PCB 블로그 - 통합 시스템 PCB 보드 설계 신기술

현재의 전자 PCB 보드 설계는 대부분 통합 시스템 수준의 설계이며, 전체 프로젝트에는 하드웨어 설계와 소프트웨어 개발이 포함된다.이 기술 특징은 전자 엔지니어에게 새로운 도전을 제기했다.우선, 어떻게 초기 설계 단계에서 시스템 소프트웨어와 하드웨어의 기능을 합리적으로 구분하고 효과적인 기능 구조 구조를 형성하여 중복된 순환 과정을 피할 것인가;둘째, 짧은 시간 내에 고성능, 신뢰성이 높은 PCB 보드를 설계하는 방법.소프트웨어의 개발은 대부분 하드웨어의 실현에 의존하기 때문에 전체 기기의 설계를 통해서만 설계 주기를 더욱 효과적으로 단축할 수 있다.본고는 새로운 기술 배경에서 시스템 보드급 디자인의 새로운 특징과 전략을 논술하였다.모두가 알다싶이 전자기술의 발전은 날로 새로워지고있는데 이런 변화의 근원은 주로 칩기술의 진보이다.반도체 공정은 점점 더 물리적 한계에 가까워지고 있으며, 현재 이미 심층 마이크로미터 수준에 도달했으며, 초대규모 회로는 이미 칩 개발의 주류가 되었다.이러한 공정과 규모의 변화는 전체 전자 업계에 많은 새로운 전자 설계 병목 현상을 가져왔다.이사회 차원의 설계도 큰 영향을 받았다.한 가지 분명한 변화는 칩 패키지의 유형이 매우 풍부하다는 것입니다.둘째, 고밀도 지시선 패키징과 소형 패키징은 MCM 기술의 광범위한 적용과 같은 전체 제품의 소형화를 실현하기 위해 유행이 되었다.또한 칩의 작동 주파수가 높아지면 시스템의 작동 주파수를 증가시킬 수 있다.이러한 변화는 불가피하게 이사회 차원의 설계에 많은 문제와 도전을 가져왔다.첫째, 고밀도 핀과 핀 크기에 대한 물리적 제한이 증가하여 경로설정 속도가 낮습니다.둘째, 시스템 클럭 주파수 증가, 타이밍 및 신호 무결성 문제로 인해;더 나은 도구를 사용하여 복잡하고 고성능의 설계를 완성하십시오.

고속 디지털 회로 (즉, 높은 클럭 주파수와 빠른 가장자리) 의 설계는 이미 주류가 되었다.제품의 소형화와 고성능은 같은 판에 신호 설계 기술(즉, 디지털, 아날로그 및 RF 혼합 설계)을 혼합하여 발생하는 분포 효과 문제에 직면해야 한다.설계 난이도가 높아짐에 따라 기존의 설계 프로세스와 설계 방법론, PC의 CAD 도구는 현재의 기술적 과제를 충족하기 어렵습니다.이에 따라 EDA 소프트웨어 도구 플랫폼이 UNIX에서 NT 플랫폼으로 이전하는 것은 업계에서 공인된 추세다.일반적으로 신호의 상호 연결 지연이 가장자리 신호 뒤집기 임계값 시간의 20% 보다 크면 보드의 신호선은 전송선 효과를 나타냅니다. 즉, 연결은 더 이상 총 매개변수의 순수한 선 성능을 나타내지 않습니다.반대로 분포 파라미터 효과를 나타내는데 이런 디자인은 일종의 고속 디자인이다.고속 디지털 시스템 설계에서 설계자는 반드시 기생 효과로 인한 위조 반전과 신호 왜곡, 즉 시차와 신호 완전성 문제를 해결해야 한다.현재, 이것은 또한 고속 회로 설계자가 해결해야 할 병목 현상입니다.우리는 전통적인 고속 회로 설계에서 전기 규칙 설정과 물리 규칙 설정이 분리되어 있다는 것을 알 수 있다.따라서 엔지니어는 전기 요구 사항을 충족하는 물리적 라우팅 정책을 계획하기 위해 초기 설계 단계에서 철저한 프런트엔드 (즉, 논리적 설정 물리적 구현) 분석을 수행하는 데 많은 노력을 기울여야 한다는 단점이 있습니다.고속 효과는 단순히 경로설정 길이와 평행선을 제어하여 원하는 효과를 얻을 수 없는 복잡한 주제입니다.설계사는 반드시 이런 곤경에 직면하게 될 것이다.가상 어셈블리의 물리적 규칙은 실제 경로설정에서는 적용되지 않으며 규칙을 반복적으로 수정하여 실용적인 가치를 부여해야 합니다.라우팅이 완료되면 사후 검증 도구를 사용하여 분석할 수 있습니다.그러나 문제가 발견되면 엔지니어는 설계로 돌아가 구조 또는 규칙을 조정해야 합니다.이것은 순환 중복 과정이다.이것은 불가피하게 제품의 출시 시기에 영향을 줄 것이다.설계에 몇 개 또는 수십 개의 중요한 와이어넷만 있을 때 물리적 규칙 제어 방법은 설계 임무를 잘 수행할 수 있습니다.그러나 설계에 수백, 심지어 수천 개의 와이어넷이 있을 때 물리적 규칙으로 구동되는 방법은 기본입니다.설계 임무를 감당할 수 없다.전자 기술의 발전은 디자인이 직면한 병목 현상을 해결하기 위한 새로운 방법과 도구를 요구한다.물리적 규칙이 고속 설계를 구동하는 결함을 해결하기 위해 고속 디지털 회로 설계 EDA 도구 개발에 종사하는 업계 유식한 사람은 3년 전에 실시간 전기 규칙이 물리적 배치를 구동하는 개념을 제시했다.개혁을 단행하다.

상호 연결 종합은 실시간 전기 규칙 구동 방법의 전형적인 용어이다. 즉, 물리적 배치와 배선 과정에서 상호 연결 종합기는 전기 규칙 제약에 따라 실시간으로 분석하고 설계자의 요구에 부합되는 배선 전략을 추출하여 설계를 통과시킨다.이러한 접근 방식은 전기 요구 사항과 물리적 구현을 상호 연결하여 통합함으로써 물리적 규칙 제어 방법의 결함을 근본적으로 제거합니다.도구에 노이즈 및 타이밍 구속 규칙을 입력합니다.타이밍은 타이밍 구속을 충족시키기 위해 설명된 레이아웃을 제어합니다.신호 무결성 사전 최적화를 수행합니다.핵심 네트워크가 전기 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 보드 레벨 통합공용 네트워크의 라우팅 완료최적화.전기 규칙 제어 방법을 통해 레이아웃을 설계하기 전에 품질을 효과적으로 평가하고 신호 왜곡을 감지하며 일치하는 네트워크 토폴로지 구조와 적합한 단자 일치 구조와 저항 값을 결정할 수 있습니다.레이아웃과 케이블 연결이 완료되면 사후 검증이 가능하며 소프트웨어 오실로스코프로 파형을 직관적으로 감지할 수 있습니다.이때 발견된 시퀀스와 왜곡 문제에 대해서는 라우팅 통합 최적화 함수를 사용하여 해결할 수 있습니다.

혼합 신호 설계 솔루션

디자인의 소형화가 유행이 되면서 소비자들은 고성능, 저가의 제품을 필요로 한다.시장 경쟁에 적응하기 위해 제조업체는 개발자에게 가능한 한 짧은 시간 내에 다양한 유형과 기능 구성의 고성능 및 저비용 제품을 개발할 것을 요구합니다.제품, 시장을 점령하다.이것은 디자이너에게 많은 새로운 디자인 도전을 가져왔다.예를 들어, 동일한 기판에 디지털 혼합 기술, 심지어 무선 주파수 기술을 사용하여 제품 기능을 소형화하고 향상시키기 위한 설계를 달성할 수 있습니다.전 세계를 휩쓸고 있는 휴대전화가 대표적인 예다.이 업계에도 해당하는 솔루션이 있습니다. 디자인 팀, 병렬 디자인, 파생 및 디자인 재사용은 전형적인 전략입니다.

기존 직렬 설계

즉, 전자 엔지니어가 모든 프런트엔드 회로 설계를 완료한 후 물리 보드급 설계자에게 백엔드 구현을 맡깁니다.설계 주기는 회로 설계 및 보드 레벨 설계 시간을 합한 값입니다.소형화된 신형 병행 디자인이 주류 디자인 사상이 되었고 혼합 기술이 광범위하게 채택된 후에 직렬 디자인 방법은 다소 시대에 뒤떨어졌다.우리는 디자인 방법론을 혁신하고 강력한 EDA 도구를 사용하여 적시에 시장의 요구를 충족시키기 위해 설계자의 설계를 지원해야 합니다.모두가 알다시피, 우리 모두는 모든 분야에 발을 들여놓을 수도 없고, 짧은 시간 내에 모든 일을 신속하게 완성할 수도 없다.디자인팀의 개념은 바로 이런 배경에서 제기되었고 널리 사용되였다.현재 많은 회사들이 디자인 팀의 방식으로 제품 개발을 진행하고 있다.즉 설계의 복잡성과 기능 모듈의 차이에 따라 전체 설계를 서로 다른 기능 블록으로 구분하여 서로 다른 설계 개발자가 논리적 회로와 PCB 보드의 설계를 병행한다.그런 다음 최상위 설계에서 각 BLOCK 블록의 최종 설계 결과를 "부품" 방식으로 전달하여 완전한 보드 설계를 작성합니다.이 방법을 PCB 보드 설계 재사용이라고 합니다.이 방법을 통해 설계 주기를 크게 단축할 수 있으며 설계 시간은 BLOCK 블록의 설계 시간과 백엔드 인터페이스 연결 처리 시간의 합계일 뿐이라는 것을 알 수 있습니다.

파생 기술

다양한 수준의 사용자의 요구를 충족시키기 위해 민간 제품에 초점을 맞춘 제조업체는 종종 시장을 공략하기 위해 다양한 기능과 수준의 제품을 개발해야합니다.과거에는 서로 다른 기능의 제품 개발에 대해 서로 다른 디자인 프로세스를 사용하여 단독으로 실현했다. 즉, 서로 다른 개발 데이터를 사용하여 서로 다른 기능의 보드를 생산하여 제품을 실현했다.단점은 비용이 증가하고 설계 주기가 길어지는 동시에 제품의 인위적인 신뢰할 수 없는 요소를 증가시킨다는 것이다.오늘날 많은 제조업체는 비용을 절감하고 PCB 보드의 품질을 향상시키기 위해 동일한 설계 공정 데이터를 사용하여 다양한 기능 시리즈의 제품을 파생 기술로 해결하고 있습니다.