Ning ortib borayotgan murakkabligi PCB 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. Parametrlarni cheklash muharriri dizaynerlarga dizayn va ishlab chiqarish vaqtida ba’zan bir -biriga zid bo’lgan parametrlarni yaxshiroq hal qilishga yordam berish uchun ushbu parametrlarni formulalarga kodlaydi.

So’nggi yillarda PCB sxemasi va marshrutizatsiyasiga talablar murakkablashdi va Mur qonunida bashorat qilinganidek, integral mikrosxemalardagi tranzistorlar soni oshdi, bu esa qurilmalarning tezlashishi va har bir pulsning ko’tarilish vaqtida qisqarishi, shuningdek pinlar sonining ko’payishiga olib keldi. – ko’pincha 500 dan 2,000 gacha. Bularning barchasi tenglikni loyihalashda zichlik, soat va o’zaro bog’liqlik muammolarini keltirib chiqaradi.

Bir necha yil oldin, PCBS ning ko’pchiligida faqat impedans, uzunlik va bo’shliq uchun cheklovlar sifatida belgilangan bir nechta “tanqidiy” tugunlar bor edi. PCB dizaynerlari ushbu yo’nalishlarni qo’lda yo’naltirishadi va keyin butun sxemaning keng ko’lamli yo’nalishini avtomatlashtirish uchun dasturiy ta’minotdan foydalanishadi. Hozirgi PCBSda ko’pincha 5,000 yoki undan ortiq tugun mavjud bo’lib, ularning 50% dan ko’prog’i juda muhim. 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.

Agar taxtalar kattaroq bo’lsa, bu muammolarning ba’zilarini hal qilish osonroq bo’lardi, lekin tendentsiya teskari yo’nalishda. O’zaro bog’lanishning kechikishi va yuqori zichlikdagi paket talablari tufayli, elektron karta tobora kichrayib bormoqda, shuning uchun yuqori zichlikdagi elektron dizayni paydo bo’ladi va miniatyuralash dizayni qoidalariga rioya qilish kerak. 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.

Ruxsat etilgan cheklovlar

Bu muammolarga an’anaviy yondashuv – tajriba, standart qiymatlar, raqamlar jadvallari yoki hisoblash usullari yordamida elektr va texnologik talablarni belgilangan cheklov parametrlariga o’tkazish. Masalan, sxemani loyihalashtiruvchi muhandis birinchi navbatda nominal empedansni aniqlab olishi mumkin, so’ngra jarayonning yakuniy talablariga asoslanib kerakli impedansga erishish uchun nominal chiziq kengligini “baholashi” mumkin yoki shovqinni tekshirish uchun hisoblash jadvali yoki arifmetik dasturdan foydalanishi mumkin. uzunlik cheklovlari.

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. Bu yondashuvning muammosi shundaki, empirik ma’lumotlar umumiy printsip bo’lib, ko’pincha ular to’g’ri, lekin ba’zida ular ishlamaydi yoki noto’g’ri natijalarga olib keladi.

Keling, ushbu usul sabab bo’lishi mumkin bo’lgan xatoni ko’rish uchun yuqoridagi empedansni aniqlash misolidan foydalanaylik. Empedans bilan bog’liq omillar taxta materialining dielektrik xususiyatlarini, mis plyonkaning balandligini, qatlamlar va er/quvvat qatlami orasidagi masofani va chiziq kengligini o’z ichiga oladi. Birinchi uchta parametr odatda ishlab chiqarish jarayoni bilan aniqlanganligi sababli, dizaynerlar odatda impedansni nazorat qilish uchun chiziq kengligidan foydalanadilar. 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.

Ko’pincha bu muammolar prototip ishlab chiqarish bosqichida paydo bo’ladi, umumiy muammo – elektron kartani ta’mirlash yoki taxta dizaynini hal qilish uchun uni qayta loyihalash orqali. Buning narxi yuqori va tuzatishlar ko’pincha qo’shimcha muammolarni keltirib chiqaradi, bu esa disk raskadrovka qilishni talab qiladi va bozorga chiqish vaqtining kechikishi tufayli daromadni yo’qotish disk raskadrovka xarajatlaridan ancha yuqori bo’ladi.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.

PCB dizaynini cheklash uchun nima ishlatilishi mumkin?

Yechish: cheklovlarni parametrlashtirish

Hozirgi vaqtda dasturiy ta’minot ishlab chiqaruvchilari cheklovlarga parametrlarni qo’shib, bu muammoni hal qilishga harakat qilmoqdalar. Ushbu yondashuvning eng ilg’or tomoni – har xil ichki elektr xususiyatlarini to’liq aks ettiruvchi mexanik spetsifikatsiyalarni ko’rsatish qobiliyati. PCB dizayniga kiritilgandan so’ng, dasturiy ta’minot bu ma’lumotni avtomatik joylashtirish va yo’naltirish vositasini boshqarish uchun ishlatishi mumkin.

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. Dizayner DRC (Dizayn qoidalarini tekshirish) ni ishga tushirib, yangi jarayon boshqa dizayn qoidalarini buzishini aniqlashi va barcha xatolarni tuzatish uchun dizaynning qaysi tomonlarini o’zgartirish kerakligini bilib olishi mumkin.

Cheklovlar matematik ifodalar ko’rinishida kiritilishi mumkin, shu jumladan konstantalar, turli operatorlar, vektorlar va boshqa dizayn cheklovlari, dizaynerlarga parametrli qoidalarga asoslangan tizimni taqdim etish. Constraints can even be entered as look-up tables, stored in a design file on a PCB or schematic. PCB simlari, mis folga maydonining joylashuvi va joylashuvi asboblari ushbu shartlar natijasida yuzaga keladigan cheklovlarga amal qiladi va DRC butun dizayn bu cheklovlarga mos kelishini, shu jumladan chiziq kengligi, oralig’i va maydon va balandlik cheklovlari kabi bo’shliq talablariga mos kelishini tekshiradi.

Ierarxik boshqaruv

Parametrlangan cheklovlarning asosiy afzalliklaridan biri shundaki, ularni tasniflash mumkin. Misol uchun, global chiziq kengligi qoidasi butun dizayndagi dizayn cheklovi sifatida ishlatilishi mumkin. Albatta, ba’zi mintaqalar yoki tugunlar bu printsipdan nusxa ko’chira olmaydi, shuning uchun yuqori darajadagi cheklovni chetlab o’tish va ierarxik dizayndagi quyi darajadagi cheklovni qabul qilish mumkin. Parametrik cheklovlarni hal qiluvchi, ACCEL Technologies cheklov muharriri, jami 7 darajadan iborat:

1. Boshqa cheklovlar bo’lmagan barcha ob’ektlar uchun dizayn cheklovlari.

2. Ma’lum darajadagi ob’ektlarga qo’llaniladigan ierarxiya cheklovlari.

3. Tugun turi cheklovi ma’lum turdagi barcha tugunlarga taalluqlidir.

4. Node constraint: applies to a node.

5. Sinflararo cheklov: ikki sinf tugunlari orasidagi cheklovni bildiradi.

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

7. Qurilma cheklovlari, bitta qurilmaga qo’llaniladi.

Dastur individual dizayndan tortib to butun dizayn qoidalariga qadar turli xil dizayn cheklovlariga amal qiladi va dizaynda ushbu qoidalarning qo’llanilish tartibini grafik yordamida ko’rsatadi.

Example 1: Line width = F (impedance, layer spacing, dielectric constant, copper foil height). Mana, parametrlangan cheklovlar impedansni nazorat qilish uchun dizayn qoidalari sifatida ishlatilishi mumkinligiga misol. Yuqorida aytib o’tilganidek, impedans – bu dielektrik doimiyligi, chiziqning eng yaqin qatlamigacha bo’lgan masofa, mis simining kengligi va balandligi. Dizayn talab qiladigan impedans aniqlanganligi sababli, impedans formulasini qayta yozish uchun bu to’rt parametrni o’zboshimchalik bilan tegishli o’zgaruvchilar sifatida qabul qilish mumkin. Ko’p hollarda dizaynerlar faqat chiziq kengligini boshqarishi mumkin.

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. Agar formulalar ierarxik cheklovlar va ishlab chiqarish jarayonining parametrlari dizayn darajasidagi cheklovlar sifatida aniqlansa, dasturiy ta’minot chizig’i qatlami o’zgarganda kompensatsiya qilish uchun chiziq kengligini avtomatik ravishda o’zgartiradi. Xuddi shunday, agar mo’ljallangan elektron karta boshqa jarayonda ishlab chiqarilsa va mis folga balandligi o’zgartirilsa, mis folga balandligi parametrlarini o’zgartirish orqali dizayn darajasidagi tegishli qoidalar avtomatik ravishda qayta hisoblanishi mumkin.

Example 2: Device interval = Max (default interval, F (device height, detection Angle).Parametrli cheklovlardan ham, dizayn qoidalarini tekshirishdan ham foydalanishning aniq afzalligi shundaki, parametrlashtirilgan yondashuv ko’chma bo’lishi va dizayn o’zgarishi yuz berganda kuzatilishi mumkin. 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.

Aniqlash burchagi odatda butun taxta uchun doimiydir, shuning uchun uni dizayn darajasida aniqlash mumkin. Boshqa mashinani tekshirganda, dizayn darajasidagi yangi qiymatlarni kiritish orqali butun dizaynni yangilash mumkin. Mashinaning ishlashining yangi parametrlari kiritilgandan so’ng, dizayner DRC -ni ishga tushirish orqali dizaynning mumkin yoki yo’qligini bilishi mumkin, bu esa qurilma oralig’i yangi oraliq qiymatiga zid keladimi yoki yo’qligini tekshirib ko’rish, to’g’rilash va qattiq hisob -kitob qilishdan ko’ra osonroq. oraliq oralig’ining yangi talablari.

PCB dizaynini cheklash uchun nima ishlatilishi mumkin?

3 -misol: Komponentlarning joylashuvi,Dizayn ob’ektlari va cheklovlarni tartibga solishdan tashqari, dizayn qoidalari komponentlarning joylashuvi uchun ham qo’llanilishi mumkin, ya’ni cheklovlar asosida xatolarga yo’l qo’ymasdan, qurilmalarni qaerga joylashtirish kerakligini aniqlay oladi. 1 -rasmda ta’kidlanganidek, asboblar joylashish maydonining jismoniy cheklovlariga (masalan, plastinka oralig’i va qurilma chegarasi), 2 -rasmda – elektr cheklangan qurilmalarni joylashtirish joylari, masalan, chiziqning maksimal uzunligi, 3 -rasmda ko’rsatilgan. makon cheklovlari maydoni, nihoyat, 4 -rasm – rasmning dastlabki uch qismining kesishishi, bu maydonning samarali tartibi, Devices placed in this region can satisfy all constraints.

PCB dizaynini cheklash uchun nima ishlatilishi mumkin?

Darhaqiqat, cheklovlarni modulli tarzda yaratish ularning saqlanishi va qayta ishlatilishini ancha yaxshilashi mumkin. 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.

PCB dizaynini cheklash uchun nima ishlatilishi mumkin?

Dizaynni qayta ishlatish va hujjatlar

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. Cheklov hujjatlari loyihalash jarayonida bajarilishi kerak bo’lgan elektr ishlash qoidalarini hujjatlashtiradi va boshqalarga dizaynerning niyatini tushunishga imkon beradi, bu qoidalar yangi ishlab chiqarish jarayonlariga osonlik bilan qo’llanilishi yoki elektr ishlash talablariga muvofiq o’zgartirilishi mumkin. 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

Parametrlarni cheklash muharriri ko’p o’lchovli cheklovlar ostida PCB joylashuvi va yo’nalishini osonlashtiradi va tajribaga yoki oddiy dizayn qoidalariga tayanmasdan, birinchi marotaba avtomatik marshrutlash dasturiy ta’minoti va dizayn qoidalarini murakkab elektr va jarayon talablariga to’liq tekshirishga imkon beradi. ozgina foyda. The result is a design that can achieve a one-time success, reducing or even eliminating prototype debugging.