл алууга болот. Parametric Constraint Solver, ACCEL Technologiesтин чектөө редактору, жалпысынан 7 деңгээлге ээ:

1. Башка чектөөлөрү жок бардык объекттер үчүн чектөөлөрдү иштеп чыгуу.

2. Иерархиянын чектөөлөрү, белгилүү денгээлдеги объекттерге колдонулат.

3. Түйүндөрдүн түрүн чектөө белгилүү бир типтеги бардык түйүндөргө тиешелүү.

4. Түйүндөрдү чектөө: түйүнгө карата колдонулат.

5. Класстар аралык чектөө: эки класстын түйүндөрүнүн ортосундагы чектөөнү көрсөтөт.

6. Мейкиндик чектөөсү, мейкиндиктеги бардык түзмөктөргө колдонулат.

7. Түзмөктүн чектөөлөрү, бир түзмөккө колдонулат.

Программалык камсыздоо жеке түзүлүштөрдөн баштап бүт дизайн эрежелерине чейин ар кандай дизайн чектөөлөрүн аткарат жана графиканын жардамы менен дизайнда бул эрежелердин колдонуу тартибин көрсөтөт.

Мисал 1: Сызыктын туурасы = F (импеданс, катмар аралык, диэлектрдик туруктуу, жез фольгасынын бийиктиги). Бул жерде параметрлештирилген чектөөлөр импедансты көзөмөлдөө үчүн дизайн эрежелери катары кандайча колдонулушу мүмкүн экендигинин мисалы. Жогоруда айтылгандай, импеданс диэлектрик константасынын, линиянын эң жакын катмарына чейинки аралыктын, жез зымдын туурасынын жана бийиктигинин функциясы. Дизайн талап кылган импеданс аныкталгандыктан, бул төрт параметрди импеданс формуласын кайра жазуу үчүн тиешелүү өзгөрмөлөр катары өзүм билемдик менен кабыл алууга болот. Көпчүлүк учурларда, дизайнерлер линиянын туурасын гана башкара алышат.

Ушундан улам, линиянын кеңдигиндеги чектөөлөр импеданс, диэлектрик константасы, сызыктын эң жакын катмарына чейинки аралык жана жез фольгасынын бийиктиги болуп саналат. Эгерде формула иерархиялык чектөө катары жана өндүрүш процессинин параметрлери дизайн деңгээлиндеги чектөө катары аныкталса, программалык камсыздоо сызыктын туурасы автоматтык түрдө туураланган линия катмары өзгөргөндө компенсацияланат. Ошо сыяктуу эле, эгерде иштелип чыккан схема башка процессте өндүрүлсө жана жез фольгасынын бийиктиги өзгөртүлсө, дизайн деңгээлиндеги тиешелүү эрежелер жез фольгасынын бийиктиги параметрлерин өзгөртүү аркылуу автоматтык түрдө кайра эсептелиши мүмкүн.

Мисал 2: Түзмөктүн аралыгы = Макс (демейки аралык, F (түзмөктүн бийиктиги, аныктоо бурчу).Параметр чектөөлөрүн жана дизайн эрежелерин текшерүүнү колдонуунун айкын пайдасы – бул параметрленген ыкма портативдүү жана дизайн өзгөрүүлөр болгондо көзөмөлдөнөт. Бул мисал түзмөктүн аралыгын процесстин өзгөчөлүктөрү жана сыноо талаптары менен кантип аныктоого болорун көрсөтөт. Жогорудагы формула түзмөктүн аралыгы түзмөктүн бийиктиги жана аныктоо бурчунун функциясы экенин көрсөтөт.

Аныктоо бурчу адатта бүт коллегия үчүн туруктуу, ошондуктан аны дизайн деңгээлинде аныктоого болот. Башка машинаны текшерип жатканда, дизайндын деңгээлине жаңы баалуулуктарды киргизүү менен бүтүндөй дизайн жаңыртылышы мүмкүн. Жаңы машинанын иштөө параметрлери киргизилгенден кийин, дизайнер түзмөктүн аралыгы жаңы интервалдын маанисине карама -каршы келерин текшерүү үчүн DRCди иштетүү менен дизайн ишке ашаарын биле алат, бул анализдөө, оңдоо жана андан кийин катуу эсептөөлөрдү жүргүзүүдөн алда канча оңой. аралыктын жаңы талаптарына.

PCB дизайнын чектөө үчүн эмне кылса болот?

Мисал 3: Компоненттин жайгашуусу,Дизайн объектилерин жана чектөөлөрдү уюштуруудан тышкары, дизайн эрежелери компоненттин жайгашуусу үчүн да колдонулушу мүмкүн, башкача айтканда, чектөөлөрдүн негизинде ката кетирбестен, түзмөктөрдү кайда жайгаштыруу керек экенин аныктай алат. 1 -сүрөттө белгиленген физикалык чектөөлөргө жооп берүү (мисалы, интервал жана плиталардын аралыгы жана аппараттын чети) түзмөктөрдүн жайгашуу аймагы, 2 -сүрөттө сызыктын максималдуу узундугу сыяктуу электрдик чектелген түзмөктү жайгаштыруу аймактарына жооп берүү, 3 -сүрөттө гана көрсөтүлгөн мейкиндикти чектөө аймагы, акырында, 4 -сүрөт – бул сүрөттүн алгачкы үч бөлүгүнүн кесилиши, бул эффективдүү аймактын жайгашуусу, Бул аймакка жайгаштырылган түзмөктөр бардык чектөөлөрдү канааттандыра алат.

PCB дизайнын чектөө үчүн эмне кылса болот?

Чынында, модулдук түрдө чектөөлөрдү жаратуу алардын сакталышын жана кайра колдонулушун абдан жакшырта алат. Жаңы сөздөрдү мурунку этапта ар кандай катмарлардын чектөө параметрлерине шилтеме кылуу менен жаратууга болот, мисалы, үстүңкү катмардын сызык туурасы үстүңкү катмардын алыстыгына жана жез зымдын бийиктигине жана Temp жана өзгөрмөлөрүнө жараша болот. Дизайн деңгээлинде Diel_Const. Эскертүү, дизайн эрежелери кемүү тартибинде көрсөтүлөт жана жогорку деңгээлдеги чектөөнү өзгөртүү ошол чектөөгө тиешелүү бардык сөздөргө дароо таасир этет.

PCB дизайнын чектөө үчүн эмне кылса болот?

Дизайнды кайра колдонуу жана документтер

Параметрдик чектөөлөр, баштапкы долбоорлоо процессин жакшыртып гана койбостон, инженердик өзгөртүүлөрдү жана дизайнды дагы пайдалуу кылып кайра колдонууга мүмкүндүк бербестен, чектөө инженердин же дизайнердин акылында гана болбосо, долбоордун, системанын жана документтердин бир бөлүгү катары колдонулушу мүмкүн. башка долбоорлорго кайрылуу акырындык менен унутулушу мүмкүн. Чектөөчү документтер долбоорлоо процессинде аткарылууга тийиш болгон электрдик эффективдүүлүк эрежелерин документтештирет жана башкаларга дизайнердин ниеттерин түшүнүүгө мүмкүнчүлүк берет, бул эрежелер жаңы өндүрүш процесстерине оңой колдонулушу же электрдик иштөө талаптарына ылайык өзгөртүлүшү мүмкүн. Келечектеги мультиплексорлор конструкциянын так эрежелерин билиши жана сызыктын туурасы кандайча алынганын божомолдобостон, жаңы процесстин талаптарын киргизүү менен өзгөртүүлөрдү киргизе алат.

Бул макаланын корутундусу

Параметр чектөө редактору көп өлчөмдүү чектөөлөр астында ПХБнын жайгашуусун жана маршрутун жеңилдетет жана биринчи жолу тажрыйбага же жөнөкөй дизайн эрежелерине таянбастан, автоматтык багыттоо программалык камсыздоону жана дизайн эрежелерин комплекстүү электрдик жана процесстик талаптарга каршы толук текшерүүгө мүмкүндүк берет. анча деле пайдасы жок. Жыйынтык-бул бир жолку ийгиликтерге жетише турган, прототиптин мүчүлүштүктөрүн азайтуу же ал тургай жок кыла турган дизайн.