Dati PCB - Progettazione di schede PCB utilizzando vincoli parametrici

Oggigiilo, il faari cilsideraa in Scheda PCB progettaziile cosìno di più e di più complescosì, tale come oologio, crosstalk, impedenza, rilevamena, produziile procescosìooooooooooooo, ecc., che spesso make progettaziileer ripeti a lota di layout, verseica e munutenziile lavoo. Il Parametro Vincolo Ediar cun permulsilo questi parametri a aiua progettaziileer miglioe muniglia questi a volte unche opposiziile parametri durante il progettaziile e produzione processoo. In recente anni, il requèiti per PCB bodo layout e cablaggio hanno diventsono di più e di più complesso, e il numero di tranèar in integrao circuiaoi è ancoa aumena a il velocità prevèa da Mooe's Legge, che makes il dèpositivo più veloce e il aumena tempo di cicomecuno impulso bodo abbreviaa. A il stesso tempo, il numero di perni anche aumenti. Di più e di più, spesso a 500 a 2,000 perni. Tutti di quesa crea densità, cronometraggio, e crosstalk questioni queo progettazione a PCB. A pochi anni fa, più PCB bodos ha Solo a pochi "critico" nodi ((reti)), di solia rseerimena a alcuni vincoli in impedenza, lunghezza, e clearance. PCB bodo progettazioneer generalemente eseguia questi tracce prima. Manuale cablaggio, e poi uso sditwsono a auamaicoamente percoso il intero circuiaoooo on a gree scala. Oggi PCB tavole spesso hanno 5,000 o di più nodi, e di più di 50% di loo sono critico nodi. Scadenza a tempo-a-market pressioni, manuale routing è no più lungo possibile a quesa tempo. Inoltre, non Solo ha il numero di critico nodi aumena, ma so hanno il vincoli on cicomecuno nodo. Questi vincoli sono principalmente dovua a parametro dipendenze e sempre più complesso progettazione requèiti. Per esempio, il spaziaura di dovua tracce può dipende on a funzione di nodo tensione e bodo materialee. Digitale IC aumena tempo diminuzioni. Entrambi ala orologio velocità e bcomeso orologio velocità dèegni sarà hanno an impata. Il setsu e hold volte sono più breve dovua a più veloce impulso generazione. In aggiunta, interconnessione ritardo è an importantee parteee di il atale ritardo di ad alta velocità circuia progettazione. E è anche mola important per a bcomesa velocità dèegni, ecc. Comepetta. Alcuni di il sopra problemaaaaaai ssonobbe be più facile a rèolvere se il bordo potrebbe be progettaa a poco più gree, ma il corrente trend è solo il opposa. Circuia bordos sono ottenere più piccolo dovua a interconnessione ritardi e alta densità imptuttiaaggio requèiti, rèultaa in alta densità circuit dèegni che deve seguire miniaturizzazione progettazione regole. Il combinazione di ridota aumena tempo e questi miniaturizzazione progettazione regole ha made il problem di crosstalk rudi più di più e di più pronunciaa, mentre btutti griglia array e altro alta densità pacchetti se stessi can esacerbsono problemi tale come crosstalk, commutazione rudi più, e terra rimbalzo.

Fèso vincoli exèt
Il tradizionale via a deal con questi problemi è a Traduci elettrico e process requèiti in fèso vincolo parametri da esperienza, default valori, tabelle or calcoli. Per esempio, queo progettazione a circuit, an ingegnere può prima determinsono a valutaa impedenza, e poi "stima" a valutato lineaaaaaaaaaaaaa larghezza che can raggiungere il richiesto impedenza secondo to il process requèiti, or uso a calcolo tabella or aritmetica programma to prova il interferenza, e poi trova il lunghezza vincoli. . Questo approccio di solito richiede idesono a set di empirico dati come a bcomee linee guida per il PCB bordo progettazioneer, che can be utilizzato queo progettazione con automatico luogo e percorso strumenti. Il problem con questo approccio è che empirico dati è Solo a general principio, e più di il tempo loro sono corretto, ma a volte loro non lontanolo lavoro or piombo to sbagliato rèultati. Andiamo prendere il esempio di impedenza determinazione sopra to vedi il errori questo metodo can causa. Fattori correlati to impedenza include il dielettrico proprietà di il circuit bordo material, il altezza di il rame foglio, il dètanza da cicomecuno livello to il terra/potenza livello, e il line larghezza. Da queo il prima tre parametri sono generalmente determinato da il produzione process, progettazioneer di solito affidarsi on il line larghezza. to controllolololo impedenza. Da queo cicomecuno circuit livello ha a diverso dètanza da il terra or potenza livello, it è ovviamente sbagliato to uso il stesso empirico dati per cicomecuno livello. Il problem è composto da il fatto che il produzione process or bordo caratterètiche usato durante sviluppo può cambiamento at qualsicomei tempo. La maggior parte di il tempo, questi problemi sarà be esposto in il prototipazione fcomee, che è di solito rèolto da riparazione il circuit board or riprogettazione il board dopo trovare il problem. Questo è costooso, correzioni spesso introdurre aggiuntivo questioni che richiedere ulteriormente debug, e il perso entrate due to ritardi in tempo-to-market è far maggiore di il cost di debug. Qucomei ogni elettronica produttore facce questo problem, e it bolle giù to il fatto che tradizionale Scheda PCB progettazione sditware impossibile tenere up con il corrente realtà di elettrico prestazioni requèiti, at questo punto it è non come semplice come empirico dati on meccanica progettazione.

Soluzione: Parametricoo Vincoli
Progettazione sditware venditori are attualmente Provare to rèolvere questo problem da aggiunta parametri to vincoli. Il bellezza di questo approccio è che it can specseicare meccanica specseiche che completamente riflettere il varie interno elettrico caratterètiche, e come lungo as it è aggiunto to il PCB progettazione, il progettazione sditware can uso questo inmoduloazioni to control automatic posizionamento e routing strumenti. Queo il successivo produzione process modifiche, là è no necessità to riprogettazione. Il progettazioneer Solo necessità to semplicemente aggiornamento il process caratterètica parametri to automaticamente cambiamento il rilevante vincoli. Progettisti can poi run a RDC (progettazione regola verifica) to determinare if il nuovo process anche viola altro progettazione regole, e to trova out cosa aspetti di il progettazione dovrebbe be modificato to corretto qualsiasi errori. Vincoli can be inserito in il modulo di matematica espressioni, incluso costanti, varie operatori, vettori, e altro progettazione vincoli, pernendo progettazioneer con a parametricoooooo basato su regole sistema. Vincoli can anche be inserito in il perm di look-up tabelle, conservazione loro in il progettazione file on il PCB or schematico. Scheda PCB routing, rame foglio area sedi, e layout strumenti deve rispettare con il vincoli generato da questi condizioni. RDC verifica se il intero progettazione conperme con questi vincoli, incluso line larghezza, spaziatura, e spazio requisiti (tale as area e altezza vincolos), ecc. . A molto semplice esempio is il aumento tempo vincolo, che is generalmente set to a costante 1.5ns. Secondo to questo condizione, il traccia lunghezza vincolo can be ottenuto, che is, 5,800mil/ns volte il aumento time di 1.5ns. A leggermente more complesso esempio is il elementoo spaziatura, che is determinato da moltiplicazione il tangente di il rilevamento angolo da il dispositivo altezza, che dà il element spaziatura valore.

Gerarchico gestione: A maggiore benefici di parametric vincoli is che loro can be gestito gerarchicamente. Per esempio, il globale line larghezza regola can be usato as a progettazione vincolo in il intero progettazione. Di corso, là are individuale regioni or nodi che impossibile copia questo principio. A questo time, il alto vincoli can be dapassato e il basso livello vincoli in il gerarchica progettazione can be usato.
1) Progettazione vincoli per tutti oggetti senza altro vincoli.
2) Gerarchico vincoli per oggetti on a certo livello.
3) Nodo tipo vincoli per tutti nodi contenuto in a certo tipo.
4) Nodo vincoli, usato per a certo nodo.
5) Interclasse vincoli, che rappresenta vincoli tra due tipi di nodi.
6) Spazio vincoli per tutti dispositivi in a spazio.
7) Dispositivo vincoli, per a certo dispositivo.

Esempio 1: Linea larghezza = f (impedenza, livello spaziatura, dielettrico costante, rame foglio altezza)
Here is an esempio di come parametric vincoli can be usato as progettazione regole to control impedenza. As menzionato prima, il impedenza is a funzione di il dielettrico costante, il distanza to il near-circuit livello, il larghezza e altezza di il rame line. Da queo il impedenza richiesto da il progettazione ha sono stati determinato, questi quattro parametri can be arbitrariamente preso as il rilevante variabili to riscrivere il impedenza formula, in più casi il Solo parametro che il progettazioneer can control is il line larghezza. Perché di questo, il vincoli on line larghezza are a funzione di impedance, dielettrico costante, distanza to near-line livelli, e rame foglio altezza. Se il formula is definito as a livello vincolo e il produzione process parametri are definito as a progettazione livello vincolo, il sditware sarà automaticamente regolazione il line larghezza to compensare queo il progettato line livello modifiche. In il stesso via, if il progettato circuit board is prodotto da un altro process e il rame foglio altezza is modificato, solo cambiamento il rame foglio altezza parametro in il progettazione livello sarà causa il rilevante regole in il livello to be automaticamente ricalcolato.

Esempio 2: Dispositivo intervallolo = max(default interval, f(dispositivo altezza, rilevamento angolo)
Il ovvio benefici di utilizzeo entrambi parametric vincoli e progettazione regola controllo is che il parametric approccio is molto portatile e controllabile queo il progettazione is modificato. Questo esempio mostra come il dispositivo spaziatura is determinato da process caratteristiche e prova requisiti. Il sopra formula indica che il dispositivo spaziatura is a funzione di dispositivo altezza e ispezione angolo. Di solito il rilevamento angle is a costante for il intero board, so it can be definito at il progettazione livello. Queo il ispezione is modificato to a diverso macchina, il intero progettazione can be aggiornato semplicemente da entrata nuovo valori in il progettazione livello. Dopo entrata il nuovo macchina prestazioni parametri, il progettazioneer can semplicemente run il RDC to check se il dispositivo spaziatura conflitti con il nuovo spaziatura valore to sapere if il progettazione is fattibile, piuttosto di analizzare e correzione e poi che richiede a duro calcolo for il nuovo spaziatura Molto più facile.

Esempio 3: Componente Layout
In aggiunta to organizzazione progettazione oggetti e vincoli, design regole can anche be usato for componente posizionamento, che mezzi che it can rilevare dove to luogo dispositivi basato on vincoli senza introduzione errori. Il evidenziato part in Figura 1 is il dispositivo posizionamento area che incontra fisico vincoli (tale as spaziatura da board bordi e dispositivo spaziatura, ecc.), e Figura 2 altolights il device posizionamento area che incontra elettrico vincoli, tale as traccia lunghezza, Figura 3 Solo il area che soddisfa il spazio vincolo is mostrato, Figura 4 is il intersezione di il parti in il prima 3 cifre, questo is il efficace layout area, e il dispositivi posto in questo area can soddisfare all il vincoli. In fatto, generazione vincoli in a modulare moda can molto migliorare loro manutenibilità and riutilizzabilità. Nuovo espressioni can be generato da riferimento to il vincolo parametri of il diverso livelli of il precedente fase, such as il in alto livello line larghezza secondo on il distanza and rame line height of il in alto livello and il variabili Temp and Diel_Const in il design livello. Nota che design regole are visualizzato in ascendente ordine, and cambiamento a high vincolo sarà immediatamente influenza all espressioni riferimento che constraint.


Design riutilizzo and documentoazione
Not Solo can parametric vincoli significativamente migliorare il iniziale design process, ma loro are anche more utile for ingegneria modifiche and design riutilizzo. Vincolos can be part of il design, sistema, and documentation, if non solo in il mente of il ingegnere or designer , poi loro può lentamente dimenticare quando loro Sposta on to altro progetti. Vincolo documenti document il elettrico prestazioni regole che dovrebbe be seguito durante il design process and fornire altri con an opportunità to capire il designer intenti so che questi regole can be facilmente applicato to nuovo produzione processi or modificato basato on elettrico prestazioni requisiti. Futuro riutilizzatori can anche sapere il esatto design regole and make modifiche by entrata nuovo process requisiti senza avendo to Indovina at questioni such as come line larghezze are ottenuto. The Parametric Constraint Editor facilita Scheda PCB layout and routing sotto multidimensionale vincoli, di nuovo abilitazione instradamento automatico software and design regole to be completamente controllato contro complesso elettrico and process requisiti, piuttosto di solo esperienza or semplice, inutile disegni regola. The risultato is a successo Scheda PCB design che riduce or anche elimina prototipazione.