PCB 블로그 - 고속 PCB 보드의 신호 문제 설계 방법

고속 PCB 보드 설계에서 신호 무결성 문제가 회로 설계 신뢰성에 미치는 영향이 점점 더 뚜렷해지고 있습니다.설계 엔지니어는 신호 무결성 문제를 해결하기 위해 회로 기판 설계의 제약 정의 단계에 더 많은 시간과 노력을 투자합니다.설계 프로세스 초기에 설계를 위한 신호 분석 도구를 사용하여 여러 시뮬레이션을 실행하고 보드 토폴로지 구조를 면밀히 계획함으로써 EMI 및 기타 관련 문제를 방지하기 위해 전기 및 물리적 특성에 대한 포괄적인 설계 구속을 개발할 수 있습니다.현재 전형적인 디자인 환경은 대부분 디자인의 후기를 향하고 회로 기판 드로잉을 주요 고려 요소로 한다.이제 설계 도구 공급업체가 이러한 새로운 설계 과제를 해결하고 있습니다.그러나 설계 엔지니어는 설계에서 점점 더 두드러지는 고속 설계 문제를 해결하는 새로운 방법을 필요로 하며, 이를 통해 설계 엔지니어는 설계 과정의 초기에 문제를 해결할 수 있다.

더욱 긴밀한 도구 통합은 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 보드 테스트 단계에 의존하지 않고 이러한 고속 신호 문제를 식별하고 해결하려면 보드 설계 전에 광범위한 신호 분석을 하는 것이 중요하다.설계 엔지니어가 이러한 문제를 발견하면 라우팅 및 회로 레이어 분포를 변경하고 시계 선의 라우팅 토폴로지를 정의하며 특정 속도로 구성 요소를 선택하여 회로 설계의 성공을 보장할 수 있습니다.그러나 이전의 신호 무결성 분석 도구는 매우 제한적이어서 사용하기가 쉽지 않거나 전체 설계를 분석할 수 있는 능력이 없었다.따라서 설계 엔지니어는 주목해야 할 핵심 회로 네트워크를 파악하거나 종합적인 신호 무결성 분석 도구에 의존하여 분석할 수밖에 없습니다.설계 도구는 새로운 지평을 개척하고 고속 설계 문제에 대한 효과적인 분석 도구를 개발하기 시작했다.Innoveda가 제공하는 신호 무결성 분석 도구를 예로 들 수 있습니다.이 회사의 HyperLynx 도구 세트는 사용하기 쉽고 드로잉 전후에 강력한 신호 무결성 분석 기능을 제공합니다.그 두드러진 특징은 사용자 친화적인 인터페이스로 설계 엔지니어가 그들이 구상한'가능한 장면'을 신속하게 분석하고 터미널 토폴로지 등 문제를 실험하여 성능과 신뢰성을 만족시키는 해결 방안을 신속하게 찾을 수 있도록 하는 것이다.Innoveda의 XTK 신호 무결성 검증 툴세트 및 ePlanner 신호 무결성 계획 환경은 복잡한 회로 기판 및 시스템을 처리하는 엔지니어를 위해 초고속 신호 무결성 분석을 위한 고급 알고리즘과 토폴로지 분석, 고속 스캔 및 손실선, 몬테카를로 메서드를 포함한 검증된 기능을 제공합니다.신호 무결성 분석에 사용되는 알고리즘입니다.과거에는 설계 엔지니어가 Hyperlynx와 XTK 중 하나를 선택해야 했습니다.최근 Innoveda는 이 두 가지 핵심 신호 무결성 분석 도구 간의 연결을 실현하여 두 도구를 통합하고 설계 주기를 효과적으로 단축할 수 있도록 설계에 사용할 수 있습니다.일반적으로 HyperLynx는 처음에는 고속 PCB 신호 분석을 위한 도구였지만 XTK와 ePlanner는 더 복잡한 토폴로지 분석 및 구속 생성에 사용됩니다.케이블 연결 기능 향상 케이블 연결 규칙이 결정되면 설계 엔지니어가 설계의 물리적 구현을 시작합니다.일반적인 PCB 보드 그리기 도구는 보드 레이어 설정, 구속 규칙 할당 및 보드의 모든 구성 요소 배치 기능을 포함하는 포괄적인 구성 요소 선택 기능을 제공합니다.좋은 도구는 모든 설계 구속조건을 자동으로 관리하고 최종 보드 설계를 생성하여 쉽게 사용할 수 있어야 합니다.그러나 이것은 고속 설계 환경에서는 충분하지 않으며 PCB 보드 그리기 도구는 더 포괄적인 솔루션을 제공해야합니다.현재 일부 설계는 일반적으로 매우 복잡하고 개발 시간이 짧습니다.설계 엔지니어는 더 이상 과거의 수동 드로잉 방법을 사용할 수 없습니다. 그렇지 않으면 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉽습니다.생산성을 극대화하고 대량의 신호 분석 문제를 해결하기 위해 설계 엔지니어는 배치 처리 모드와 상호 작용으로 라우팅을 수행할 수 있는 도구가 필요합니다.Innoveda가 발표한 PowerPCB 보드 5.0은 이러한 설계 요구 사항을 충족합니다.이러한 형태 및 규칙 기반 보드 설계 시스템에는 BlazeRouter HSD(고속 설계)가 포함되어 있으며, 이는 고속 구속 (/ 길이, 일치 길이 및 차등 페어 포함) 을 기반으로 자동 라우팅할 수 있는 고속 설계 옵션입니다.이러한 구속은 규칙 시스템 어디에나 배치할 수 있으며 BlazeRouter HSD는 이러한 규칙에 따라 자동으로 설계됩니다.이를 통해 설계 엔지니어는 핵심 회로 토폴로지를 설정하고 보호하여 핵심 신호가 올바른 순서로 연결되도록 할 수 있습니다.이 도구는 또한 수동 경로설정에 익숙한 설계 엔지니어를 위한 대화식 경로설정 편집기를 추가하고 결과 네트워크를 구속하는 데 광범위한 특수 지원을 제공합니다.이 새로운 고속 대화형 경로 편집기(FIRE)에는 다양한 설계 규칙 확인(DRC) 모드와 새로운 경로 편집 기능이 있습니다.설계 엔지니어는 자동으로 Z 잭을 추가하여 차등 쌍을 찾고 궤적 길이를 모니터링하거나 특정 구속 규칙에 따라 설계할 수 있습니다.이를 통해 설계 엔지니어는 집약적인 케이블 연결 설계를 쉽게 수행할 수 있으며 더 적은 보드 레이어에서 케이블 연결 밀도를 높일 수 있습니다.또한 이 도구는 설계 엔지니어에게 라우팅 옵션이 보드의 다른 네트워크에 미치는 영향을 나타내는 그래픽 피드백 기능을 제공합니다.과거에는 설계 엔지니어가 핵심 네트워크의 변경이 설계의 나머지 부분에 어떤 영향을 미칠지 알기 어려웠습니다.BlazeRouter HSD는 이전에는 종잡을 수 없었던 이러한 효과를 그래픽으로 구현하며 색상과 밝기가 서로 다른 효과를 나타냅니다.이를 통해 설계 엔지니어가 각 라우팅의 영향을 이해할 수 있습니다.이러한 도구는 오늘날 회로 기판 설계에 공통적으로 존재하는 고속 문제를 해결하는 데 있어 큰 발전을 나타냅니다.그러나 디자인 도구는 보드 디자인에서 빠르게 증가하는 클럭 속도와 복잡성에 맞게 더 많은 기능을 추가해야 합니다. 특히 오늘날의 멀티 포인트 디자인 도구를 대체할 수 있는 포괄적인 디자인 방법이 필요할 때입니다.새로운 방법의 설계 과정은 무엇입니까?주요 경로의 고속 문제를 해결하려면 프로세스의 초기 설계 정의 단계에서 새 기능을 추가해야 합니다.이 목표를 실현하기 위해서는 새로운 방법이 반드시 강력한 시뮬레이션과 분석 능력을 갖추어야 한다.또한 보드 설계, 특히 구성 요소의 가용성 및 비용에 대한 핵심 데이터에 대한 정보를 얻을 수 있어야 합니다.이상적인 상황에서 디자인 엔지니어는 디자인 플랫폼을 통해 전체 회사 내부의 협력을 실현할 수 있다. 디자인 엔지니어는 디자인 ide를 교환할 수 있을 뿐만 아니라