PCB Teknik - Güç bütünlüğünün Apsim-spi

PCB tasarımında, yüksek hızlı devrelerin tasarımı ve kalite analizi mühendisler arasında tartışmanın odaklanması kesinlikle. Özellikle bugün devrelerin çalışma frekansı yükseliyor. Örneğin, 150-200MHz menzilinde olması gereken genel dijital sinyal işleme (DSP) devre tahtalarının uygulama frekansı için çok yaygın. CPU kurulun pratik uygulamalarında 500MHz üzerinde ulaştığına şaşırmaz. Sanayide Ghz devrelerin tasarımı çok popüler oldu. Bütün bu PCB tahtalarının tasarımı sık sık çoklu katlı tahta teknolojisi tarafından fark edilir. Çok katı tahta tasarımında enerji katmanın tasarımı kabul etmek imkansız. Fakat, elektrik katmanın tasarımında tasarım birçok tür enerji kaynaklarının karışık uygulamasına neden oldukça karışık olur.

Peki PCB mühendislerinin arasında kalan sorunlar nedir? PCB katlarının sayısını nasıl tanımlayacağız? Kaç katı dahil edildi? Her katının içeriğini en mantıklı şekilde nasıl ayarlayabilir? Eğer birkaç katı toprak olmalıysa, sinyal katları, yeryüzü katları ve vb.

Çoklu tür enerji sağlama blok sistemlerini nasıl tasarlayacağız? 3.3V, 2.5V, 5V, 12V ve bunlar gibi. Güç katmanın mantıklı bölümü ve ortak toprak sorununun PCB'nin stabiliyeti için çok önemli bir faktördür.

Kapacitörleri çözümleme nasıl tasarlamak? Sesi değiştirmek için kapasitörleri çıkarmak için ortak bir yöntemdir, ama kapasitesini nasıl belirlemek? Kapacitör nerede? Ne zaman kapasitör türünü kullanacağız.

Yer sıçrama sesini nasıl yok edeceğiz? Yer sıçrama sesi nasıl etkiler ve faydalı sinyallerle karıştırır? Dönüş Yolu Sesini nasıl silecek? Çoğu durumda, mantıksız devre tasarımı devre başarısızlığının anahtarı ve devre tasarımı genellikle mühendislerin yardımcı bulunan iştir.

Şimdiki dağıtımı nasıl mantıklı tasarlayacağız? Özellikle yeryüzündeki ağımdaki dağıtımın tasarımı çok zordur. Eğer toplam akışı PCB tahtasında ayrılmaz dağılırsa, PCB tahtasının stabil işlemine doğrudan ve açıkça etkileyecek.

Ayrıca, aşağılık, aşağılık, çalma (oscilasyon), zamanın ertelenmesi, impedance eşleşmesi, glitches, etc. gibi ortak sinyal sorunları var. Ama bu sorunlar yukarıdaki sorunlardan ayrılmaz. Aralarında sebep bir ilişki var.

Genelde yüksek kaliteli yüksek hızlı PCB tahtasının tasarımı sinyal integritesi (SI---Sinyal Integrity) ve güç yeteneği (PI---Güç Integrity) ile ilgili düşünmeli. Daha doğrudan sonuç sinyal bütünlük içinde ortaya çıkmasına rağmen, onun sebeplerinde güç bütünlük tasarımını unutmamalıyız. Çünkü güç bütünlüğü son PCB tahtasının sinyal bütünlüğüne doğrudan etkiler.

PCB mühendislerinin arasında çok büyük bir yanlış anlaşılması var, özellikle geleneksel EDA araçlarını yüksek hızlı PCB tasarımı için kullanan insanlar. Birçok mühendisler bize, "EDA'nın SI sinyal integritet aracı tarafından analiz edilen sonuçlar neden aletlerimizin gerçek test sonuçlarına uygun ve analizin sonuçları sık sık ideal?" dediler. Aslında bu soru çok basit. Bu sorunun sebebi, bir tarafından, EDA üreticisinin teknik personeli bunu açıklamadı; On the other hand, it is the understanding of the simulation results of the PCB designer. Çin pazarında en sık kullanılan EDA araçları SI (Signal Integrity) analiz araçlarıdır. SI, elektrik teslimatının etkisini düşünmeden düzenleme ve aygıt modellerine dayalı bir analizidir. Çoğu analog aygıtlar bile. Bu analiz sonuçları ve gerçek sonuçları hata içinde olmalı. Çünkü çoğu durumda PCB tahtalarındaki güç yeteneğin in etkisi SI'den daha ciddidir.

Şu anda bazı EDA üreticileri, PI (Güç Integrity) analiz fonksiyonlarını parçacılığıyla temin ettiklerine rağmen analiz fonksiyonları SI (Signal Integrity) ile tamamen ayrılmış olmasına rağmen kullanıcıların gerçek test sonuçlarına yakın sonuçlarını görmek için yolu yok. Analiz raporu. PI ve SI yakın bağlantılardır. Ve birçok durumda, sinyalin tuhaf değişikliğini etkileyen en önemli sebebi enerji sağlama sistemidir. Örneğin, ayrılma kapasiteleri iyi tasarlanmıyor, toprak katı tasarımı mantıksız, döngü etkisi çok ciddi, şu anda dağıtım eşit değil, toprak sıçrama sesi çok büyük ve böyle.

PCB tasarım mühendisi olarak, gerçek sonuçlara yakın bir analiz raporunu görmek istiyorum. Bu yüzden gerçek simülasyon tasarımın etkisini sağlamak ve sorun çıkarmak kolay. SPI araçlarının acil durumu yukarıdaki tartışmayı mümkün ediyor. SPI'nin İngilizce kısayılması sinyal-güç akıllığıdır. Adı öneriyor gibi, SI sinyal integriteti ve PI güç yeteneğini birleştiren bir analiz aracı. Bu yüzden SI ve PI artık yalnız olarak gerçekleşmeyecek.

APSIM-SPI industride ilk ve sinyal bütünlüğü ve güç bütünlüğünü birleştiren tek ürün. SPI aracı ile, PCB mühendisleri, alet ile gerçek teste yakın olduğu simülasyon dalga formundan dalga formunu izleyebilir. Diğer sözlerde teoretik tasarım ve gerçek test daha sonra karşılaştırılabilir.

Kullanılmış SI fonksiyonu, güç katmanı ve benzerinin ideal bir durumda olduğu tahmin altında izole bir analizidir. Büyük bir yardımcı etkisi olsa da, tüm etkisi yok ve kullanıcılar SI analizi sonuçlarına dayanan hataları silmek zor. Bir tahmin olarak, eğer bir PCB tahtası olursa, çünkü VCC ve Büyük çizgileri çok ince, devre bu zamanda doğal olarak çalışmayacak. Aynı zamanda sinyaldeki tuhaf değişikliklerin oscilloskop gibi aletler ile çok ciddi olduğunu bulmak kolay. Ama bu t ür tasarım düşünmek kolay, eğer genel SI analiz araçlarını kullanırsanız, sinyalin tuhaf değişimini simüle edemezsiniz. Şu an simülasyon sonuçlarının dalga formu çok tamamlandığı ve tek değişiklik olmadığı halde, gerçekten işe yaramadığı noktaya tek değiştirilmiştir. Bu yüzden bir mühendislik "SI simülasyonunda sinyal dalga formu neden PCB tahtasında güç ve zemin kabloları yerleştirdiğimizde değişmiyor?" diye sordu. Diğer sözleriyle, güç kabını ve yeryüzü kabını düşünmüyor. Bu problemi çözmek için SPI araçlarını kullanmak tek yolu. SPI SI sinyal integritet analizinde yer katmanı tamamen düşünüyor, sinyal katmanın yerel kabloları ve büyük alan sinyal doldurulması dahil. Bu geoelektrik katmanların dayanılmaz sinyaller veya araştırmaları SI simülasyon sonuçlarına tamamen yükselecek. Sadece bu şekilde gerçek çalışma etkisi simüle edilebilir ve tabii ki son sonuç gerçek test sonuçlarına yakın. Mühendislere görsel düşünmek ve düzeltmek uygun.

SI ve PI'nin organik kombinasyonunu anlamak için APSIM-SPI iç modelleri, hesaplama metodları, kullanıcı arayüzleri, analiz fonksiyonları ve simülasyon mekanizmaları ile önemli ayarlamalar yaptı. Amacı, kullanıcının hala kullanılabilecek uygun olduğu iddianın altında SPI fonksiyonunun mükemmel olmasını sağlamak. Örneğin, RLGC modelleme ve dağıtım parametre çıkarmasında, SPI'nin RLGC parametre çıkarması önceki basit SI parametre çıkarmasından daha karmaşık. Çünkü SPI'de yeryüzünün parasitik parametrelerini ve yeryüzünün ve sinyal çizgisinin arasındaki bağlantısını tamamen düşünmeli.

APSIM-SPI sinyalin tuhaf değişikliklerini analiz ederken yeryüzünün etkisini tamamen düşünecek. Çünkü SPI'nin yeryüzünün parasitik parametre modelini ve sinyal düzenlemesinin parametre modelini ve modellendiğinde IBIS veya SPICE modelini de büyük bir şekilde düşünüyor. Bu yüzden, kapasiteleri, filtr kapasiteleri, terminal direktörleri, ya da SSO'nun sesini değiştirmesi, yeryüzü sıçrama sesi, etkinlik sırasında devre tarafından oluşturduğunuz analog komponentleri tasarlarsınız, hepsi son simülasyon sonuç dalga formunda yansıtılacak.

APSIM'nin SPI aracı kullanarak PCB mühendislerinin PCB tahtasını tasarımlarken sinyalin tuhaf değişikliklerini görüntüle izleyebilir ve zamanıyla ayarlayabilirler. Yer telinizin yeterince genişli olmadığını öğrenirseniz, sinyal sesli veya hatta deforme edilecek. Bu zamanda, tatmin edilene kadar yeryüzünün genişliğini ayarlayabilirsiniz. Dünya kablosu geçmişte ne kadar geniş olmalı? Mühendisler sadece tecrübeleri ile hata ayıklayabilir ve tasarlama doğruluğunda onlara yardım edecek bir araç yok. Ve eğer yer kablosu iyi değilse, PCB tahtasının çalışmasına neden olması çok yüksek olacak. Ama bugün PCB tahtaları çok karmaşık, sadece yeryüzü tel genişliği değil, aynı zamanda yeryüzü doldurulması, çoklu katı yeryüzü dizaynı, özellikle yeryüzü bölümleme teknolojisi, etc. Farklı frekanslar farklı kullanılmalı. Tedavi metodu. Sadece sınırlı deneyim tasarım gerekçelerini uygulamazsa. APSIM-SPI'nin yardımıyla, PCB mühendislerinin yeryüzü uçağının ve yeryüzü kablo sisteminin tasarımı mantıklı ve etkili olup olmadığını kolayca bilebilirler.

Örneğin: Çoklu katmanı tasarladığında, birçok mühendisler, her katmanı nasıl düzenleyeceğini düşündüğünde sinyal katmanı ya da toprak katmanı ilk olarak yerleştirmeyi bilmiyorlar. Sinyal katı ve toprak katı değişiklikle yerleştirildi mi yoksa konsantre edildi? Şimdi mühendisler SPI simülasyon sonuçlarına dayanan en iyi sonuçları bulabilirler.

Başka bir örnek: Yer uçağında çoklu güç malzemeleri varken, 3.3V toprak, 2.5V toprak, 5V toprak, bölünebilecek gibi, nasıl bölünebilir? Geçmişte mühendisler sadece sınırlı deneyimlere güvenebilir ve sadece sınır bölümünden mantıklı düşünebilirler. Bu bölgedeki tasarım mantıksız olursa, sonuçlar hayal edilebilir. Mühendislerin derin bir deneyimi var sanırım. Ancak toprak katı sık sık PCB tahtasının orta katında olduğu için ayıklama için değiştirmek zor çünkü fiziksel olarak erişilebilir. Aslında, çoklu güç stratumu tasarladığında, sadece çeşitli bölgeler arasındaki sınır sorunları düşünmeli değil, aynı zamanda filtreleme sorunları, ortak yeryüzü sorunları ve bunlar gibi. SPI aracı ile mühendisler çoklu güç alanı bölümünün mantıklı tasarımı kolayca gerçekleştirebilir. Eğer mantıksız olursa, sinyal simülasyon sırasında bozulacak. Bu daha önce imkansız.

Yer sıçrama sesi ve SSO sesi değiştirme konusunda herkes bu sesin ağırlığını (EDA'da, bu sesin PI güç yeteneğin in analizi alanında) tanıyor, özellikle hızlı PCB'yle, sık sık sık çalışma koşullarına karşılaşır. Aslında bu sesi ya da toprak sıçrama sesi değiştirmekten neden oluyor. Mühendisler de basit çözümleri bilmeliler. Ama sayısal bir bakış noktasından düşünüldüğünde, çok karmaşık. Örneğin: SSO değiştirme gürültüsünü yok etmek için basit ve etkili bir yol elektrik temsili ve yerde bir filtr kapasitesini eklemek. Ortak yöntem, farklı özellikler ve türlerin elektrolik kapasitelerini eklemek. Mühendislerin bu kapasitörlerin maksimum voltajını hesaplaması kolay olmalı. (PCB tahtasının çalışma voltasyonuna göre hesaplanılır), bu kapasitörlerin kapasitesini (kapasitet değeri) genelde sadece deneyim üzerinde tabanlı veya diğer devrelerin tasarımına referans edilebilir. Çünkü teori hesaplamak çok zor olacak. Özellikle şimdi PCB devresi çok karmaşık olduğu için elimdeki hesaplamalara güvenmek daha zor. Kapacitörün yerini de belirlemek kolay olmayan faktörlerden biridir. Ancak bu elektrolik kapasitelerin yerleştirilmesi ve oynadıkları filtreleme etkisi yakın olarak bağlı olacak. (Ortak yöntem, PCB tahtasının güç içerisinde yerleştirmek).

APSIM-SPI aracı kullanarak mühendisler bu filtr kapasitelerinin etkilerini kolayca tasarlayabilir ve doğrulayabilir. Ve bu kapasitörlerin yerini ve kapasitelerinin değerini etkili olarak belirler. Kesinlikle fazla kapasiteler kullanmayın ve daha az kapasiteler olmamalı!

APSIM-SPI de tuhaf sinyal değişimleri ve simülasyon tasarımı ile ilgili birçok özellikleri var. Şimdiki hızlı PCB tahtası tasarımın gelişmiş yardımcı yöntemlerle uygulanması gerektiğine inanıyoruz. SPI tasarım deneyimini yıllarca birleştirir ve gerçek test sonuçlarına dayanan PCB tahtasının özel çalışma durumunu doğrudan ve gerçekten simüle etmek için gelişmiş SI ve PI analiz tekniklerini integre eder. SPI, birçok yıldır deneyimlere dayalı tasarlanmış simülasyon çevresine geçiş yaparak yeni bir hata ayıklama platformu sağlıyor. Yüksek hızlı PCB'nin bir kere tasarım başarısı hızını çok geliştirir. SPI hızlı PCB tasarım mühendisleri için en popüler ve gerekli tasarım analiz aracı oldu. SPI endüstri'nde diğer PCB tasarım araçlarıyla yakın çalışıyor. Mentor Grafik, Cadence, PADS, Protel gibi...