PCB Блог - Новая технология проектирования PCB - панелей интегрированных систем

Текущий дизайн электронных PCB - панелей в основном представляет собой интегрированный системный дизайн, и весь проект включает в себя аппаратный дизайн и разработку программного обеспечения. Эта техническая особенность ставит перед инженерами - электронщиками новые задачи. Во - первых, как правильно разделить аппаратные и программные функции системы на ранних этапах проектирования, чтобы сформировать эффективную структуру функциональной структуры и избежать повторяющихся циклических процессов; Во - вторых, как сконструировать высокопроизводительные и надежные PCB - платы за короткий промежуток времени. Поскольку разработка программного обеспечения в значительной степени зависит от реализации аппаратного обеспечения, более эффективно сократить цикл проектирования можно только путем проектирования всей машины. В этой статье рассматриваются новые характеристики и стратегии проектирования системных панелей в контексте новых технологий. Как мы все знаем, электронные технологии развиваются с каждым днем, и корни этих изменений в основном связаны с прогрессом в технологии чипов. Полупроводниковый процесс все ближе и ближе к физическому пределу, в настоящее время достиг уровня глубоких субмикрон, сверхкрупномасштабные схемы стали основным направлением разработки чипов. Это изменение процесса и масштаба привело к появлению многих новых узких мест в электронном дизайне во всей электронной промышленности. Значительное влияние также оказал дизайн на уровне совета директоров. Заметным изменением является то, что тип упаковки чипа чрезвычайно богат; Во - вторых, инкапсуляция проводов высокой плотности и миниатюризация стали модой для достижения миниатюризации всего продукта, такого как широкое применение технологии MCM. Кроме того, увеличение рабочей частоты чипа позволяет увеличить рабочую частоту системы. Эти изменения неизбежно создают множество проблем и проблем для дизайна на уровне совета директоров. Во - первых, из - за увеличения физических ограничений на размер выводов высокой плотности, что приводит к более низкой скорости проводки; Во - вторых, из - за увеличения частоты системных часов, времени и проблем с целостностью сигнала; Использование лучших инструментов для выполнения сложных и высокопроизводительных проектов.

Конструкция высокоскоростных цифровых схем (то есть высоких тактовых частот и быстрых краев) стала доминирующей. Миниатюризация и высокая производительность продукта должны столкнуться с проблемой эффекта распределения, вызванного гибридной технологией проектирования сигналов (то есть цифровой, аналоговой и RF - гибридной конструкцией) на одной и той же пластине. Увеличение сложности проектирования затрудняет традиционные процессы проектирования и методы проектирования, а также инструменты CAD на ПК для решения текущих технических проблем. Таким образом, переход платформы программного обеспечения EDA от UNIX к NT стал общепризнанной тенденцией в отрасли. Как правило, когда задержка соединения сигнала превышает 20% от порогового времени опрокидывания пограничного сигнала, сигнальная линия на панели демонстрирует эффект линии передачи, то есть соединение больше не является чисто линейным свойством, которое показывает набор общих параметров. Вместо этого он демонстрирует эффект распределенных параметров, и эта конструкция представляет собой высокоскоростной дизайн. При проектировании высокоскоростных цифровых систем дизайнеры должны решать проблемы псевдоинверсии и искажения сигнала, мгновенной последовательности и целостности сигнала, вызванные паразитическими эффектами. В настоящее время это также узкое место, которое дизайнеры высокоскоростных схем должны решить. Мы можем обнаружить, что в традиционных высокоскоростных схемах настройки электрических и физических правил разделены. Это приводит к следующим недостаткам: инженеры должны тратить много усилий на ранних этапах проектирования, чтобы выполнить подробный интерфейсный анализ (т.е. физическую реализацию логических настроек) для планирования физической стратегии маршрутизации, которая отвечает электрическим требованиям. Высокоскоростные эффекты - это сложная тема, которая не может достичь желаемых результатов, просто контролируя длину проводки и параллельные линии. Дизайнеры сталкиваются с такой дилеммой. Физические правила с псевдокомпонентами не применяются в реальной проводке, и он должен неоднократно изменять правила, чтобы сделать их полезными. Когда маршрутизация завершена, ее можно проанализировать с помощью инструмента последующей проверки. Но если проблема обнаружена, инженер должен вернуться к дизайну и внести изменения в структуру или правила. Это циклический избыточный процесс. Это неизбежно скажется на сроках выпуска продукции. Когда в дизайне всего несколько или несколько десятков критических сетей, подход, основанный на физических правилах, может хорошо выполнить задачу проектирования; Но когда в дизайне сотни или даже тысячи сетей, подход, основанный на физических правилах, является фундаментальным. Не справляется с задачей проектирования. Развитие электронных технологий требует новых подходов и инструментов для устранения узких мест в дизайне. Чтобы устранить недостатки высокоскоростного дизайна, основанного на физических правилах, отраслевой проницательный человек, занимающийся разработкой высокоскоростных цифровых схем, разработал концепцию физической компоновки, управляемой электрическими правилами в реальном времени три года назад. Были проведены реформы.

Интеграция межсоединений является типичным термином для метода, управляемого электрическими правилами в реальном времени, то есть в процессе физической компоновки и проводки синтезатор межсоединений анализируется в реальном времени в соответствии с ограничениями электрических правил и извлекает стратегию проводки, соответствующую требованиям дизайнера, чтобы конструкция прошла. Этот подход в корне устраняет недостатки подхода, основанного на физических правилах, путем интеграции электрических потребностей и физической реализации через соединения. Введите правила ограничения шума и ограничения времени в инструмент; Управление временем для выполнения ограничений времени; Предварительная оптимизация целостности выполняемого сигнала; Интеграция на уровне панелей для обеспечения того, чтобы ключевые сети соответствовали электрическим требованиям; Завершение маршрутизации обычной сети; Оптимизация. С помощью метода, управляемого электрическими правилами, качество может быть эффективно оценено до проектирования макета, обнаружения искажений сигнала и определения соответствующей топологической структуры сети и соответствующей структуры и значения сопротивления зажимов. После завершения компоновки и проводки может быть проведена последующая проверка, и форма волны может быть визуально обнаружена с помощью программного осциллографа. Проблемы временных рядов и искажений, обнаруженные в это время, могут быть решены с помощью функции комплексной оптимизации маршрутизации.

Решение для проектирования гибридных сигналов

Поскольку миниатюризация дизайна стала модой, потребителям нужны высокопроизводительные и недорогие продукты. Чтобы адаптироваться к конкуренции на рынке, производители требуют, чтобы разработчики разрабатывали высокопроизводительные и недорогие продукты с различными типами и функциональными конфигурациями в кратчайшие сроки. Продукты занимают рынок. Это создает множество новых дизайнерских проблем. Например, на одной и той же базовой плате используется цифровая гибридная и даже радиочастотная технология для достижения цели миниатюризации дизайна и улучшения функциональности продукта. Мобильные телефоны по всему миру являются типичным примером. Индустрия также имеет соответствующие решения - команды дизайнеров, параллельный дизайн, производные и повторное использование дизайна являются типичными стратегиями.

Традиционный последовательный дизайн

То есть, после того, как инженер - электроник завершит проектирование всех фронтальных схем, он будет передан дизайнеру физического уровня для завершения реализации заднего конца. Цикл проектирования - это сумма времени проектирования схемы и уровня платы. После того, как миниатюризация нового параллельного дизайна стала основной идеей дизайна, а гибридные технологии были широко приняты, последовательные методы проектирования несколько устарели. Мы должны внедрять инновации в методы проектирования и использовать мощные инструменты EDA, чтобы помочь дизайнерам в проектировании, чтобы соответствовать требованиям своевременного рынка. Всем известно, что каждый из нас не может заниматься всеми областями и быстро завершить всю работу в короткие сроки. Именно в этом контексте была предложена концепция проектной группы, которая широко используется. В настоящее время многие компании используют подход дизайнерских групп для совместной разработки продуктов. То есть, в зависимости от сложности конструкции и различий в функциональных модулях, весь дизайн делится на различные функциональные блоки, которые разрабатываются различными разработчиками дизайна параллельно с логическими схемами и платами PCB; Затем дизайн на верхнем уровне, конечный результат проектирования каждого блока Block передается в виде « устройства», синтезируя полный дизайн панели. Этот метод называется повторной разработкой PCB - панелей. Таким образом, нетрудно понять, что он может значительно сократить цикл проектирования, в то время как время проектирования - это всего лишь сумма времени проектирования блоков BLOCK, которые требуют много времени, и времени, затрачиваемого на обработку соединения интерфейса.

Производные технологии

Чтобы удовлетворить потребности пользователей на разных уровнях, производителям, ориентированным на гражданские продукты, часто приходится разрабатывать продукты с различными функциями и уровнями, чтобы занять рынок. В прошлом для разработки продукта с различными функциями мы часто использовали различные процессы проектирования для реализации в одиночку, то есть использовали разные данные разработки для производства различных функциональных панелей для реализации продукта. Недостатками являются увеличение затрат и увеличение проектного цикла, а также увеличение антропогенной ненадежности продукта. В настоящее время многие производители используют производные технологии для решения этой проблемы, используя одни и те же данные о процессе проектирования для получения продуктов различных функциональных рядов, что снижает затраты и повышает качество PCB - панелей.