Зголемената сложеност на ПХБ размислувањата за дизајнот, како што се часовникот, вкрстениот разговор, импедансата, откривањето и производствените процеси, често ги принудуваат дизајнерите да повторат многу работи за распоред, верификација и одржување. Уредникот за ограничување на параметрите ги кодифицира овие параметри во формули за да им помогне на дизајнерите подобро да се справат со овие понекогаш контрадикторни параметри за време на дизајнот и производството.

Во последниве години, барањата за распоред и рутирање на ПХБ станаа посложени, а бројот на транзистори во интегрираните кола се зголеми како што беше предвидено со Законот на Мур, што ги прави уредите побрзи и секој пулс пократок за време на зголемувањето, како и зголемување на бројот на пинови – често од 500 до 2,000. Сето ова создава проблеми со густина, часовник и вкрстување при дизајнирање на ПХБ.

Пред неколку години, повеќето PCBS имаа само неколку „критични“ јазли (мрежи), типично дефинирани како ограничувања за импеданса, должина и дозвола. Дизајнерите на ПХБ рачно ќе ги насочуваат овие правци и потоа ќе користат софтвер за автоматизирање на рутирање на целото коло во големи размери. Денешниот PCBS често има 5,000 или повеќе јазли, од кои повеќе од 50% се критични. Поради времето на пазарен притисок, рачно ожичување не е можно во овој момент. Покрај тоа, не само што се зголеми бројот на критични јазли, туку се зголемија и ограничувањата на секој јазол.

Овие ограничувања главно се должат на параметрите за корелација и барањата за дизајн на с and посложени, на пример, двата линеарни интервали може да зависат од напонот на јазолот и материјалите на плочата се поврзани функции, времето на дигитално зголемување на IC -то се намалува со голема брзина и ниска брзината на часовникот може да влијае на дизајнот, поради побрз пулс и да воспостави и одржува пократко време, Покрај тоа, како важен дел од вкупното одложување на дизајнот на коло со голема брзина, доцнењето на интерконекцијата е исто така многу важно за дизајнот со мала брзина.

Некои од овие проблеми би биле полесно да се решат кога таблите би биле поголеми, но трендот е во спротивна насока. Поради барањата за одложување на интерконекцијата и пакетот со висока густина, плочата станува се помала и помала, па се појавува дизајн на кола со висока густина и мора да се почитуваат правилата за дизајн на минијатуризација. Намалените времиња на пораст во комбинација со овие минијатуризирани правила за дизајн го прават бучавата од вкрстување се поизразен проблем, а низите со топчести решетки и другите пакети со висока густина самите го влошуваат разговорот, префрлање на бучава и отскокнување од земјата.

Поправени ограничувања што постојат

Традиционалниот пристап кон овие проблеми е да се преведат електричните барања и процесите во фиксни параметри на ограничување по искуство, стандардни вредности, табели со броеви или методи на пресметка. На пример, инженер што дизајнира коло може прво да определи номинална импеданса, а потоа да ја „процени“ номиналната ширина на линијата за да ја постигне саканата импеданса врз основа на барањата за завршниот процес, или да користи табела за пресметка или аритметичка програма за тестирање на пречки, а потоа да работи надвор од ограничувањата за должина.

Овој пристап обично бара множество емпириски податоци да бидат дизајнирани како основно упатство за дизајнерите на ПХБ, така што тие можат да ги искористат овие податоци при дизајнирање со автоматски распоред и алатки за рутирање. Проблемот со овој пристап е дека емпириските податоци се општ принцип, и најчесто тие се точни, но понекогаш не функционираат или доведуваат до погрешни резултати.

Ајде да го искористиме примерот за одредување импеданса погоре за да ја видиме грешката што може да ја предизвика овој метод. Факторите поврзани со импеданса ги вклучуваат диелектричните својства на материјалот на плочата, висината на бакарната фолија, растојанието помеѓу слоевите и слојот за заземјување/моќност и ширината на линијата. Бидејќи првите три параметри се генерално определени од производствениот процес, дизајнерите обично користат ширина на линија за контрола на импеданса. Бидејќи растојанието од секој слој на линија до земјата или моќниот слој е различно, очигледно е грешка да се користат истите емпириски податоци за секој слој. Ова е надополнето со фактот дека производствениот процес или карактеристиките на колото што се користат за време на развојот може да се променат во секое време.

Поголемиот дел од времето овие проблеми ќе бидат разоткриени во фазата на производство на прототип, генерално е да го откриете проблемот преку поправка на коло или редизајнирање за да го решите дизајнот на таблата. Трошоците за тоа се високи, и поправките често создаваат дополнителни проблеми кои бараат понатамошно дебагирање, а загубата на приходите поради одложено време на пазарот далеку ги надминува трошоците за дебагирање.Речиси секој производител на електроника се соочува со овој проблем, што на крајот се сведува на неможноста на традиционалниот софтвер за дизајн на ПХБ да биде во чекор со реалноста на тековните барања за електрични перформанси. Не е толку едноставно како емпириските податоци за механичкиот дизајн.

Што може да се искористи за да се ограничи дизајнот на ПХБ?

Решение: Параметарзирајте ги ограничувањата

Во моментов, продавачите на софтвер за дизајн се обидуваат да го решат овој проблем со додавање параметри на ограничувањата. Најнапредниот аспект на овој пристап е способноста да се одредат механички спецификации кои целосно ги одразуваат различните внатрешни електрични карактеристики. Откако овие ќе бидат вклучени во дизајнот на ПХБ, дизајнерскиот софтвер може да ги користи овие информации за да ја контролира автоматската поставеност и алатката за рутирање.

Кога последователниот процес на производство се менува, нема потреба да се редизајнира. Дизајнерите едноставно ги ажурираат карактеристичните параметри на процесот, а релевантните ограничувања можат автоматски да се променат. Дизајнерот потоа може да изврши DRC (Проверка на правилата за дизајн) за да утврди дали новиот процес ги крши сите други правила за дизајн и да открие кои аспекти на дизајнот треба да се сменат за да се поправат сите грешки.

Ограничувањата може да се внесат во форма на математички изрази, вклучувајќи константи, разни оператори, вектори и други ограничувања во дизајнот, обезбедувајќи им на дизајнерите параметризиран систем управуван од правила. Ограничувањата може да се внесат дури и како табели за барање, складирани во датотека за дизајн на ПХБ или шематски. Ожичувањето на ПХБ, локацијата на површината од бакарна фолија и алатките за распоред ги следат ограничувањата генерирани од овие услови, и ДРК потврдува дека целиот дизајн е во согласност со овие ограничувања, вклучувајќи ги ширината на линијата, растојанието и барањата за простор, како што се ограничувањата на површината и висината.

Хиерархиско управување

Една од главните придобивки од параметризираните ограничувања е тоа што може да се оценат. На пример, правилото за ширина на глобалната линија може да се користи како ограничување за дизајн во целиот дизајн. Се разбира, некои региони или јазли не можат да го копираат овој принцип, така што ограничувањето од повисоко ниво може да се заобиколи и ограничувањето на пониско ниво во хиерархискиот дизајн може да се усвои. На параметриски ограничувачи, уредник на ограничувања од ACCEL Technologies, му се дадени вкупно 7 нивоа:

1. Ограничувања за дизајн за сите објекти што немаат други ограничувања.

2. Хиерархиски ограничувања, применети на објекти на одредено ниво.

3. Ограничувањето на типот јазол се однесува на сите јазли од одреден тип.

4. Ограничување на јазол: се однесува на јазол.

5. Ограничување меѓу класите: го означува ограничувањето помеѓу јазлите од две класи.

6. Просторно ограничување, применето на сите уреди во просторот.

7. Ограничувања на уредот, применети на еден уред.

Софтверот следи различни ограничувања во дизајнот од индивидуални уреди до целокупните правила за дизајн и го покажува редоследот на примена на овие правила во дизајнот по пат на графика.

Пример 1: Ширина на линијата = F (импеданса, растојание помеѓу слоевите, диелектрична константа, висина на бакарна фолија). Еве пример како параметрираните ограничувања може да се користат како правила за дизајн за контрола на импеданса. Како што споменавме погоре, импедансата е функција на диелектрична константа, растојание до најблискиот слој на линијата, ширина и висина на бакарна жица. Бидејќи е утврдена импедансата што е потребна според дизајнот, овие четири параметри можат произволно да се земат како релевантни променливи за да се препише формулата за импеданса. Во повеќето случаи, дизајнерите можат да ја контролираат само ширината на линијата.

Поради ова, ограничувањата на ширината на линијата се функции на импеданса, диелектрична константа, растојание до најблискиот слој на линија и висина на бакарна фолија. Ако формулата е дефинирана како хиерархиско ограничување и параметрите на производствениот процес како ограничување на ниво на дизајн, софтверот автоматски ќе ја прилагоди ширината на линијата за да компензира кога се менува дизајнираниот слој на линија. Слично на тоа, ако дизајнираната плоча се произведува во различен процес и се менува висината на бакарна фолија, соодветните правила во нивото на дизајнирање може да се пресметаат автоматски со промена на параметрите за висина на бакарна фолија.

Пример 2: Интервал на уредот = Макс (стандарден интервал, F (висина на уредот, агол на детекција).Очигледната придобивка од користењето и на параметриските ограничувања и од проверката на правилата за дизајн е дека параметризираниот пристап е пренослив и се следи кога ќе се појават промени во дизајнот. Овој пример покажува како растојанието на уредот може да се одреди според карактеристиките на процесот и барањата за тестирање. Горенаведената формула покажува дека растојанието помеѓу уредите е функција на висината на уредот и аголот за откривање.

Аголот за откривање обично е константа за целата табла, така што може да се дефинира на ниво на дизајн. Кога проверувате друга машина, целиот дизајн може да се ажурира едноставно со внесување нови вредности на ниво на дизајн. Откако ќе се внесат новите параметри на перформансите на машината, дизајнерот може да знае дали дизајнот е изводлив со едноставно извршување на ДРК за да провери дали растојанието на уредот е во спротивност со новата вредност на растојанието, што е многу полесно отколку да се анализираат, поправат и потоа направат тешки пресметки според на новите барања за растојание.

Што може да се искористи за да се ограничи дизајнот на ПХБ?

Пример 3: Распоред на компонента,Во прилог на организирање на објекти и ограничувања за дизајн, правилата за дизајн може да се користат и за распоредот на компонентите, односно може да открие каде да ги постави уредите без да предизвика грешки врз основа на ограничувањата. Нагласено на слика 1 е да се исполнат физички ограничувања (како што се интервалот и работ на растојанието на плочата и уредот) површината на уредот, сликата 2 е да ги задоволи областите за поставување електрични ограничени уреди, како што е максималната должина на линијата, сликата 3 покажува само областа на ограничување на просторот, конечно, слика 4 е пресекот на првите три дела на сликата, ова е ефективниот распоред на површината, Уредите поставени во овој регион можат да ги задоволат сите ограничувања.

Што може да се искористи за да се ограничи дизајнот на ПХБ?

Всушност, создавањето ограничувања на модуларен начин може многу да ја подобри нивната одржливост и повеќекратна употреба. Нови изрази може да се генерираат со повикување на параметрите за ограничување на различни слоеви во претходната фаза, на пример, ширината на линијата на горниот слој зависи од растојанието на горниот слој и висината на бакарна жица, и променливите Temp и Diel_Const во ниво на дизајн. Забележете дека правилата за дизајн се прикажуваат по опаѓачки редослед, а промената на ограничување на повисоко ниво веднаш влијае на сите изрази што се однесуваат на тоа ограничување.

Што може да се искористи за да се ограничи дизајнот на ПХБ?

Дизајн на повторна употреба и документација

Параметарските ограничувања, не само што можат значително да го подобрат првичниот процес на дизајнирање, и повторната употреба на инженерските промени и дизајн покорисни, ограничувањето може да се користи како дел од дизајнот, системот и документите, ако не само во умот на инженерот или дизајнерот, па кога тие се сврти кон други проекти може полека да се заборави. Ограничувачките документи ги документираат правилата за електрични перформанси што треба да се следат за време на процесот на дизајнирање и даваат можност другите да ги разберат намерите на дизајнерот, така што овие правила може лесно да се применат на новите производствени процеси или да се променат според барањата за електрични перформанси. Идните мултиплексери, исто така, можат да ги знаат точните правила за дизајн и да прават промени со внесување нови барања за процесот, без да мора да погодуваат како се добиваат ширините на линиите.

Заклучок од оваа статија

Уредувачот на ограничувања на параметри го олеснува распоредот и рутирањето на ПХБ под мулти-димензионални ограничувања и за првпат овозможува софтверот за автоматско рутирање и правилата за дизајн целосно да се проверат според сложените електрични и процесни барања, наместо само да се потпираат на искуство или едноставни правила за дизајн од мала употреба. Резултатот е дизајн кој може да постигне еднократен успех, намалувајќи го, па дури и елиминирајќи дебагирање на прототипот.