Як дизайнери друкованих плат можуть використовувати інструменти планування топології та електропроводки для швидкого завершення проектування друкованої плати?

Ця стаття присвячена Друкована плата дизайнери, які використовують IP, а також надалі використовують інструменти планування та маршрутизації топології для підтримки IP, швидко завершують весь дизайн друкованої плати. Як ви можете бачити з малюнка 1, відповідальність інженера -конструктора полягає у отриманні IP шляхом викладання невеликої кількості необхідних компонентів та планування критичних шляхів взаємозв’язку між ними. Після отримання IP, інформація про IP може бути надана дизайнерам друкованих плат, які виконують іншу частину проектування.

Як дизайнери друкованих плат можуть використовувати інструменти планування топології та електропроводки для швидкого завершення проектування друкованої плати

Малюнок 1: Інженери -конструктори отримують IP, дизайнери друкованих плат продовжують використовувати інструменти планування топології та електропроводки для підтримки IP, швидко завершуючи весь дизайн друкованої плати.

Замість того, щоб проходити процес взаємодії та ітерації між інженерами -дизайнерами та дизайнерами друкованих плат, щоб отримати правильний задум проектування, інженери -дизайнери вже отримують цю інформацію, і результати є досить точними, що дуже допомагає дизайнерам друкованих плат. У багатьох проектах інженери -дизайнери та дизайнери друкованих плат роблять інтерактивну розкладку та проводку, що забирає дорогоцінний час з обох сторін. Історично склалося так, що інтерактивність є необхідною, але трудомісткою та неефективною. Початковий план, наданий інженером -конструктором, може бути просто кресленням вручну без належних компонентів, ширини шини або сигналів виводу штифтів.

Хоча інженери, які використовують методи планування топології, можуть фіксувати схему розташування та взаємозв’язки деяких компонентів під час залучення дизайнерів друкованих плат до проектування, для проектування може знадобитися компонування інших компонентів, захоплення інших структур вводу -виводу та шини та всіх взаємозв’язків.

Дизайнери друкованих плат повинні прийняти планування топології та взаємодіяти з викладеними та незакритими компонентами для досягнення оптимального планування та планування взаємодії, тим самим покращуючи ефективність проектування друкованих плат.

Після того, як критичні зони та зони щільності викладені та отримано планування топології, макет може бути завершений до остаточного планування топології. Тому деякі шляхи топології можуть працювати з існуючим макетом. Хоча вони мають менший пріоритет, їх все одно потрібно під’єднати. Таким чином, частина планування була створена навколо компонування компонентів. Крім того, цей рівень планування може вимагати більш детальної інформації, щоб надати необхідний пріоритет іншим сигналам.

Детальне планування топології

На малюнку 2 показано детальний макет компонентів після їх розкладання. Шина має загалом 17 бітів, і вони мають досить добре організований потік сигналу.

Малюнок 2: Мережеві лінії для цих шин є результатом планування та компонування топології з вищим пріоритетом.

Для планування цієї шини дизайнери друкованих плат повинні враховувати існуючі бар’єри, правила проектування шарів та інші важливі обмеження. Враховуючи ці умови, вони намітили топологічний шлях для шини, як показано на малюнку 3.

Малюнок 3: Плановий автобус.

На малюнку 3 деталь “1” викладає складові штифти на верхньому шарі “червоного” для топологічного шляху, що веде від виводів компонентів до деталі “2”. Неінкапсульована область, яка використовується для цієї частини, і лише перший шар ідентифікується як кабельний рівень. Це здається очевидним з точки зору проектування, і алгоритм маршрутизації буде використовувати топологічний шлях з верхнім шаром, підключеним до червоного. Однак деякі перешкоди можуть забезпечити алгоритм іншими параметрами маршрутизації рівня перед автоматичною маршрутизацією цієї конкретної шини.

Оскільки шина організована у чіткі сліди на першому шарі, конструктор починає планувати перехід до третього шару на деталь 3, беручи до уваги відстань, яку автобус проходить по всій друкованій платі. Зауважте, що цей топологічний шлях на третьому шарі ширший за верхній шар через додатковий простір, необхідний для розміщення імпедансу. Крім того, проект визначає точне місце розташування (17 отворів) для перетворення шару.

Оскільки топологічний шлях слідує за правою центральною частиною малюнка 3 до деталей “4”, багато однорозрядних Т-подібних переходів потрібно витягнути із з’єднань топологічного шляху та окремих компонентів. Вибір дизайнера друкованої плати полягає в тому, щоб більша частина потоку з’єднання зберігалася на шарі 3 і на інших шарах для з’єднання контактних штифтів. Тому вони намалювали область топології, щоб вказати з’єднання від основного пучка до шару 4 (рожевий), і запропонували цим однорозрядним Т-подібним контактам підключитися до шару 2, а потім підключитися до штифтів пристрою за допомогою інших наскрізних отворів.

Топологічні шляхи продовжуються на рівні 3 до деталей «5» для підключення активних пристроїв. Потім ці з’єднання підключаються від активних висновків до висувного резистора під активним пристроєм. Конструктор використовує іншу область топології для регулювання з’єднань від шару 3 до рівня 1, де виводи компонентів поділяються на активні пристрої та висувні резистори.

Цей рівень детального планування зайняв близько 30 секунд. Як тільки цей план буде захоплено, дизайнер друкованої плати може захотіти негайно направити або створити подальші плани топології, а потім завершити всі плани топології з автоматичною маршрутизацією. Менш ніж 10 секунд від завершення планування до результатів автоматичної проводки. Швидкість насправді не має значення, і насправді це втрата часу, якщо наміри дизайнера ігноруються, а якість автоматичної проводки – погана. Наступні схеми показують результати автоматичної проводки.

Маршрутизація топології

Починаючи з лівого верхнього кута, усі дроти від компонентних штифтів розташовані на шарі 1, як це було виражено дизайнером, і стиснуті в щільну структуру шини, як показано в деталях “1” та “2” на малюнку 4. Перехід між рівнем 1 і рівнем 3 проходить детально “3” і має вигляд дуже скромного отвору. Знову ж таки, враховується коефіцієнт імпедансу, тому лінії є більш широкими та рознесеними, як це представлено фактичним шляхом до ширини.

Малюнок 4: Результати маршрутизації з топологіями 1 і 3.

Як детально показано «4» на малюнку 5, шлях топології стає більшим через необхідність використання отворів для розміщення однорозрядних переходів Т-типу. Тут план знову відображає наміри дизайнера щодо цих однорозрядних точок обміну Т-типу, проводки від рівня 3 до рівня 4. Крім того, слід на третьому шарі дуже щільний, хоча він трохи розширюється у отворі для вставки, але незабаром він знову стає щільним після проходження отвору.

Малюнок 5: Результат маршрутизації з топологією деталей 4.

На малюнку 6 показані результати автоматичної проводки за деталлю “5”. Підключення активних пристроїв на рівні 3 вимагають перетворення на рівень 1. Наскрізні отвори розташовані акуратно над висновками компонентів, і провід шару 1 спочатку підключається до активного компонента, а потім до висувного резистора шару 1.

Малюнок 6: Результат маршрутизації з топологією деталей 5.

Висновок з наведеного вище прикладу полягає в тому, що 17 бітів деталізовано на чотири різні типи пристроїв, що представляють наміри дизайнера щодо шару та напрямку шляху, які можна захопити приблизно за 30 секунд. Тоді можна провести якісну автоматичну проводку, необхідний час – близько 10 секунд.

Підвищуючи рівень абстракції від планування електропроводки до планування топології, загальний час взаємозв’язку значно скорочується, і дизайнери дійсно чітко розуміють щільність та потенціал завершення проектування до початку взаємозв’язку, наприклад, навіщо продовжувати проводку на цьому етапі дизайн? Чому б не продовжити планування та додати проводку ззаду? Коли планується повна топологія? Якщо розглядати наведений вище приклад, абстракцію одного плану можна використовувати з іншим планом, а не з 17 окремими мережами з багатьма сегментами ліній і безліччю дірок у кожній мережі, концепція, яка особливо важлива при розгляді Порядку інженерних змін (ECO) .

Замовлення на інженерні зміни (ЕКО)

У наведеному нижче прикладі висновок FPGA є неповним. Інженери -конструктори повідомили дизайнерів друкованих плат про цей факт, але з міркувань розкладу їм потрібно максимально просунути дизайн до того, як буде завершено виведення висновків ПЛІС.

У разі відомого висновку виводу, дизайнер друкованої плати починає планувати простір ПЛІС, і в той же час дизайнер повинен розглянути висновки від інших пристроїв до ПЛІС. Планувалося, що введення -виведення буде знаходитися на правій стороні ПЛІС, але зараз воно знаходиться на лівій стороні ПЛІС, в результаті чого висновок виводу буде повністю відрізнятися від початкового плану. Оскільки дизайнери працюють на більш високому рівні абстракції, вони можуть врахувати ці зміни, знявши накладні витрати на переміщення всієї проводки навколо ПЛІС та замінивши її змінами шляхів топології.

Однак, це стосується не тільки FPGas; Ці нові висновки також впливають на провідники, що виходять від відповідних пристроїв. Кінець шляху також рухається для того, щоб пристосувати плоский інкапсульований шлях введення відведення; В іншому випадку кабелі з витою парою будуть скручені, витрачаючи дорогоцінний простір на друкованій платі високої щільності. Для скручування цих долоток потрібен додатковий простір для проводки та перфорації, які можуть бути недоступні наприкінці етапу проектування. Якби графік був щільним, неможливо було б внести такі корективи у всі ці маршрути. Справа в тому, що планування топології забезпечує більш високий рівень абстракції, тому впровадження цих ЕКО набагато простіше.

Алгоритм автоматичної маршрутизації, що відповідає намірам дизайнера, встановлює пріоритет якості над пріоритетом кількості. Якщо виявляється проблема якості, цілком правильно допустити зрив з’єднання, а не виробляти неякісну проводку, з двох причин. По -перше, простіше підключити невдале з’єднання, ніж очистити цю проводку з поганими результатами та інші операції з проводкою, які автоматизують проводку. По -друге, реалізується задум дизайнера, і дизайнеру залишається визначати якість з’єднання. Однак ці ідеї корисні лише в тому випадку, якщо з’єднання несправної проводки відносно прості і локалізовані.

Хорошим прикладом є нездатність кабельщика досягти 100% запланованих з’єднань. Замість того, щоб жертвувати якістю, дозвольте деякому плануванню зазнати невдач, залишивши позаду деяку бездротову проводку. Усі дроти прокладаються за допомогою планування топології, але не всі ведуть до компонентних контактів. Це гарантує наявність місця для невдалих з’єднань та забезпечує відносно просте з’єднання.

Короткий зміст цієї статті

Топологічне планування – це інструмент, який працює з процесом проектування друкованої плати з цифровою сигналізацією і легко доступний для інженерів -дизайнерів, але він також має певні можливості просторового, шарового та потокового з’єднання для складних міркувань планування. Дизайнери друкованих плат можуть використовувати інструмент планування топології на початку проектування або після того, як інженер -конструктор отримає свою IP, залежно від того, хто використовує цей гнучкий інструмент, щоб найкраще відповідати їх середовищу проектування.

Кабельні кабелі топології просто слідують плану дизайнера або мають намір надати високоякісні результати кабелю. Планування топології, коли стикається з ЕКО, працює набагато швидше, ніж окремі з’єднання, завдяки чому кабельний кабель топології може швидше прийняти ЕКО, забезпечуючи швидкі та точні результати.