PCB Tecnico - Nuova tecnologia integrata di progettazione PCB per la prova PCB

L'attuale progettazione elettronica della prova PCB è per lo più una progettazione integrata a livello di sistema e l'intero progetto include sia la progettazione hardware che lo sviluppo software. Questa caratteristica tecnica pone nuove sfide agli ingegneri PCB.

Prima di tutto, come dividere ragionevolmente le funzioni software e hardware del sistema nella fase iniziale di progettazione per formare un efficace quadro di struttura funzionale per evitare processi ciclici ridondanti; In secondo luogo, come progettare una scheda PCB ad alte prestazioni e ad alta affidabilità in breve tempo. Poiché lo sviluppo del software si basa fortemente sulla realizzazione di hardware, solo assicurando che l'intera progettazione della macchina sia passata una volta può il ciclo di progettazione essere abbreviato in modo più efficace. Questo articolo discute le nuove caratteristiche e le nuove strategie della progettazione a livello di scheda di sistema sotto il nuovo background tecnico. Come tutti sappiamo, lo sviluppo della tecnologia elettronica sta cambiando ogni giorno che passa e la causa principale di questo cambiamento è il progresso della tecnologia dei chip. Il processo dei semiconduttori sta diventando sempre più fisico, ed ora ha raggiunto il livello profondo di sub-micron, e i circuiti su larga scala sono diventati il mainstream dello sviluppo dei chip. E questo cambiamento di processo e scala ha portato molte nuove strozzature di progettazione elettronica in tutta l'industria elettronica. Anche il design a livello di bordo è stato notevolmente influenzato. Il cambiamento più evidente è l'enorme varietà di imballaggi per chip, come l'emergere di BGA, TQFP, PLCC e altri tipi di imballaggio; in secondo luogo, l'imballaggio ad alta densità del perno e l'imballaggio miniaturizzato sono diventati uno. Questo tipo di moda, al fine di realizzare la miniaturizzazione dell'intero prodotto, come ad esempio: l'ampia applicazione della tecnologia MCM. Inoltre, l'aumento della frequenza operativa del chip consente di aumentare la frequenza operativa del sistema. Questi cambiamenti porteranno inevitabilmente molti problemi e sfide alla progettazione a livello di board. In primo luogo, a causa dei limiti fisici crescenti dei pin ad alta densità e delle dimensioni dei pin, con conseguente bassi tassi di distribuzione; in secondo luogo, i problemi di temporizzazione e integrità del segnale causati dall'aumento della frequenza di clock del sistema; In terzo luogo, gli ingegneri sperano di essere in grado di utilizzare la piattaforma PC Utilizzare strumenti migliori per completare progetti complessi e ad alte prestazioni. Pertanto, non è difficile per noi vedere che il design della scheda PCB ha le seguenti tre tendenze: Il design PCB dei circuiti digitali ad alta velocità (cioè, alta frequenza di clock e bordi veloci) è diventato il mainstream. La miniaturizzazione del prodotto e le alte prestazioni devono affrontare il problema degli effetti di distribuzione causati dalla tecnologia di progettazione a segnale misto (cioè, progettazione mista digitale, analogica e RF) sulla stessa scheda. L'aumento della difficoltà di progettazione ha fatto sì che il processo di progettazione tradizionale e i metodi di progettazione e gli strumenti CAD sul PC siano difficili da affrontare alle attuali sfide tecniche. Pertanto, il trasferimento della piattaforma software EDA dalla piattaforma UNIX alla piattaforma NT è diventato una tendenza riconosciuta nel settore. In generale, quando il ritardo di interconnessione del segnale è superiore al 20% del tempo di soglia di capovolgimento del segnale del bordo, il cavo di segnale sulla scheda mostrerà l'effetto della linea di trasmissione, cioè, la connessione non è più un semplice cavo che mostra i parametri raggruppati Prestazione, ma mostra l'effetto dei parametri distribuiti, Questo design è un design ad alta velocità. Nella progettazione di sistemi digitali ad alta velocità, i progettisti devono risolvere il problema del falso capovolgimento e della distorsione del segnale causati da parametri parassitari, cioè problemi di temporizzazione e integrità del segnale. Allo stato attuale, questo è anche un problema di collo di bottiglia che i progettisti di circuiti ad alta velocità devono risolvere. Possiamo scoprire che nella progettazione tradizionale di circuiti PCB ad alta velocità, l'impostazione delle regole elettriche e l'impostazione fisica delle regole sono separati. Questo porta le seguenti carenze:Nei primi giorni della progettazione PCB, gli ingegneri hanno dovuto spendere molta energia su analisi dettagliate front-end e back-end (cioè, istituzione logica-realizzazione fisica) per pianificare una strategia di cablaggio fisico che soddisfa i requisiti elettrici. L'effetto ad alta velocità è un soggetto complicato e l'effetto atteso non può essere raggiunto semplicemente controllando la lunghezza del cablaggio e le linee parallele. Il designer dovrà inevitabilmente affrontare un tale dilemma. Le regole fisiche con componenti falsi non sono applicabili nel cablaggio effettivo. Deve modificare ripetutamente le regole per farle avere un valore pratico. Quando il cablaggio è completato, lo strumento di post-verifica può essere utilizzato per l'analisi. Ma se si trova un problema, l'ingegnere deve tornare alla progettazione e regolare la struttura o le regole. Si tratta di un processo ciclico ridondante. Ciò inciderà inevitabilmente sul time to market. Quando ci sono solo poche o decine di reti metalliche critiche nella progettazione, l'azionamento fisico delle regole può completare bene il compito di progettazione; Ma quando ci sono centinaia o addirittura migliaia di reti metalliche nel progetto, il metodo fisico guidato dalle regole è fondamentale Inabilità di eseguire compiti di progettazione. Lo sviluppo della tecnologia elettronica richiede l'emergere di nuovi metodi e strumenti per risolvere i problemi di strozzatura affrontati dalla progettazione. Al fine di risolvere le carenze della progettazione fisica ad alta velocità guidata da regole, le persone di conoscenza del settore impegnate nello sviluppo di strumenti EDA per la progettazione di circuiti digitali ad alta velocità hanno proposto il concetto di layout fisico guidato da regole elettriche in tempo reale tre anni fa e hanno progettato idee di progettazione PCB digitali ad alta velocità. Il processo è stato riformato.