Technologie PCB - Comment écrire votre propre vérificateur de conception de PCB

L'approche système de design Rule Checker (DRC) est utilisée dans la conception de PCB. Après avoir capturé une conception de PCB dans l'outil schéma de PCB, vous devez exécuter DRC pour détecter les violations des règles de conception. Cela doit être fait avant le début du traitement back - end. Souvent, les fournisseurs d'outils schématiques offrent le DRC et la plupart des concepteurs l'utilisent simplement.

Cependant, les outils des fournisseurs sont génériques et peuvent ne pas toujours être suffisamment flexibles pour répondre à certains besoins uniques. Il est possible d'envoyer des demandes aux fournisseurs pour ajouter de nouvelles fonctionnalités au DRC, mais cela coûtera de l'argent et du temps, surtout si cela doit être fait plusieurs fois. Heureusement, la plupart des fournisseurs d'outils offrent des mécanismes faciles à utiliser et vous pouvez écrire votre propre DRC pour mieux répondre à vos besoins uniques. Malheureusement, cet outil puissant n'est pas largement reconnu ou utilisé.

Étant donné que le RDC doit parcourir l'ensemble du schéma de la conception du PCB, y compris chaque symbole, chaque broche et chaque réseau, il peut générer un nombre illimité de « sous - produits» utiles pour chaque propriété si nécessaire. Comme expliqué dans la section 4.0, ils peuvent bien marquer les violations subtiles des règles de conception. Par exemple, un fichier de sous - produit peut contenir tous les condensateurs de découplage de la conception. Si ce nombre est beaucoup plus petit ou plus grand que prévu, cela pourrait déclencher un drapeau rouge [1] pour d'éventuels problèmes DV / DT sur les lignes électriques. Ces fichiers de sous - produits peuvent être très nécessaires, mais ils ne sont absolument pas générés par un DRC commercial.

Un autre avantage de ce DRC est qu’il peut être facilement et rapidement mis à jour pour s’adapter à de nouvelles caractéristiques de conception, telles que de nouvelles propriétés qui affectent les règles de conception. De plus, une fois que vous aurez acquis suffisamment d’expérience dans ce domaine, de nombreuses autres possibilités se présenteront.

Par exemple, si vous pouvez écrire votre propre DRC, vous pouvez certainement écrire votre propre outil de génération de Bom qui peut mieux gérer certaines exigences uniques, telles que l'endroit où obtenir des composants qui ne font pas partie du « matériel supplémentaire» (prises, radiateurs ou vis) de la base de données schématique. Alternativement, vous pouvez écrire votre propre netlister verilog, qui est suffisamment flexible pour s'adapter à votre environnement de conception, comme où obtenir des modèles verilog ou des fichiers de synchronisation pour certains composants uniques. En effet, lorsque le DRC parcourt le schéma de conception, il peut collecter toutes les informations nécessaires pour produire une netlist verilog pour la simulation et / ou une Bom pour la fabrication de PCB.

Il est difficile de discuter de ces sujets sans fournir un peu de code de programmation. Pour ce faire, nous devons utiliser l'outil de capture schématique comme exemple. Pour cet article, nous utilisons viewdraw de mentor Graphics, qui fait partie de la famille de produits Pads designer. De plus, nous utilisons viewbase, qui est simplement une bibliothèque de routines C qui peut être appelée pour accéder à la base de données viewdraw. Avec viewbase, vous pouvez facilement écrire un DRC complet et utile pour viewdraw en C / C + + [2] [3]. Notez que les principes dont nous parlons ici s'appliquent à tout autre outil de schéma de PCB.

En plus de la base de données schématique, le DRC a besoin de quelques fichiers d'entrée pour lui dire comment gérer certaines situations, telles que le nom du réseau d'alimentation légitime qui se connecte automatiquement au plan d'alimentation. Par exemple, si le réseau d'alimentation s'appelle Power, il se connectera automatiquement au plan d'alimentation via un utilitaire d'encapsulation back - end tel que pcbfwd de viewdraw. Voici une liste de ces fichiers d'entrée. Ces fichiers doivent être placés dans un emplacement global fixe afin que le DRC puisse les trouver / lire automatiquement pendant l'exécution et stocker des informations en interne.

Vous avez la possibilité de créer un fichier nommé nom de réseau légal qui contient tous les noms de réseau légitimes pour les signaux Power, tels que VCC, V3 - 3p, VDD. Notez que la casse des lettres peut être importante pour certains outils de mise en page / câblage de PCB, souvent VCC est différent de VCC ou VCC. VCC peut être une alimentation de 5,0 V et V3 - 3P peut être une alimentation de 3,3 v.

Legal - PWR - net - name est optionnel, car le fichier de configuration de l'utilitaire d'empaquetage d'arrière - plan doit généralement contenir une liste de noms de réseau d'alimentation / terrestre légitimes. Si Allegro de cadence Design Systems est un outil de placement / mise en page, le nom de fichier est allegro.cfg (pour pcbfwd) et doit avoir les entrées suivantes:

Mise à la terre VSS cgnd mise à la terre

Alimentation VCC VDD Vee V3 - 3P V2 - 5p + 5V + 12V

Ce serait mieux si le DRC pouvait lire allegro.cfg directement au lieu de Legal - PWR - net - Name (moins de chances d'introduire des erreurs).

Normalement, les broches d'alimentation / terre n'apparaissent pas sur le symbole de l'élément. Au lieu de cela, le symbole a un attribut (qui peut être appelé signal) qui spécifie quelle broche est l'alimentation ou la terre et spécifie le nom du réseau auquel cette broche doit être connectée:

Signal = VCC: 10

Signal = mise à la terre: 20

Le DRC peut lire cet attribut et s'assurer que le nom du réseau est celui qui se trouve dans le fichier Legal - PWR - net - name. Si ce n'est pas le cas, les broches d'alimentation ne se connecteront pas au plan d'alimentation, ce qui est une erreur très grave.

Certains symboles doivent avoir des broches d'alimentation / terre, car ils ne sont pas connectés à la couche d'alimentation / terre normale. Par example, la broche VCC du dispositif ECL peut être connectée au VCC ou à la masse; Sa broche Vee peut être connectée à la terre ou au plan - 5.0v. De plus, les broches d'alimentation / mise à la terre peuvent d'abord être connectées au filtre avant d'entrer dans l'alimentation / mise à la terre.

Le réseau entre cette broche et le filtre peut avoir n'importe quel nom et le DRC ne pourra pas vérifier ces informations. Le DRC peut le signaler comme une erreur que l'utilisateur doit filtrer ou simplement ajouter le nom du réseau dans le fichier nom de la page juridique à cette fin. C'est l'une des raisons pour lesquelles un fichier comme Legal @ pwr.net.name peut être nécessaire. Enfin, le DRC lira le nom légal du réseau PWR: 1) trouver la résistance pull - up, 2) vérifier la casse du nom du réseau Power dans la conception du PCB, et 3) détecter toute broche inutilisée directement connectée au power.