Tecnología de PCB - Cómo escribir su propio Inspector de diseño de PCB

En el diseño de PCB se utiliza el método del sistema de Inspector de reglas de diseño (drc). Después de capturar el diseño de PCB en la herramienta de esquema de pcb, el DRC debe ejecutarse para detectar violaciones de las reglas de diseño. Esto debe hacerse antes de que comience el procesamiento de back - end. Normalmente, los proveedores de herramientas esquemáticas proporcionan drc, y la mayoría de los diseñadores solo lo usan.

Sin embargo, las herramientas de los proveedores son universales y pueden no ser siempre lo suficientemente flexibles como para hacer frente a ciertas necesidades únicas. Se pueden enviar solicitudes a los proveedores para agregar nuevas funciones a drc, pero esto llevará dinero y tiempo, especialmente cuando esta operación debe hacerse varias veces. Afortunadamente, la mayoría de los proveedores de herramientas ofrecen mecanismos fáciles de usar y puede escribir su propio DRC para satisfacer mejor sus necesidades únicas. Desafortunadamente, esta poderosa herramienta no ha sido ampliamente reconocida ni utilizada.

Debido a que el DRC debe atravesar todo el esquema del diseño del pcb, incluyendo cada símbolo, cada pin y cada red, puede generar un número ilimitado de "subproductos" útiles para cada atributo si es necesario. Como se menciona en la sección 4.0, pueden marcar bien las sutiles violaciones de las reglas de diseño. Por ejemplo, el archivo de subproductos puede contener todos los condensadores de desacoplamiento en el diseño. Si esta cifra es mucho más pequeña o mayor de lo esperado, esto puede desencadenar una bandera roja de posibles problemas de DV / DT de la línea eléctrica [1]. Estos archivos de subproductos pueden ser muy necesarios, pero definitivamente no son generados por ningún DRC comercial.

Otra ventaja de este DRC es que puede actualizarse de forma fácil y rápida para adaptarse a nuevas características de diseño, como nuevos atributos que afectan las reglas de diseño. Además, una vez que tengas suficiente experiencia en este campo, aparecerán muchas otras posibilidades.

Por ejemplo, si puede escribir su propio drc, por supuesto, también puede escribir su propia herramienta de generación de bom, que puede manejar mejor ciertos requisitos únicos, como dónde obtener componentes que no forman parte del "hardware adicional" (enchufes, radiadores o tornillos) de la base de datos esquemático. O puede escribir su propio verilog netlister, que es lo suficientemente flexible como para adaptarse a su entorno de diseño, como dónde obtener modelos verilog o archivos de tiempo para ciertos componentes únicos. De hecho, cuando el DRC recorre el esquema de diseño, puede recopilar toda la información necesaria para exportar la tabla de red verilog para la simulación y / o el bom para la fabricación de pcb.

Es difícil discutir estos temas sin proporcionar algún código de programación. Para ello, necesitamos usar como ejemplo la herramienta de captura de esquemas. En este artículo, utilizamos viewdraw de mentor graphics, que forma parte de la línea de productos Pads designer. Además, utilizamos viewbase, que es solo una biblioteca de rutinas C que se puede llamar para acceder a la base de datos viewdraw. Con viewbase, puede escribir fácilmente un DRC completo y útil para viewdraw en C / C + [2] [3]. Tenga en cuenta que los principios que discutimos aquí se aplican a cualquier otra herramienta de esquema de pcb.

Además de la base de datos de esquemas, DRC necesita algunos archivos de entrada para decirle cómo lidiar con ciertas situaciones, como el nombre legal de la red de energía que se conecta automáticamente al plano de energía. Por ejemplo, si la red de energía se llama power, se conectará automáticamente al plano de energía a través de una utilidad de encapsulamiento de back - end, como pcbfwd de viewdraw. La siguiente es una lista de estos archivos de entrada. Estos archivos deben colocarse en una posición global fija para que DRC pueda encontrarlos / leerlos automáticamente en tiempo de ejecución y almacenar información internamente.

Puede optar por crear un archivo llamado legal PWR Net nombre que contenga todos los nombres de red legales de la señal power, como vcc, V3 3p, vvd. Tenga en cuenta que la mayúscula y minúsculas puede ser importante para algunas herramientas de diseño / cableado de pcb, generalmente VCC es diferente de VCC o vcc. El VCC puede ser una fuente de alimentación de 5.0v y el V3 3p puede ser una fuente de alimentación de 3.3v.

Legal PWR - Net nombre es opcional, ya que el archivo de configuración de la utilidad de embalaje de back - end generalmente debe contener una lista legal de nombres de red de alimentación / tierra. Si Allegro de Cadence Design Systems es una herramienta de colocación / diseño, el archivo se llama allegro.cfg (para pcbfwd) y debe tener las siguientes entradas:

Puesta a tierra VSS cgnd puesta a tierra

Fuente de alimentación VCC VDC vee V3 3p V2 5p + 5v + 12v

Sería mejor que DRC pudiera leer directamente allegro.cfg en lugar de legal PWR Net nombre (menos posibilidades de introducir errores).

Por lo general, los pines de alimentación / tierra no aparecen en los símbolos de los componentes. En cambio, el símbolo tiene un atributo (que puede llamarse signal) que especifica qué PIN es la fuente de alimentación o el suelo y especifica el nombre de la red a la que debe conectarse el pin:

Señal = vcc: 10

Señal = puesta a tierra: 20

DRC puede leer esta propiedad y asegurarse de que el nombre de la red es el nombre en el archivo legal PWR Net name. Si no, el pin de alimentación no podrá conectarse al plano de alimentación, lo cual es un error muy grave.

Algunos símbolos deben tener pin de alimentación / tierra porque no están conectados a la formación normal de alimentación / tierra. Por ejemplo, el pin VCC del dispositivo ecl se puede conectar al VCC o al suelo; Su pin vee se puede conectar al suelo o al plano - 5.0v. Además, el pin de alimentación / tierra se puede conectar primero al filtro antes de entrar en el suelo de alimentación / tierra.

La red entre este pin y el filtro puede tener cualquier nombre y DRC no podrá comprobar esta información. DRC puede reportarlo como un error que el usuario debe filtrar o agregar el nombre de la red al archivo legal PWR Net nombre solo para este diseño. Es una de las razones por las que puede ser necesario un archivo como legal PWR Net name. Finalmente, DRC leerá legal PWR Net nombre: 1) para encontrar la resistencia de Pull - up, 2) para comprobar el caso alfabético del nombre de la red de energía en el diseño del PCB y 3) para detectar cualquier pin no utilizado conectado directamente a la potencia.