Өсөн нэмэгдэж буй нарийн төвөгтэй байдал ПХБ-ийн design considerations, such as clock, cross talk, impedance, detection, and manufacturing processes, often forces designers to repeat a lot of layout, verification, and maintenance work. Параметрийн хязгаарлалтын редактор нь эдгээр параметрүүдийг томъёогоор кодчилдог бөгөөд дизайнерууд дизайн, үйлдвэрлэлийн явцад заримдаа зөрчилддөг эдгээр параметрүүдийг илүү сайн шийдвэрлэхэд тусалдаг.

Сүүлийн жилүүдэд ПХБ -ийн зохион байгуулалт, чиглүүлэлтийн шаардлага улам бүр төвөгтэй болж, Мурын хуулиар заасны дагуу интеграл хэлхээнд байгаа транзисторын тоо нэмэгдэж, төхөөрөмжүүдийг хурдан, импульс бүрийг богиносгож, тээглүүрийн тоог нэмэгдүүлж байна. – ихэвчлэн 500-2,000. Энэ бүхэн нь ПХБ -ийг зохион бүтээхдээ нягтрал, цаг, хөндлөн гүйлтийн асуудлуудыг бий болгодог.

Хэдэн жилийн өмнө ихэнх PCBS нь эсэргүүцэл, урт, цэвэрлэгээний хязгаарлалт гэж тодорхойлогддог цөөн тооны “чухал” зангилаа (сүлжээ) -тэй байв. ПХБ-ийн дизайнерууд эдгээр чиглэлийг гараар чиглүүлж, дараа нь бүхэл бүтэн хэлхээний том хэмжээний чиглүүлэлтийг автоматжуулах програм хангамжийг ашигладаг. Өнөөгийн PCBS нь ихэвчлэн 5,000 ба түүнээс дээш зангилаатай байдаг бөгөөд тэдгээрийн 50 гаруй хувь нь маш чухал байдаг. Due to the time to market pressure, manual wiring is not possible at this point. Moreover, not only has the number of critical nodes increased, but the constraints on each node have also increased.

These constraints are mainly due to the correlation parameters and design requirements of more and more complex, for example, the two linear interval may depend on an and node voltage and circuit board materials are related functions, digital IC rise time decreases of high speed and low clock speed can influence the design, due to pulse faster and to establish and maintain a shorter time, In addition, as an important part of the total delay of high-speed circuit design, interconnect delay is also very important for low-speed design.

Хэрэв самбар илүү том байсан бол эдгээр асуудлуудын заримыг шийдвэрлэхэд илүү хялбар байх болно, гэхдээ чиг хандлага нь эсрэг чиглэлд байна. Харилцан холболтыг хойшлуулах, өндөр нягтралтай багцын шаардлагуудаас шалтгаалан хэлхээний самбар улам бүр жижиг болж байгаа тул өндөр нягтралтай хэлхээний дизайн гарч ирэх бөгөөд жижигрүүлэх дизайны дүрмийг дагаж мөрдөх ёстой. Reduced rise times combined with these miniaturized design rules make crosstalk noise an increasingly prominent problem, and ball grid arrays and other high-density packages themselves exacerbate crosstalk, switching noise, and ground bounce.

Байгаа тогтмол хязгаарлалтууд

Эдгээр асуудлыг шийдэх уламжлалт арга бол туршлага, анхдагч утга, тооны хүснэгт эсвэл тооцооллын аргаар цахилгаан болон технологийн шаардлагыг тогтоосон хязгаарлалтын параметр болгон хөрвүүлэх явдал юм. Жишээлбэл, хэлхээг зохион бүтээж буй инженер эхлээд эцсийн эсэргүүцлийн шаардлагыг үндэслэн хүссэн эсэргүүцлийг олж авахын тулд нэрлэсэн эсэргүүцлийг тодорхойлж, дараа нь нэрлэсэн шугамын өргөнийг “тооцоолж” эсвэл хөндлөнгийн оролцоог шалгахын тулд тооцоолох хүснэгт эсвэл арифметик програмыг ашиглаж болно. уртын хязгаарлалтыг арилгах.

This approach typically requires a set of empirical data to be designed as a basic guideline for PCB designers so that they can leverage this data when designing with automatic layout and routing tools. Энэхүү хандлагын гол асуудал бол эмпирик өгөгдөл нь ерөнхий зарчим бөгөөд ихэнхдээ үнэн зөв байдаг боловч заримдаа ажиллахгүй эсвэл буруу үр дүнд хүргэдэг.

Энэ аргын үүсгэж болох алдааг харахын тулд дээрх эсэргүүцлийг тодорхойлох жишээг ашиглая. Эсэргүүцэлтэй холбоотой хүчин зүйлүүд нь хавтангийн материалын диэлектрик шинж чанар, зэс тугалган цаасны өндөр, давхаргууд ба газар/цахилгаан давхаргын хоорондох зай, шугамын өргөн зэрэг орно. Эхний гурван параметрийг ихэвчлэн үйлдвэрлэлийн процессоор тодорхойлдог тул дизайнерууд эсэргүүцлийг хянахын тулд ихэвчлэн шугамын өргөнийг ашигладаг. Since the distance from each line layer to the ground or power layer is different, it is clearly a mistake to use the same empirical data for each layer. This is compounded by the fact that the manufacturing process or circuit board characteristics used during development can change at any time.

Ихэнх тохиолдолд эдгээр асуудлуудыг прототип үйлдвэрлэх үе шатанд ил гаргадаг бөгөөд ерөнхийдөө хэлхээний самбарыг засах эсвэл самбарын дизайныг дахин боловсруулах замаар асуудлыг олж мэдэх шаардлагатай байдаг. Үүнийг хийх өртөг өндөр бөгөөд засвар нь ихэвчлэн дибаг хийх шаардлагатай нэмэлт асуудлуудыг үүсгэдэг бөгөөд зах зээлд гарах хугацаа хойшлогдсоны улмаас орлого алдах нь дибаг хийх зардлаас хамаагүй их байдаг.Almost every electronics manufacturer faces this problem, which ultimately boils down to the inability of traditional PCB design software to keep up with the realities of current electrical performance requirements. It is not as simple as empirical data on mechanical design.

ПХБ -ийн дизайныг хязгаарлахад юу ашиглаж болох вэ?

Шийдэл: Хязгаарлалтыг параметрчлэх

Одоогийн байдлаар дизайны програм хангамжийн үйлдвэрлэгчид хязгаарлалтын параметрүүдийг нэмж энэ асуудлыг шийдэхийг оролдож байна. Энэхүү аргын хамгийн дэвшилтэт тал бол янз бүрийн дотоод цахилгаан шинж чанарыг бүрэн тусгасан механик үзүүлэлтүүдийг тодорхойлох чадвар юм. Эдгээрийг ПХБ -ийн загварт оруулсны дараа дизайны програм хангамж нь энэхүү мэдээллийг ашиглан автомат зохион байгуулалт, чиглүүлэлтийн хэрэгслийг хянах боломжтой болно.

When the subsequent production process changes, there is no need to redesign. The designers simply update the process characteristic parameters, and the relevant constraints can be changed automatically. Дараа нь дизайнер DRC (Design Rule Check) ажиллуулж, шинэ процесс нь бусад дизайны дүрмийг зөрчсөн эсэхийг тодорхойлж, бүх алдааг засахын тулд дизайны ямар талыг өөрчлөх ёстойг олж мэдэх боломжтой болно.

Хязгаарлалтыг тогтмол, янз бүрийн операторууд, векторууд болон бусад дизайны хязгаарлалтууд гэх мэт математик илэрхийлэл хэлбэрээр оруулж болох бөгөөд ингэснээр дизайнеруудад дүрмээр удирдуулсан системээр хангадаг. Constraints can even be entered as look-up tables, stored in a design file on a PCB or schematic. ПХБ -ийн утас, зэс тугалган талбайн байршил, зохион байгуулалтын хэрэгслүүд нь эдгээр нөхцлөөс үүдэлтэй хязгаарлалтыг дагаж мөрддөг бөгөөд DRC нь бүхэл бүтэн загвар нь шугамын өргөн, зай, талбай, өндрийн хязгаарлалт гэх мэт орон зайн шаардлага зэрэг эдгээр хязгаарлалттай нийцэж байгааг баталгаажуулдаг.

Шаталсан менежмент

Параметрчилсэн хязгаарлалтын гол давуу талуудын нэг бол тэдгээрийг ангилах явдал юм. Жишээлбэл, дэлхийн шугамын өргөний дүрмийг бүхэл бүтэн загварт дизайны хязгаарлалт болгон ашиглаж болно. Мэдээжийн хэрэг, зарим бүс нутаг эсвэл зангилаа нь энэ зарчмыг хуулбарлаж чадахгүй тул дээд түвшний хязгаарлалтыг тойрч, шаталсан дизайны доод түвшний хязгаарлалтыг баталж болно. ACCEL Technologies -ийн хязгаарлалт засварлагч Parametric Constraint Solver нь нийт 7 түвшинг өгдөг.

1. Өөр ямар ч хязгаарлалтгүй бүх обьектод зориулсан хязгаарлалт хийх.

2. Тодорхой түвшний объектуудад хэрэглэгддэг шаталсан хязгаарлалт.

3. Зангилааны хэлбэрийн хязгаарлалт нь тодорхой төрлийн бүх зангилаанд хамаарна.

4. Node constraint: applies to a node.

5. Анги хоорондын хязгаарлалт: хоёр ангийн зангилааны хоорондох хязгаарлалтыг заана.

6. Spatial constraint, applied to all devices in a space.

7. Төхөөрөмжийн хязгаарлалт, нэг төхөөрөмжид ашиглагддаг.

Програм хангамж нь тус тусдаа төхөөрөмжөөс дизайны дүрмүүд хүртэлх дизайны янз бүрийн хязгаарлалтыг дагаж мөрддөг бөгөөд эдгээр дүрмийн хэрэглээний дарааллыг графикаар дизайнд харуулдаг.

Example 1: Line width = F (impedance, layer spacing, dielectric constant, copper foil height). Параметрчилсэн хязгаарлалтыг эсэргүүцлийг хянахын тулд дизайны дүрэм болгон ашиглаж болох жишээ энд байна. Дээр дурдсанчлан импеданс нь диэлектрик тогтмол, хамгийн ойрын шугамын давхарга хүртэлх зай, зэс утасны өргөн ба өндрийн функц юм. Дизайн хийхэд шаардагдах эсэргүүцлийг тодорхойлсон тул эсэргүүцлийн томъёог дахин бичихийн тулд эдгээр дөрвөн параметрийг зохих хувьсагч болгон дур мэдэн авч болно. Ихэнх тохиолдолд дизайнерууд зөвхөн шугамын өргөнийг хянах боломжтой байдаг.

Because of this, the constraints on line width are functions of impedance, dielectric constant, distance to the nearest line layer, and height of the copper foil. Хэрэв томъёог шаталсан хязгаарлалт, үйлдвэрлэлийн процессын параметрүүдийг дизайны түвшний хязгаарлалт гэж тодорхойлсон бол програм хангамж нь шугамын өргөн өөрчлөгдөхөд нөхөхийн тулд шугамын өргөнийг автоматаар тохируулна. Үүний нэгэн адил, хэрэв төлөвлөсөн хэлхээний самбарыг өөр аргаар үйлдвэрлэж, зэс тугалган цаасны өндрийг өөрчилвөл зэс тугалган цаасны өндрийн параметрүүдийг өөрчлөх замаар дизайны түвшний холбогдох дүрмийг автоматаар дахин тооцоолох боломжтой болно.

Example 2: Device interval = Max (default interval, F (device height, detection Angle).Параметрийн хязгаарлалт, дизайны дүрмийг шалгах хоёрын аль алиных нь давуу тал нь дизайны өөрчлөлт гарсан тохиолдолд параметрт суурилсан арга нь зөөврийн бөгөөд хяналт тавьдаг явдал юм. This example shows how device spacing can be determined by process characteristics and test requirements. The formula above shows that device spacing is a function of device height and detection Angle.

Илрүүлэх өнцөг нь бүхэл бүтэн самбарын хувьд тогтмол байдаг тул дизайны түвшинд тодорхойлж болно. Өөр машин дээр шалгахдаа дизайны түвшинд шинэ утгыг оруулснаар дизайныг бүхэлд нь шинэчилж болно. Машины гүйцэтгэлийн шинэ параметрүүдийг оруулсны дараа зохион бүтээгч нь DRC -ийг ажиллуулснаар төхөөрөмжийн хоорондын зай шинэ зайны утгатай зөрчилдөж байгаа эсэхийг шалгах боломжтой бөгөөд энэ нь дүн шинжилгээ хийх, засах, дараа нь хатуу тооцоолол хийхээс хамаагүй хялбар юм. зай хоорондын шинэ шаардлагад.

ПХБ -ийн дизайныг хязгаарлахад юу ашиглаж болох вэ?

Жишээ 3: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зохион байгуулалт,Загварын объект, хязгаарлалтыг зохион байгуулахаас гадна дизайны дүрмийг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зохион байгуулалтад ашиглаж болно, өөрөөр хэлбэл төхөөрөмжүүдийг хаана байрлуулахыг хязгаарлалтад үндэслэн алдаа гаргахгүйгээр илрүүлж болно. Зураг 1 -д онцолсон нь физик хязгаарлалт (хавтан хоорондын зай ба төхөөрөмж хоорондын зай гэх мэт) төхөөрөмжүүдийн байршлын талбар, 2 -р зурагт онцлох зүйл бол шугамын хамгийн их урт гэх мэт цахилгаан хязгаарлагдмал төхөөрөмж байрлуулах хэсгүүдийг хангах явдал юм. орон зайн хязгаарлалтын талбай, эцэст нь, зураг 3 бол зургийн эхний гурван хэсгийн огтлолцол, энэ бол үр дүнтэй талбайн зохион байгуулалт юм. Devices placed in this region can satisfy all constraints.

ПХБ -ийн дизайныг хязгаарлахад юу ашиглаж болох вэ?

Үнэн хэрэгтээ хязгаарлалтыг модуль хэлбэрээр бий болгох нь тэдний засвар үйлчилгээ, дахин ашиглах чадварыг ихээхэн сайжруулж чадна. New expressions can be generated by referring to the constraint parameters of different layers in the previous stage, for example, the line width of the top layer depends on the distance of the top layer and the height of the copper wire, and the variables Temp and Diel_Const in the design level. Note that design rules are displayed in descending order, and changing a higher-level constraint immediately affects all expressions that refer to that constraint.

ПХБ -ийн дизайныг хязгаарлахад юу ашиглаж болох вэ?

Дизайныг дахин ашиглах, баримтжуулах

Parametric constraints, not only can significantly improve the initial design process, and reuse of engineering change and design more useful, the constraint can be used as part of the design, system and documents, if not only in engineer or designer’s mind, so when they turn to other projects may be slowly forget. Хязгаарлалтын баримт бичиг нь дизайны явцад дагаж мөрдөх цахилгаан гүйцэтгэлийн дүрмийг баримтжуулж, дизайнерын санааг бусад хүмүүст ойлгох боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр эдгээр дүрмийг үйлдвэрлэлийн шинэ процесст хялбархан ашиглах эсвэл цахилгааны гүйцэтгэлийн шаардлагын дагуу өөрчлөх боломжтой болно. Future multiplexers can also know the exact design rules and make changes by entering new process requirements without having to guess how line widths were obtained.

This article conclusion

Параметр хязгаарлалтын редактор нь ПХБ-ийн зохион байгуулалт, олон хэмжээст хязгаарлалтын дагуу чиглүүлэлтийг хөнгөвчилдөг бөгөөд зөвхөн туршлага эсвэл дизайны энгийн дүрмүүдэд найдахаас илүүтэйгээр автоматаар чиглүүлэлтийн програм хангамж, дизайны дүрмийг цахилгаан, процессын нарийн төвөгтэй шаардлагуудтай бүрэн шалгах боломжийг олгодог. ашиг багатай. The result is a design that can achieve a one-time success, reducing or even eliminating prototype debugging.