Ang pagtaas ng pagiging kumplikado ng PCB mga pagsasaalang-alang sa disenyo, tulad ng orasan, cross talk, impedance, detection, at proseso ng pagmamanupaktura, madalas na pinipilit ang mga taga-disenyo na ulitin ang maraming layout, pag-verify, at pagpapanatili ng trabaho. Ang codric editor ng hadlang ay nagkakabit ng mga parameter na ito sa mga formula upang matulungan ang mga tagadisenyo na mas mahusay na harapin ang mga paminsan-minsang magkasalungat na parameter sa panahon ng disenyo at produksyon.

Sa mga nagdaang taon, ang mga kinakailangan sa layout ng PCB at pagruruta ay naging mas kumplikado, at ang bilang ng mga transistors sa integrated circuit ay tumaas ayon sa hinulaang ng Batas ni Moore, na ginagawang mas mabilis ang mga aparato at ang bawat pulso ay mas maikli sa pagtaas ng oras, pati na rin ang pagtaas ng bilang ng mga pin – madalas 500 hanggang 2,000. Ang lahat ng ito ay lumilikha ng mga problema sa density, orasan, at crosstalk kapag nagdidisenyo ng isang PCB.

Ilang taon na ang nakakalipas, ang karamihan sa PCBS ay may lamang isang maliit na “kritikal” na mga node (Nets), karaniwang tinukoy bilang mga hadlang sa impedance, haba, at clearance. Ang mga tagadisenyo ng PCB ay manu-manong mag-ruta sa mga rutang ito at pagkatapos ay gagamit ng software upang i-automate ang malakihang pagruruta ng buong circuit. Ang PCBS ngayon ay madalas na mayroong 5,000 o higit pang mga node, higit sa 50% na kritikal. Dahil sa oras ng presyon sa merkado, ang manu-manong mga kable ay hindi posible sa puntong ito. Bukod dito, hindi lamang nadagdagan ang bilang ng mga kritikal na node, ngunit ang mga hadlang sa bawat node ay tumaas din.

Ang mga paghihigpit na ito ay higit sa lahat dahil sa mga parameter ng ugnayan at mga kinakailangan sa disenyo ng higit pa at mas kumplikado, halimbawa, ang dalawang agwat ng agwat ay maaaring depende sa isang at node boltahe at mga circuit board na materyales ay may kaugnayan sa mga pag-andar, bumababa ang oras ng pagtaas ng digital IC ng mataas na bilis at mababa ang bilis ng orasan ay maaaring maka-impluwensya sa disenyo, dahil sa mabilis na pulso at upang maitaguyod at mapanatili ang isang mas maikling oras, Bilang karagdagan, bilang isang mahalagang bahagi ng kabuuang pagkaantala ng mataas na bilis na disenyo ng circuit, ang pagkaantala ng pagkakabit ay napakahalaga rin para sa disenyo ng mababang bilis.

Ang ilan sa mga problemang ito ay magiging madali upang malutas kung ang mga board ay mas malaki, ngunit ang takbo ay nasa kabaligtaran na direksyon. Dahil sa mga kinakailangan ng pagkaantala ng magkakaugnay at mataas na density na pakete, ang circuit board ay nagiging mas maliit at mas maliit, kaya’t lumitaw ang disenyo ng mataas na density ng circuit, at dapat sundin ang mga patakaran sa disenyo ng miniaturization. Ang pinababang oras ng pagtaas ay sinamahan ng mga miniaturized na patakaran sa disenyo na ito ay gumagawa ng ingay ng crosstalk na isang lalong kilalang problema, at ang mga ball grid array at iba pang mga high-density na pakete na mismo ang nagpapalala sa crosstalk, ingay sa paglipat, at ground bounce.

Naayos ang mga hadlang na mayroon

Ang tradisyunal na diskarte sa mga problemang ito ay upang isalin ang mga kinakailangan sa kuryente at proseso sa mga nakapirming mga parameter ng hadlang sa pamamagitan ng karanasan, mga default na halaga, mga talahanayan ng numero, o mga pamamaraan ng pagkalkula. Halimbawa, ang isang inhinyero na nagdidisenyo ng isang circuit ay maaaring unang matukoy ang isang naka-rate na impedance at pagkatapos ay “tantyahin” ang isang rate na may lapad na linya upang makamit ang nais na impedance batay sa pangwakas na kinakailangan ng proseso, o gumamit ng isang talahanayan ng pagkalkula o programa ng aritmetika upang subukan ang pagkagambala at pagkatapos ay gumana ang haba ng mga hadlang.

Karaniwang nangangailangan ang pamamaraang ito ng isang hanay ng data ng empirical na idinisenyo bilang isang pangunahing patnubay para sa mga tagadisenyo ng PCB upang mapakinabangan nila ang data na ito kapag nagdidisenyo gamit ang awtomatikong layout at mga tool sa pagruruta. Ang problema sa pamamaraang ito ay ang empirical data ay isang pangkalahatang prinsipyo, at sa karamihan ng mga oras na tama ang mga ito, ngunit kung minsan ay hindi sila gumagana o humantong sa maling resulta.

Gumamit tayo ng halimbawa ng pagtukoy ng impedance sa itaas upang makita ang error na maaaring sanhi ng pamamaraang ito. Ang mga kadahilanan na nauugnay sa impedance ay kasama ang mga dielectric na katangian ng materyal na board, ang taas ng tanso foil, ang distansya sa pagitan ng mga layer at ng ground / power layer, at ng lapad ng linya. Dahil ang unang tatlong mga parameter ay pangkalahatang natutukoy ng proseso ng produksyon, karaniwang ginagamit ng mga taga-disenyo ang lapad ng linya upang makontrol ang impedance. Dahil ang distansya mula sa bawat layer ng linya sa lupa o layer ng kuryente ay magkakaiba, malinaw na isang pagkakamali na gamitin ang parehong data na empirical para sa bawat layer. Ito ay pinagsama ng katotohanan na ang proseso ng pagmamanupaktura o mga katangian ng circuit board na ginamit sa panahon ng pag-unlad ay maaaring magbago sa anumang oras.

Karamihan sa mga oras na ang mga problemang ito ay malantad sa yugto ng paggawa ng prototype, ang pangkalahatan ay upang malaman ang problema sa pamamagitan ng pag-aayos ng circuit board o muling idisenyo upang malutas ang disenyo ng board. Ang gastos sa paggawa nito ay mataas, at ang mga pag-aayos ay madalas na lumilikha ng mga karagdagang problema na nangangailangan ng karagdagang pag-debug, at ang pagkawala ng kita dahil sa naantala na oras sa merkado na lumampas sa gastos ng pag-debug.Halos lahat ng tagagawa ng electronics ay nahaharap sa problemang ito, na sa huli ay kumukulo sa kawalan ng kakayahan ng tradisyunal na software ng disenyo ng PCB upang makasabay sa mga katotohanan ng kasalukuyang mga kinakailangan sa pagganap ng elektrisidad. Hindi ito kasing simple ng empirical data sa disenyo ng makina.

Ano ang maaaring magamit upang mapigilan ang disenyo ng PCB?

Solusyon: Mga hadlang sa parameterize

Sa kasalukuyan, sinusubukan ng mga vendor ng software na malutas ang problemang ito sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga parameter sa mga hadlang. Ang pinaka-advanced na aspeto ng diskarte na ito ay ang kakayahang tukuyin ang mga pagtutukoy ng mekanikal na ganap na sumasalamin ng iba’t ibang mga panloob na katangian ng elektrisidad. Kapag ang mga ito ay naisama sa disenyo ng PCB, maaaring magamit ng disenyo ng software ang impormasyong ito upang makontrol ang awtomatikong layout at tool sa pagruruta.

Kapag nagbago ang kasunod na proseso ng produksyon, hindi na kailangang muling idisenyo. Ina-update lamang ng mga taga-disenyo ang mga parameter ng katangian ng proseso, at ang mga nauugnay na hadlang ay maaaring awtomatikong mabago. Maaari nang patakbuhin ng taga-disenyo ang DRC (Disenyo ng Rule ng Disenyo) upang matukoy kung ang bagong proseso ay lumalabag sa anumang iba pang mga patakaran sa disenyo at upang malaman kung anong mga aspeto ng disenyo ang dapat palitan upang maitama ang lahat ng mga pagkakamali.

Ang mga hadlang ay maaaring mai-input sa anyo ng mga expression ng matematika, kabilang ang mga pare-pareho, iba’t ibang mga operator, vector, at iba pang mga hadlang sa disenyo, na nagbibigay sa mga taga-disenyo ng isang may parameter na sistema na hinihimok ng panuntunan. Ang mga hadlang ay maaari ring ipasok bilang mga talahanayan ng pagtingin, na nakaimbak sa isang file ng disenyo sa isang PCB o eskematiko. Ang mga kable ng PCB, lokasyon ng lugar ng tanso foil, at mga tool sa layout ay sumusunod sa mga hadlang na nabuo ng mga kundisyong ito, at napatunayan ng DRC na ang buong disenyo ay sumusunod sa mga hadlang na ito, kabilang ang lapad ng linya, spacing, at mga kinakailangan sa puwang tulad ng mga paghihigpit sa lugar at taas.

Hierarchical na pamamahala

Ang isa sa mga pangunahing pakinabang ng mga hadlang sa parameterized ay maaari silang ma-marka. Halimbawa, ang panuntunan sa lapad na linya ng pandaigdigang maaaring magamit bilang isang hadlang sa disenyo sa buong disenyo. Siyempre, ang ilang mga rehiyon o node ay hindi maaaring kopyahin ang prinsipyong ito, kaya maaaring mapalampas ang mas mataas na antas na pagpigil at ang mas mababang antas ng pagpigil sa hierarchical na disenyo ay maaaring gamitin. Ang Parametric Constraint Solver, Isang Constraint editor mula sa ACCEL Technologies, ay binigyan ng isang kabuuang 7 mga antas:

1. Mga hadlang sa disenyo para sa lahat ng mga bagay na walang iba pang mga hadlang.

2. Mga hadlang ng hirarkiya, inilapat sa mga bagay sa isang tiyak na antas.

3. Ang pagpigil sa uri ng node ay nalalapat sa lahat ng mga node ng isang tiyak na uri.

4. Pagpipigil sa node: nalalapat sa isang node.

5. Pagpipilit sa pagitan ng klase: ipinapahiwatig ang hadlang sa pagitan ng mga node ng dalawang klase.

6. Spraal hadlang, inilapat sa lahat ng mga aparato sa isang puwang.

7. Mga hadlang sa aparato, inilapat sa isang solong aparato.

Sinusundan ng software ang iba’t ibang mga hadlang sa disenyo mula sa mga indibidwal na aparato hanggang sa buong mga patakaran sa disenyo, at ipinapakita ang pagkakasunud-sunod ng aplikasyon ng mga patakarang ito sa disenyo sa pamamagitan ng mga graphic.

Halimbawa 1: Lapad ng linya = F (impedance, layer spacing, pare-pareho ng dielectric, taas ng tanso foil). Narito ang isang halimbawa kung paano magagamit ang mga hadlang sa parameterized bilang mga patakaran sa disenyo upang makontrol ang impedance. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang impedance ay isang pagpapaandar ng dielectric pare-pareho, distansya sa pinakamalapit na layer ng linya, lapad at taas ng tanso na kawad. Dahil ang impedance na kinakailangan ng disenyo ay natutukoy, ang apat na mga parameter na ito ay maaaring arbitraryong kinuha bilang may-katuturang mga variable upang muling isulat ang impedance formula. Sa karamihan ng mga kaso, makokontrol lamang ng mga taga-disenyo ang lapad ng linya.

Dahil dito, ang mga hadlang sa lapad ng linya ay mga pagpapaandar ng impedance, pare-pareho ang dielectric, distansya sa pinakamalapit na layer ng linya, at taas ng tanso foil. Kung ang formula ay tinukoy bilang isang hierarchical hadlang at ang mga parameter ng proseso ng pagmamanupaktura bilang isang hadlang sa antas ng disenyo, awtomatikong aayusin ng software ang lapad ng linya upang mabayaran kapag nagbago ang idinisenyo na layer ng linya. Katulad nito, kung ang dinisenyo circuit board ay ginawa sa isang iba’t ibang mga proseso at ang taas ng tanso foil ay binago, ang mga kaugnay na patakaran sa antas ng disenyo ay maaaring awtomatikong muling kalkulahin sa pamamagitan ng pagbabago ng mga parameter ng taas ng tanso foil.

Halimbawa 2: Agwat ng aparato = Max (default interval, F (taas ng aparato, anggulo ng pagtuklas).Ang malinaw na pakinabang ng paggamit ng parehong mga hadlang sa parameter at pag-check sa panuntunan sa disenyo ay ang parameterized na diskarte ay portable at sinusubaybayan kapag nangyari ang mga pagbabago sa disenyo. Ipinapakita ng halimbawang ito kung paano maaaring matukoy ang spacing ng aparato ng mga katangian ng proseso at mga kinakailangan sa pagsubok. Ipinapakita ng pormula sa itaas na ang spacing ng aparato ay isang function ng taas ng aparato at pagtuklas ng Angle.

Ang Angulo ng pagtuklas ay karaniwang isang pare-pareho para sa buong board, kaya maaari itong matukoy sa antas ng disenyo. Kapag nag-check sa ibang machine, ang buong disenyo ay maaaring ma-update sa pamamagitan lamang ng pagpasok ng mga bagong halaga sa antas ng disenyo. Matapos maipasok ang mga bagong parameter ng pagganap ng makina, maaaring malaman ng taga-disenyo kung magagawa ang disenyo sa pamamagitan lamang ng pagpapatakbo ng DRC upang suriin kung ang salungatan ng agwat ng aparato sa bagong halaga ng spacing, na mas madali kaysa sa pag-aaral, pagwawasto at pagkatapos ay paggawa ng mga mahirap na kalkulasyon ayon sa bagong mga kinakailangan sa spacing.

Ano ang maaaring magamit upang mapigilan ang disenyo ng PCB?

Halimbawa 3: layout ng Component,Bilang karagdagan sa pag-aayos ng mga bagay sa disenyo at hadlang, ang mga patakaran sa disenyo ay maaari ding gamitin para sa layout ng sangkap, iyon ay, maaari itong tuklasin kung saan ilalagay ang mga aparato nang hindi nagdudulot ng mga pagkakamali batay sa mga hadlang. Ang naka-highlight sa figure 1 ay upang matugunan ang mga pisikal na hadlang (tulad ng agwat at ang gilid ng plate spacing at aparato) lugar ng lugar ng mga aparato, ang mga highlight ng figure 2 ay upang matugunan ang mga lugar ng pagkakalagay ng aparato na napipigilan ng kuryente, tulad ng maximum na haba ng linya, ang figure 3 ay nagpapakita lamang ang lugar ng pagpigil sa puwang, sa wakas, ang pigura 4 ay ang intersection ng unang tatlong bahagi ng larawan, ito ang mabisang layout ng lugar, Ang mga aparato na inilagay sa rehiyon na ito ay maaaring masiyahan ang lahat ng mga hadlang.

Ano ang maaaring magamit upang mapigilan ang disenyo ng PCB？

Sa katunayan, ang pagbuo ng mga paghihigpit sa isang modular na pamamaraan ay maaaring mapabuti ang kanilang pagiging mapanatili at magagamit muli. Ang mga bagong expression ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng pagtukoy sa mga parameter ng paghihigpit ng iba’t ibang mga layer sa nakaraang yugto, halimbawa, ang lapad ng linya ng tuktok na layer ay nakasalalay sa distansya ng tuktok na layer at taas ng tanso na tanso, at ang mga variable na Temp at Diel_Const sa antas ng disenyo. Tandaan na ang mga patakaran sa disenyo ay ipinapakita sa pababang pagkakasunud-sunod, at ang pagbabago ng isang mas mataas na antas na pagpigil ay agad na nakakaapekto sa lahat ng mga expression na tumutukoy sa paghihigpit na iyon.

Ano ang maaaring magamit upang mapigilan ang disenyo ng PCB？

Paggamit muli at dokumentasyon ng disenyo

Ang mga hadlang sa parametriko, hindi lamang makabubuti nang malaki sa paunang proseso ng disenyo, at muling paggamit ng pagbabago ng disenyo at disenyo na mas kapaki-pakinabang, ang hadlang ay maaaring magamit bilang bahagi ng disenyo, system at mga dokumento, kung hindi lamang sa isip ng engineer o taga-disenyo, kaya’t kapag lumingon sa ibang mga proyekto ay maaaring mabagal kalimutan. Pinipilit ng mga dokumento ng pagpigil ang mga patakaran sa pagganap ng elektrisidad na susundan sa proseso ng disenyo at magbigay ng isang pagkakataon para sa iba na maunawaan ang mga hangarin ng taga-disenyo upang ang mga patakarang ito ay madaling mailapat sa mga bagong proseso ng pagmamanupaktura o mabago alinsunod sa mga kinakailangan sa pagganap ng elektrisidad. Maaari ring malaman ng mga multiplexer sa hinaharap ang eksaktong mga patakaran sa disenyo at gumawa ng mga pagbabago sa pamamagitan ng pagpasok ng mga bagong kinakailangan sa proseso nang hindi nahuhulaan kung paano nakuha ang mga lapad ng linya.

Ang pagtatapos ng artikulong ito

Pinapabilis ng editor ng hadlang ng parameter ang layout ng PCB at pagruruta sa ilalim ng mga hadlang sa maraming dimensional, at sa kauna-unahang pagkakataon ay nagbibigay-daan sa mga awtomatikong pagruruta ng software at mga patakaran sa disenyo na ganap na masuri laban sa mga kumplikadong kinakailangan sa kuryente at proseso, sa halip na umasa lamang sa karanasan o simpleng mga patakaran sa disenyo na maliit na gamit. Ang resulta ay isang disenyo na maaaring makamit ang isang isang beses na tagumpay, binabawasan o kahit na tinanggal ang pag-debug ng prototype.