Како дизајнери ПЦБ -а могу користити алате за планирање топологије и ожичење за брзо довршавање дизајна ПЦБ -а?

Овај рад се фокусира на ПЦБ- дизајнери који користе ИП и даље користе алате за планирање и усмјеравање топологије за подршку ИП -а, брзо довршавају читав дизајн ПЦБ -а. Као што видите са слике 1, одговорност пројектанта је да добије ИП постављањем малог броја неопходних компоненти и планирањем критичних путева међусобног повезивања. Када се добије ИП, информације о ИП -у могу се доставити дизајнерима ПЦБ -а који раде на остатку дизајна.

Како дизајнери ПЦБ -а могу користити алате за планирање топологије и ожичење како би брзо довршили дизајн ПЦБ -а

Слика 1: Дизајнери дизајна добијају ИП, дизајнери ПЦБ -а даље користе алате за планирање топологије и ожичење за подршку ИП -у, брзо довршавају читав дизајн ПЦБ -а.

Уместо да морају да прођу кроз процес интеракције и итерације између инжењера дизајна и дизајнера ПЦБ -а да би добили исправну намеру дизајна, инжењери дизајнера већ добијају ове информације и резултати су прилично тачни, што дизајнерима ПЦБ -а много помаже. У многим дизајнима, инжењери дизајнера и дизајнери ПЦБ -а раде интерактивни распоред и ожичење, што одузима драгоцено време са обе стране. Историјски гледано, интерактивност је неопходна, али дуготрајна и неефикасна. Иницијални план који је обезбедио инжењер пројекта може бити само ручни цртеж без одговарајућих компоненти, ширине магистрале или излазних знакова пинова.

Док инжењери који користе технике планирања топологије могу ухватити распоред и међусобне везе неких компоненти док се дизајнери ПЦБ -а укључују у дизајн, дизајн може захтијевати распоред других компоненти, снимање других ИО и сабирничких структура и све међусобне везе.

Дизајнери ПЦБ -а морају усвојити планирање топологије и ступити у интеракцију са постављеним и неположеним компонентама како би постигли оптималан распоред и планирање интеракције, чиме се побољшава ефикасност пројектовања ПЦБ -а.

Након постављања критичних подручја и подручја велике густине и добијања планирања топологије, распоред се може завршити прије коначног планирања топологије. Због тога ће неке путање топологије можда морати да раде са постојећим распоредом. Иако су нижег приоритета, ипак их је потребно повезати. Тако је део планирања генерисан око распореда компоненти. Осим тога, за овај ниво планирања може бити потребно више детаља како би се осталим сигналима дао неопходан приоритет.

Детаљно планирање топологије

Слика 2 приказује детаљан распоред компоненти након њиховог постављања. Сабирница има укупно 17 битова и имају прилично добро организован проток сигнала.

Слика 2: Мрежне линије за ове магистрале су резултат планирања и распореда топологије са већим приоритетом.

Да би планирали ову магистралу, дизајнери ПЦБ -а морају узети у обзир постојеће препреке, правила дизајна слојева и друга важна ограничења. Имајући у виду ове услове, они су зацртали путању топологије за магистралу као што је приказано на слици 3.

Слика 3: Планирани аутобус.

На слици 3, детаљ „1“ поставља саставне пинове на горњем слоју „црвене“ за тополошку путању која води од компонентних пинова до детаља „2“. Некапсулирано подручје које се користи за овај део, а само први слој је идентификован као слој кабла. Ово изгледа очигледно са тачке гледишта дизајна, а алгоритам за усмеравање ће користити тополошку путању са горњим слојем повезаним са црвеном бојом. Међутим, неке препреке могу пружити алгоритму друге опције усмеравања слојева пре аутоматског усмеравања ове магистрале.

Како је магистрала организована у чврсте трагове на првом слоју, дизајнер почиње да планира прелазак на трећи слој на детаљу 3, узимајући у обзир удаљеност коју аутобус пређе преко целе ПЦБ. Имајте на уму да је ова тополошка путања на трећем слоју шира од горњег слоја због додатног простора потребног за прилагођавање импедансе. Осим тога, дизајн наводи тачну локацију (17 рупа) за конверзију слојева.

Како тополошка путања прати десни средишњи део слике 3 до детаља „4“, многе једнобитне спојеве у облику слова Т треба извући из веза тополошке стазе и појединачних компонентних пинова. Избор дизајнера ПЦБ -а је да задржи већину тока везе на слоју 3 и до других слојева за повезивање пинова компоненти. Тако су нацртали област топологије која означава везу од главног снопа до слоја 4 (ружичаста), и навели су ове једнобитне контакте у облику слова Т да се повежу са слојем 2, а затим се повежу са пиновима уређаја помоћу других пролазних рупа.

Тополошке путање настављају се на нивоу 3 до детаља „5“ за повезивање активних уређаја. Ове везе се затим повезују са активних пинова на падајући отпорник испод активног уређаја. Дизајнер користи још једно подручје топологије за регулисање веза од слоја 3 до слоја 1, где су пинови компоненти подељени на активне уређаје и падајуће отпорнике.

Овај ниво детаљног планирања трајао је око 30 секунди. Када се овај план ухвати, дизајнер ПЦБ -а ће можда хтјети одмах усмјерити или креирати даље планове топологије, а затим комплетирати све планове топологије аутоматским усмјеравањем. Мање од 10 секунди од завршетка планирања до резултата аутоматског ожичења. Брзина заправо није битна, а заправо је губљење времена ако се занемаре намјере дизајнера, а квалитет аутоматског ожичења је лош. Следећи дијаграми приказују резултате аутоматског ожичења.

Топологи Роутинг

Почевши од горњег лијевог угла, све жице са компонентних пинова налазе се на слоју 1, како је то изразио дизајнер, и компримиране у чврсту сабирничку структуру, као што је приказано у детаљима “1” и “2” на слици 4. Прелаз између нивоа 1 и нивоа 3 одвија се детаљно „3“ и има облик врло велике просторне рупе. Поново се узима у обзир фактор импедансе, па су линије шире и размаканије, што је представљено стварном ширином путање.

Слика 4: Резултати усмеравања помоћу топологија 1 и 3.

Као што је детаљно приказано „4“ на слици 5, путања топологије постаје већа због потребе коришћења рупа за смештај једнобитних спојева Т-типа. Овде план поново одражава намеру дизајнера за ове једнобитне тачке размене Т-типа, ожичење од слоја 3 до слоја 4. Осим тога, траг на трећем слоју је веома чврст, иако се мало шири на отвору за уметање, ускоро се поново затеже након што је прошао рупу.

Слика 5: Резултат рутирања са топологијом детаља 4.

Слика 6 приказује резултат аутоматског ожичења на детаљу „5“. Активне везе уређаја на слоју 3 захтевају конверзију у слој 1. Пролазне рупе су уредно постављене изнад компонентних пинова, а жица слоја 1 је прво спојена на активну компоненту, а затим на отпорник за спуштање 1.

Слика 6: Резултат рутирања са топологијом детаља 5.

Закључак горњег примера је да је 17 битова детаљно приказано у четири различите врсте уређаја, представљајући намеру дизајнера за слој и смер путање, која се може ухватити за око 30 секунди. Тада се може извршити висококвалитетно аутоматско ожичење, потребно вријеме је око 10 секунди.

Подизањем нивоа апстракције од планирања ожичења до планирања топологије, укупно време повезивања се у великој мери смањује, а дизајнери имају заиста јасно разумевање густине и потенцијала да заврше пројектовање пре него што повезивање почне, на пример зашто задржати ожичење у овом тренутку Дизајн? Зашто не бисте наставили са планирањем и додали ожичење позади? Када ће бити планирана потпуна топологија? Ако се узме у обзир горњи пример, апстракција једног плана може се користити са другим планом, а не са 17 засебних мрежа са много сегмената линија и много рупа у свакој мрежи, концепт који је посебно важан приликом разматрања налога за инжењерске промене (ЕЦО) .

Наредба о техничким променама (ЕЦО)

У следећем примеру, пин излаз ФПГА је непотпун. Инжењери дизајна су обавестили дизајнере штампаних плоча о овој чињеници, али из разлога распореда, морају да унапреде дизајн што је више могуће пре него што се заврши излаз ФПГА пина.

У случају познатог пин излаза, дизајнер ПЦБ -а почиње планирати ФПГА простор, а истовремено, дизајнер би требао размотрити водиче од других уређаја до ФПГА. Планирано је да ИО буде на десној страни ФПГА -е, али сада је на левој страни ФПГА -е, што доводи до тога да се пин излаз потпуно разликује од првобитног плана. Будући да дизајнери раде на вишем нивоу апстракције, они могу прилагодити ове промене уклањањем режијских трошкова премештања свих ожичења око ФПГА -е и заменом са модификацијама путање топологије.

Међутим, нису погођени само ФПГас; Ови нови пин излази такође утичу на проводнике који излазе из повезаних уређаја. Крај стазе се такође помера како би се прилагодила равна улазна путања електроде; У супротном, каблови са упреденим парицама ће бити увијени, трошећи драгоцени простор на ПЦБ велике густине. Увијање за ове делове захтева додатни простор за ожичење и перфорације, што можда неће бити испуњено на крају фазе пројектовања. Да је распоред густ, било би немогуће направити таква прилагођавања на свим овим рутама. Поента је да планирање топологије пружа виши ниво апстракције, па је примена ових ЕКО -а много лакша.

Алгоритам аутоматског усмеравања који следи намеру дизајнера поставља приоритет квалитета над приоритетом количине. Ако се идентифицира проблем квалитете, сасвим је исправно допустити да веза не успије, него произвести ожичење лошег квалитета, из два разлога. Прво, лакше је повезати неуспелу везу него очистити ово ожичење са лошим резултатима и другим операцијама ожичења које аутоматизују ожичење. Друго, остварује се намера дизајнера и препушта дизајнеру да утврди квалитет везе. Међутим, ове идеје су корисне само ако су везе неуспелог ожичења релативно једноставне и локализоване.

Добар пример је немогућност кабла да оствари 100% планиране везе. Уместо да жртвујете квалитет, дозволите да неко планирање не успе, остављајући за собом неко неповезано ожичење. Све жице се проводе планирањем топологије, али не воде све до компонентних пинова. Ово осигурава да постоји простор за неуспешне везе и пружа релативно лаку везу.

Резиме овог чланка

Планирање топологије је алат који ради са процесом пројектовања дигитално сигнализоване штампане плоче и лако је доступан инжењерима дизајна, али такође има и посебне просторне, слојевите и могућности протока везе за сложена разматрања планирања. Дизајнери ПЦБ -а могу користити алатку за планирање топологије на почетку дизајна или након што инжењер дизајна добије њихову ИП, у зависности од тога ко користи овај флексибилни алат како би најбоље одговарао њиховом дизајнерском окружењу.

Тополошки каблови једноставно следе дизајнерски план или намеру да обезбеде висококвалитетне резултате каблирања. Планирање топологије, када се суочи са ЕЦО -ом, ради много брже од одвојених веза, што омогућава кабловској кабловској топологији да брже усвоји ЕЦО, пружајући брзе и тачне резултате.