Ta članek se osredotoča na PCB oblikovalci, ki uporabljajo IP in nadalje uporabljajo orodja za načrtovanje topologije in usmerjanje za podporo IP, hitro dokončajo celotno zasnovo tiskanega vezja. Kot lahko vidite na sliki 1, je odgovornost oblikovalca pridobiti IP z določitvijo majhnega števila potrebnih komponent in načrtovanjem kritičnih poti medsebojnega povezovanja med njimi. Ko je IP pridobljen, se lahko informacije o IP posredujejo oblikovalcem PCB, ki opravijo preostanek načrtovanja.

Kako lahko oblikovalci tiskanih vezij uporabijo orodja za načrtovanje topologije in ožičenje za hitro dokončanje načrtovanja tiskanih vezij

Slika 1: Inženirji oblikovanja dobijo IP, oblikovalci PCB -jev še naprej uporabljajo orodja za načrtovanje topologije in ožičenje za podporo IP, hitro dokončajo celotno zasnovo PCB -ja.

Namesto da bi morali iti skozi postopek interakcije in iteracije med oblikovalci in oblikovalci tiskanih vezij, da bi dobili pravi namen načrtovanja, inženirji že dobijo te informacije in rezultati so dokaj natančni, kar oblikovalcem PCB veliko pomaga. V mnogih modelih oblikovalci in oblikovalci tiskanih vezij izvajajo interaktivno postavitev in ožičenje, kar na obeh straneh porabi dragocen čas. Zgodovinsko gledano je interaktivnost nujna, vendar zamudna in neučinkovita. Začetni načrt, ki ga je zagotovil inženir oblikovanja, je lahko le ročna risba brez ustreznih komponent, širine vodila ali izhodnih znakov zatiča.

Medtem ko inženirji, ki uporabljajo tehnike načrtovanja topologije, lahko zajamejo postavitev in medsebojne povezave nekaterih komponent, ko se oblikovalci PCB vključijo v načrtovanje, lahko zasnova zahteva postavitev drugih komponent, zajemanje drugih IO in vodilnih struktur ter vse medsebojne povezave.

Oblikovalci tiskanih vezij morajo sprejeti načrtovanje topologije in sodelovati z določenimi in nezaloženimi komponentami, da dosežejo optimalno načrtovanje postavitve in interakcije ter tako izboljšajo učinkovitost načrtovanja tiskanih vezij.

Ko so določena kritična območja in območja z visoko gostoto ter pridobljeno načrtovanje topologije, se lahko postavitev zaključi pred končnim načrtovanjem topologije. Zato bodo nekatere poti topologije morda morale delovati z obstoječo postavitvijo. Čeprav so manj pomembne, jih je še vedno treba povezati. Tako je bil del načrtovanja ustvarjen okoli postavitve komponent. Poleg tega bo ta raven načrtovanja morda zahtevala več podrobnosti, da bodo drugi signali dobili potrebno prednost.

Podrobno načrtovanje topologije

Slika 2 prikazuje podrobno postavitev sestavnih delov po njihovi postavitvi. Vodilo ima skupaj 17 bitov in imajo precej dobro organiziran tok signala.

Kako lahko oblikovalci tiskanih vezij uporabijo orodja za načrtovanje topologije in ožičenje za hitro dokončanje načrtovanja tiskanih vezij

Slika 2: Omrežne proge za ta vodila so rezultat načrtovanja in postavitve topologije z višjo prioriteto.

Za načrtovanje tega vodila morajo oblikovalci tiskanih vezij upoštevati obstoječe ovire, pravila načrtovanja plasti in druge pomembne omejitve. Ob upoštevanju teh pogojev so preslikali topološko pot vodila, kot je prikazano na sliki 3.

Kako lahko oblikovalci tiskanih vezij uporabijo orodja za načrtovanje topologije in ožičenje za hitro dokončanje načrtovanja tiskanih vezij

Slika 3: Načrtovani avtobus.

Na sliki 3 podrobnost “1” postavlja sestavne zatiče na zgornji plasti “rdeče” za topološko pot, ki vodi od sestavnih zatičev do podrobnosti “2”. Nekapsulirano območje, uporabljeno za ta del, in samo prvi sloj je identificiran kot kabelski sloj. To se z vidika načrtovanja zdi očitno in algoritem usmerjanja bo uporabil topološko pot z zgornjo plastjo, povezano z rdečo. Vendar pa lahko nekatere ovire zagotovijo algoritem druge možnosti usmerjanja plasti, preden samodejno usmeri to vodilo.

Ker je vodilo na prvi plasti organizirano v tesne sledi, oblikovalec začne načrtovati prehod na tretjo plast pri podrobnosti 3, pri čemer upošteva razdaljo, ki jo vodilo prevozi po celotnem tiskanem vezju. Upoštevajte, da je ta topološka pot na tretji plasti širša od zgornje plasti zaradi dodatnega prostora, ki je potreben za prilagoditev impedance. Poleg tega zasnova določa natančno lokacijo (17 lukenj) za pretvorbo plasti.

Ker topološka pot sledi desnemu središčnemu delu slike 3 do podrobnosti »4«, je treba iz povezav topološke poti in posameznih sestavnih zatičev potegniti veliko enobitnih spojev v obliki črke T. Izbira oblikovalca tiskanega vezja je, da zadrži večino pretoka povezave na plasti 3 in skozi druge plasti za priključitev komponentnih zatičev. Tako so narisali območje topologije, ki označuje povezavo od glavnega svežnja do plasti 4 (rožnato), in dali so te enobitne kontakte v obliki črke T povezati s plastjo 2 in nato povezati z zatiči naprave z drugimi luknjami.

Topološke poti se nadaljujejo na ravni 3 do podrobnosti “5” za povezavo aktivnih naprav. Te povezave se nato povežejo z aktivnih zatičev na spustni upor pod aktivno napravo. Oblikovalec uporablja drugo področje topologije za regulacijo povezav od plasti 3 do plasti 1, kjer so sestavni zatiči razdeljeni na aktivne naprave in izvlečne upore.

Ta raven podrobnega načrtovanja je trajala približno 30 sekund. Ko je načrt zajet, bo oblikovalec tiskanih vezij morda želel takoj usmeriti ali ustvariti nadaljnje topološke načrte in nato dokončati vse topološke načrte z avtomatskim usmerjanjem. Manj kot 10 sekund od zaključka načrtovanja do rezultatov samodejnega ožičenja. Hitrost v resnici ni pomembna in pravzaprav je izguba časa, če se načrtovalčeve namere ne upoštevajo in je kakovost samodejnega ožičenja slaba. Naslednji diagrami prikazujejo rezultate samodejnega ožičenja.

Usmerjanje topologije

Začenši zgoraj levo, so vse žice iz sestavnih zatičev, ki jih je oblikovalka izrazila, na plasti 1 in stisnjene v tesno vodilo, kot je prikazano v podrobnostih “1” in “2” na sliki 4. Prehod med 1. in 3. stopnjo je podrobno opisan kot “3” in je v obliki zelo velike prostorne luknje. Tudi tu se upošteva impedančni faktor, zato so črte širše in bolj razmaknjene, kar predstavlja dejanska širinska pot.

Kako lahko oblikovalci tiskanih vezij uporabijo orodja za načrtovanje topologije in ožičenje za hitro dokončanje načrtovanja tiskanih vezij

Slika 4: Rezultati usmerjanja s topologijama 1 in 3.

Kot je podrobno prikazano “4” na sliki 5, se pot topologije poveča zaradi potrebe po uporabi lukenj za namestitev enobitnih stikov tipa T. Tu načrt spet odraža namero oblikovalca za te eno-bitne izmenjevalne točke tipa T, ožičenje od plasti 3 do plasti 4. Poleg tega je sled na tretjem sloju zelo tesen, čeprav se pri vstavitveni luknji nekoliko razširi, se po prehodu luknje kmalu spet zategne.

Kako lahko oblikovalci tiskanih vezij uporabijo orodja za načrtovanje topologije in ožičenje za hitro dokončanje načrtovanja tiskanih vezij

Slika 5: Rezultat usmerjanja s topologijo podrobnosti 4.

Slika 6 prikazuje rezultat samodejnega ožičenja na podrobnosti “5”. Povezave aktivnih naprav na plasti 3 zahtevajo pretvorbo v plast 1. Skozi luknje so lepo razporejene nad sestavnimi zatiči, žica plasti 1 pa je najprej priključena na aktivno komponento, nato pa na spustni upor plasti 1.

Kako lahko oblikovalci tiskanih vezij uporabijo orodja za načrtovanje topologije in ožičenje za hitro dokončanje načrtovanja tiskanih vezij

Slika 6: Rezultat usmerjanja s topologijo podrobnosti 5.

Sklep zgornjega primera je, da je 17 bitov podrobno razvrščenih v štiri različne vrste naprav, ki predstavljajo oblikovalčevo namero glede smeri plasti in poti, ki jih je mogoče zajeti v približno 30 sekundah. Nato lahko izvedete kakovostno avtomatsko ožičenje, potreben čas je približno 10 sekund.

S povečanjem ravni abstrakcije od ožičenja do načrtovanja topologije se skupni čas medsebojnega povezovanja močno skrajša, oblikovalci pa imajo resnično jasno razumevanje gostote in možnosti, da dokončajo načrtovanje pred začetkom medsebojnega povezovanja, na primer zakaj na tej točki ohraniti ožičenje. dizajn? Zakaj ne bi nadaljevali z načrtovanjem in dodali ožičenje zadaj? Kdaj bo načrtovana celotna topologija? Če upoštevamo zgornji primer, lahko abstrakcijo enega načrta uporabimo z drugim načrtom in ne s 17 ločenimi omrežji z mnogimi odseki linij in številnimi luknjami v vsakem omrežju, kar je koncept, ki je še posebej pomemben pri obravnavi naročila o inženirskih spremembah (ECO) .

Naročilo o tehničnih spremembah (ECO)

V naslednjem primeru je izhod pin FPGA nepopoln. Inženirji oblikovanja so oblikovalce tiskanih vezij obvestili o tem dejstvu, vendar morajo zaradi urnika načrtovanje čim bolj pospešiti, preden se izhod pin FPGA zaključi.

V primeru znanih izhodov pin, oblikovalec tiskanih vezij začne načrtovati prostor FPGA, hkrati pa mora oblikovalec razmisliti o vodih drugih naprav do FPGA. IO je bil načrtovan na desni strani FPGA, zdaj pa na levi strani FPGA, zaradi česar je izhod pin popolnoma drugačen od prvotnega načrta. Ker oblikovalci delajo na višji ravni abstrakcije, lahko te spremembe prilagodijo tako, da odstranijo stroške premikanja ožičenja po FPGA in ga zamenjajo s spremembami topološke poti.

Vendar pa niso prizadeti samo FPGas; Ti novi pin izhodi vplivajo tudi na kable, ki prihajajo iz povezanih naprav. Konec poti se prav tako premakne, da se prilagodi vhodni poti svinca, ki je ravno zaprta; V nasprotnem primeru bodo kabli z zvitimi pari zviti in izgubili dragocen prostor na tiskanem vezju z visoko gostoto. Zvijanje za te bitove zahteva dodaten prostor za ožičenje in perforacije, kar morda ne bo doseženo na koncu faze načrtovanja. Če bi bil urnik tesen, ne bi bilo mogoče prilagoditi vseh teh poti. Bistvo je, da načrtovanje topologije zagotavlja višjo raven abstrakcije, zato je izvajanje teh EKO veliko lažje.

Algoritem samodejnega usmerjanja, ki sledi načrtovalčevemu namenu, postavlja prednost kakovosti pred prednostjo količine. Če ugotovimo težavo s kakovostjo, je povsem pravilno, da pustimo, da povezava ne uspe, namesto da pride do slabe kakovosti ožičenja, iz dveh razlogov. Prvič, lažje je povezati neuspešno povezavo kot očistiti to ožičenje s slabimi rezultati in drugimi operacijami ožičenja, ki avtomatizirajo ožičenje. Drugič, izveden je namen oblikovalca, oblikovalec pa mora določiti kakovost povezave. Vendar so te ideje uporabne le, če so povezave neuspele napeljave razmeroma preproste in lokalizirane.

Dober primer je nezmožnost kabla, da doseže 100% načrtovane povezave. Namesto da žrtvujete kakovost, dovolite, da nekateri načrti ne uspejo, za seboj pa pustite nekaj nepovezanega ožičenja. Vse žice so speljane s topološkim načrtovanjem, ne vodijo pa vse do sestavnih zatičev. To zagotavlja, da obstaja prostor za neuspešne povezave, in zagotavlja relativno enostavno povezavo.

Povzetek tega članka

Načrtovanje topologije je orodje, ki deluje z digitalno signaliziranim postopkom načrtovanja tiskanih vezij in je lahko dostopno oblikovalskim inženirjem, ima pa tudi posebne prostorske, plastne in povezovalne zmogljivosti za kompleksna načrtovanja. Oblikovalci tiskanih vezij lahko uporabljajo orodje za načrtovanje topologije na začetku projektiranja ali potem, ko inženir projektiranja pridobi svoj IP, odvisno od tega, kdo to prilagodljivo orodje najbolje ustreza njihovemu oblikovalskemu okolju.

Topološki kabli preprosto sledijo načrtovalčevemu načrtu ali namenu, da zagotovijo kakovostne rezultate kablov. Načrtovanje topologije, ko se sooča z EKO, deluje veliko hitreje kot ločene povezave, kar omogoča, da kabel topologije hitreje sprejme EKO, kar zagotavlja hitre in natančne rezultate.