전자 설계 - Cadence 기반 고속 PCB 설계

1 소개

고속 PCB 디자인은 현대 PCB 디자인에서 비율이 점점 높아지고 디자인 난이도도 높아지고 있다.그 솔루션은 고속 부품뿐만 아니라 디자이너의 지혜와 세심한 작업도 필요하다.반드시 자세하게 연구하고 분석해야 한다.,기존의 고속 회로 문제를 해결하다.

2 고속 PCB 설계의 기본 내용

고속 회로 설계가 현대 회로 설계에서 차지하는 비례가 갈수록 커지고 설계 난이도도 갈수록 높아진다.그 솔루션은 고속 설비뿐만 아니라 설계자의 지혜와 세심한 작업도 필요하다.구체적인 상황은 반드시 진지하게 연구하고 분석해야 한다.기존의 고속 회로 문제를 해결하다.일반적으로 신호 무결성 설계, 전자기 호환성 설계 및 전원 무결성 설계 등 세 가지 측면의 설계가 포함됩니다.

2.1 신호 무결성 설계

신호 무결성은 신호 선상 신호의 질량을 가리킨다.좋은 신호 무결성을 가진 신호는 필요할 때 도달해야하는 전압 레벨의 값을 가지고 있음을 의미합니다.신호 무결성 저하는 특정 요소에 의해 발생하는 것이 아니라 보드 레벨 설계의 여러 요소 조합에 의해 발생합니다.특히 고속회로에서 사용된 칩의 전환속도가 너무 빠르고 단접소자의 배치가 불합리하며 회로의 상호련결이 불합리한 등은 모두 신호완결성문제를 초래할수 있다.구체적으로 말하면 주로 직렬교란, 반사, 과충과 하충, 진동, 신호지연 등을 포함한다.

2.2 전자기 호환성(전자기 호환성) 설계

전자기 호환성에는 전자기 간섭과 전자기 내성, 즉 과도한 전자기 복사와 전자기 복사에 대한 민감성이 포함된다.전자기 간섭에는 전도 간섭과 복사 간섭의 두 가지 유형이 있다.전도 간섭이란 한 전력망의 신호가 전도매체를 통해 전류의 형식으로 다른 전력망으로 전도되는 것을 말한다.PCB는 주로 접지 소음과 전원 소음을 표시합니다.방사선 교란은 신호가 전자파 형태로 방사되어 다른 전력망에 영향을 주는 것을 말한다.고속 PCB와 시스템 설계에서 고주파 신호선, 칩 핀, 커넥터 등은 안테나 특성에 영향을 주는 방사선 교란원이 될 수 있다.EMC 설계는 설계의 중요성에 따라 부품 및 PCB 레벨 설계, 접지 시스템 설계, 차폐 시스템 설계 및 필터 설계 등 네 가지 계층으로 나눌 수 있습니다.그중 앞의 두 개가 가장 중요하다.부품 및 PCB 레벨 설계에는 주로 소스 부품의 선택, 보드 스택, 레이아웃 및 케이블 연결이 포함됩니다.접지 시스템의 설계는 주로 접지 방식, 접지 임피던스 제어, 접지 회로와 차폐층 접지 등이다. 카덴스의 시뮬레이션 도구에서는 X, Y, Z 거리, 주파수 범위, 설계 여유, 표준 준수 등 세 방향에서 전자기 간섭의 시뮬레이션 참가 수를 설정할 수 있다.이 시뮬레이션은 후면 시뮬레이션으로 설계 요구 사항을 충족하는지 주로 확인합니다.그러므로 전단계 작업을 할 때 우리는 또 전자기교란리론에 근거하여 설계해야 한다.일반적인 방법은 각 설계에 전자기 간섭을 제어하는 설계 규칙을 적용하는 것입니다.각 단계에서는 규칙 제어 및 제어가 가능합니다.

2.3 전원 공급 장치 무결성 설계

고속 회로에서 전원과 접지의 완전성도 매우 중요한 요소이다. 왜냐하면 전원의 완전성은 신호의 완전성과 밀접한 관련이 있기 때문이다.대부분의 경우 신호가 왜곡되는 주요 원인은 전원 시스템입니다.예를 들어, 과다한 접지 반발 소음, 디커플링 콘덴서 설계 부당, 여러 전원 또는 접지 평면 구분 부당, 접지층 설계 불합리, 전류 분포 불균형 등은 전원 무결성 문제를 초래하고 신호 왜곡을 초래할 수 있다.신호의 무결성으로.문제를 해결하는 주요 사고방식은 배전 시스템을 확정하고, 큰 크기의 회로 기판을 몇 개의 작은 크기의 판으로 구분하며, 접지 반등 (접지 반등) 에 따라 디커플링 커패시터를 확정하고, 전체 PCB 판을 중점적으로 고려하는 것이다.각 방면.

3 고속 PCB 설계 방법

3.1 전통적인 디자인 방법

전통적인 디자인 방법은 최종 테스트 전에 어떠한 처리도 하지 않고 기본적으로 디자이너의 경험에 의존하여 완성된다.원형을 테스트하고 검사해야만 문제를 발견하고 문제의 원인을 확정할 수 있다.이 문제를 해결하기 위해서는 처음부터 다시 설계하는 것이 가능하다.개발 주기든 개발 비용이든 주로 설계자의 경험에 의존하는 이런 방법은 현대 제품 개발의 요구를 만족시킬 수 없다. 현대 고속 회로의 높은 복잡도 설계는 말할 것도 없다.따라서 고급 설계 도구를 사용하여 설계 프로세스를 정성 및 정량적으로 분석하고 제어할 필요가 있습니다.

3.2 Cadence 설계 방법

현재 점점 더 많은 고속 설계가 개발 주기를 가속화하는 데 더욱 유리한 더욱 효과적인 방법을 채택하고 있다.먼저, 설계 성능 지표에 맞는 물리적 설계 규칙을 설정하고 이러한 규칙을 사용하여 PCB 레이아웃과 케이블 연결을 제한합니다.기기를 설치하기 전에 시뮬레이션 설계를 했습니다.이러한 가상 테스트에서 설계자는 설계 지표를 비교하여 성능을 평가할 수 있습니다.이러한 핵심 전제 조건은 모델의 시뮬레이션 분석과 전기 특성에 대한 정확한 예측을 기반으로 하는 성능 지표의 물리적 설계 규칙을 구축하는 것입니다.따라서 단계별 시뮬레이션 분석이 중요하다.Cadence 소프트웨어는 자체 고속 PCB 설계 프로세스를 개발했습니다.그 주요 사상은 좋은 시뮬레이션 분석과 설계를 이용하여 문제의 발생을 방지하고 PCB가 생산되기 전에 가능한 모든 문제를 해결하는 것이다.왼쪽의 기존 설계 프로세스와 비교할 때 주요 차이점은 프로세스에 제어 노드가 추가되어 설계 프로세스를 효과적으로 제어할 수 있다는 것입니다.원리도 설계, PCB 레이아웃, 고속 시뮬레이션 분석을 통합하여 설계 모든 면에서 전기 성능과 관련된 문제를 해결할 수 있습니다.시퀀스, 신호 소음, 간섭, 전원 구조와 전자기 호환성 등 여러 요소를 분석함으로써 시스템의 신호 완전성, 전원 완전성, 전자기 간섭 등 문제를 배치하고 배선하기 전에 최적화하여 설계할 수 있다.

4 결론

구체적인 설계 과정에서 각 부분의 디자이너가 수평적으로 협동하여 작업하고 세로로 디자인의 각 단계를 종합적으로 고려해야 한다.설계와 모방은 전반 설계과정을 관통하여 과정의 통제가능성과 구체적인 지표의 량화를 실현한다.오직 이렇게 해야만 효율적인 설계를 실현할 수 있다.고속 PCB 설계는 매우 복잡한 시스템 공학입니다.설계에 사용된 각 부품의 물리적 및 전기적 특성, 영향 및 상호 작용을 계산할 수 있을 뿐만 아니라 설계된 PCB에서 자동으로 추출해야 하는 부품만 사용할 수 있습니다.모델링과 같은 강력한 EDA 소프트웨어 도구와 실제 설계 작업의 동적 표징을 제공하는 시뮬레이터는 위의 신호 무결성, 전자기 간섭 및 전원 무결성 문제를 보다 포괄적으로 해결할 수 있습니다.