Differentialpaar-Routing

Explanatory diagram showing how differential signaling works

Bei einem Differenzsignalsystem wird ein Signal über ein Paar eng gekoppelter Leiter übertragen, wobei einer das Signal und der andere ein gleich großes, aber entgegengesetztes Spiegelbild des Signals führt. Die Differenzsignalübertragung wurde entwickelt, um Situationen zu bewältigen, in denen die logische Referenzmasse der Signalquelle nicht gut mit der logischen Referenzmasse der Last verbunden werden konnte. Ein Vorteil der differentiellen Signalübertragung besteht darin, dass sie von Natur aus immun gegen elektrisches Gleichtaktrauschen ist, die häufigste Störquelle in elektronischen Produkten. Ein weiterer Vorteil der differentiellen Signalübertragung ist, dass sie die vom Signalpaar erzeugten elektromagnetischen Störungen (EMI) minimiert.

Leiterplattenverlegung für Differenzpaare

Das Leiterplatten-Routing für Differenzpaare ist eine Entwurfstechnik, die eingesetzt wird, um ein symmetrisches Übertragungssystem zu schaffen, das Differenzsignale (gleich und entgegengesetzt) über eine Leiterplatte übertragen kann. Typischerweise ist dieses Differenz-Routing an ein externes Differenzübertragungssystem, wie beispielsweise einen Steckverbinder und ein Kabel, angeschlossen.

Example of differential routing on a PCB

Es ist wichtig zu beachten, dass zwar das in einem verdrillten Differenzkabel erzielte Kopplungsverhältnis besser als 99 % sein kann, das bei der Verlegung von Differenzpaaren erzielte Kopplungsverhältnis jedoch typischerweise unter 50 % liegt. Nach heutiger Expertenmeinung besteht die Aufgabe beim Leiterplatten-Routing nicht darin, lediglich zu versuchen, eine bestimmte Differenzimpedanz zu erreichen, sondern vielmehr darauf zu achten, dass das Differenzsignal auf seinem Weg von der externen Verkabelung in gutem Zustand bei der Zielkomponente ankommt.

Laut Lee Ritchey, einem renommierten Experten für das Design von Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten, erfordert eine erfolgreiche differentielle Signalübertragung Folgendes:

  • Die Impedanzen der einzelnen Signalleitungen müssen auf die Hälfte der Impedanz des eingehenden Differenzkabels eingestellt werden.

  • Dass jede der beiden Signalleitungen am Empfängerende ordnungsgemäß mit ihrer eigenen charakteristischen Impedanz abgeschlossen ist.

  • Die beiden Leitungen sollten innerhalb der Toleranzen der im Design verwendeten Logikfamilie und der Schaltungsfrequenz gleich lang sein. Der Schwerpunkt sollte auf der Einhaltung des Timings liegen; passen Sie die Längen so an, dass das Skew-Budget des Designs eingehalten wird. Bei USB 3.x sollte die Längenabweichung beispielsweise nicht größer als 10 mils sein.

  • Nutzen Sie den Vorteil der nebeneinander verlaufenden Signalleitungen, um eine qualitativ hochwertige Verlegung mit angepassten Längen zu erreichen. Bei Bedarf ist eine Trennung zur Umgehung von Hindernissen zulässig.

  • Lagenwechsel sind zulässig, solange die Signalimpedanzen beibehalten werden.

Weitere Informationen finden Sie in dem Artikel Differential Signaling Doesn't Require Differential Impedancevon Lee W. Ritchey, verfügbar unter https://speedingedge.com/home/related-articles/.

Definition von Differentialpaaren während der Entwurfserstellung

Der Ansatz, den Sie zur Definition der Differentialpaare während der Entwurfserstellung verwenden, hängt davon ab, wie Sie die Entwurfsbeschränkungen für das Projekt umsetzen möchten. Altium Designer unterstützt hierfür zwei Ansätze. Der erste besteht darin, die Einschränkungen als PCB-Designregeln im PCB-Editor zu definieren. Der zweite Ansatz ist die Verwendung des Constraint Managers, einer tabellenkalkulationsähnlichen Oberfläche, mit der Sie bereits während der Entwurfsphase viele der Einschränkungen definieren können.

Der zur Definition der Designanforderungen verwendete Ansatz – entweder mithilfe des Constraint Manager oder durch die Definition als Design Rules – – wird festgelegt, wenn Sie die Constraint Management Option im Create Project Dialogfeld bei der Projekterstellung festlegen. Erfahren Sie mehr überdas Definieren von Designanforderungen mithilfe des Constraint Managers. Alternativ können Sie sich über das Definieren, Festlegen des Umfangs und Verwalten von Designregeln informieren. Es gibt außerdem eine einseitige Unterstützung für die Umstellung eines auf Designregeln basierenden Projekts auf den Constraint Manager.

Anzeigen und Verwalten von Differentialpaaren auf der Leiterplatte

PCB panel in Differential Pair Editor mode

Im Leiterplatten-Editor werden Differenzpaardefinitionen im Leiterplatten-Fensterim Differential Pairs Editor Modus an.

Im Differential Pairs Editor Modus dienen die drei Hauptbereiche des Fensters dazu, die Differentialpaare im aktuellen Leiterplattenentwurf zu überprüfen und zu verwalten:

  1. Differential Pair Classes – eine Liste aller derzeit für diese Leiterplatte definierten Differentialpaar-Klassen. Die USB3_85 Klasse ist ausgewählt. Doppelklicken Sie, um die Klasse zu bearbeiten, oder klicken Sie mit der rechten Maustaste, um eine neue Klasse zu definieren. Differentialpaar-Klassen sind eine optionale Funktion zur Entwurfsverwaltung.

  2. Differential Pairs – alle Differentialpaare, die zur aktuell ausgewählten Differentialpaar-Klasse gehören (im ersten Bereich des Fensters). Im USB3_D Differenzpaare sind in der Beispielabbildung ausgewählt.

  3. Nets – die zugehörigen (negativen und positiven) Netze, die zum aktuell ausgewählten Differentialpaar gehören. Die Netze in diesem Paar sind USB3_D_N und USB3_D_P. Die - und + neben dem Netznamen jedes Paarteils angezeigte Systemkennzeichen gibt an, ob es sich um das positive oder negative Teil des Paares handelt. Klicken Sie mit der rechten Maustaste, um festzulegen, welche Spalten in diesem Bereich des Fensters sichtbar sind (). Nachfolgend finden Sie eine Beschreibung der einzelnen Spalten

Arbeiten mit Differentialpaaren im PCB-Panel

Manually creating a new pair Um ein neues Differentialpaar-Objekt manuell direkt im Leiterplatten-Editor zu erstellen, klicken Sie auf die Add Schaltfläche im Bereich „Differentialpaare“ des PCB Bedienfelds () an. Es Differential Pair Dialogfeld wird geöffnet (Differential Pair dialog, used in the PCB editor to define a differential pair). Wählen Sie vorhandene Netze sowohl für das positive als auch für das negative Netz aus, benennen Sie das Paar und klicken Sie anschließend auf OK. Beachten Sie, dass nur verfügbare Netze zur Auswahl aufgelistet werden; Netze, die derzeit als Teil eines bestehenden Differentialpaares definiert sind, werden nicht angezeigt.
Edit a pair definition Um ein vorhandenes Paar zu bearbeiten, doppelklicken Sie auf den Namen im Bereich „Differentialpaar“ des PCB Bedienfelds oder wählen Sie es aus und klicken Sie auf die Edit Schaltfläche ().
Delete a pair Um ein bestehendes Differenzpaar zu löschen, wählen Sie dessen Eintrag aus und klicken Sie auf die Delete Schaltfläche im Bedienfeld ().
Creating pairs from the design nets Wenn Sie Netze paaren, die ein einheitliches Namensschema aufweisen (d. h. sie haben ein gemeinsames Präfix und ein einheitliches positives/negatives Suffix, wie z. B. TX0_P und TX0_N), können Sie den Create Differential Pairs From Nets Dialogfeld (Differential Pair dialog, used in the PCB editor to define a differential pair) verwenden. Klicken Sie auf die Create From Nets Schaltfläche im PCB Bedienfeld (Differential Pair dialog, used in the PCB editor to define a differential pair), um das Dialogfeld zu öffnen. Das Dialogfeld listet automatisch alle vorhandenen Netze auf, die den Filtereinstellungen im oberen Bereich des Dialogfelds entsprechen. Konfigurieren Sie die Filtereinstellungen und weisen Sie bei Bedarf die Differentialpaar-Klasse zu. Deaktivieren Sie für jedes vorgeschlagene Paar, das nicht benötigt wird, das Create Kontrollkästchen.
Creating pairs using the wizard Ein Klick auf die Rule Wizard Schaltfläche () startet den Assistenten für Differenzpaarregeln; dieser wirdweiter unten auf dieser Seite beschrieben.
Create a differential pair class in the panel Um eine neue Differentialpaar-Klasse zu erstellen, klicken Sie mit der rechten Maustaste in den Bereich „Differentialpaar-Klassen“ des Fensters und wählen Sie Add Class aus dem Kontextmenü (). Es EditClass Dialogfeld wird geöffnet, in dem Sie einen Namen für die Klasse eingeben und Elemente hinzufügen können.
Edit a differential pair class Doppelklicken Sie auf eine vorhandene Klasse, um das EditClass Dialogfeld zu öffnen, in dem Sie den Namen bearbeiten oder Elemente hinzufügen bzw. entfernen können.
Manage classes in the Object Class Explorer Um alle Klassen, einschließlich der Differentialpaar-Klassen, vollständig verwalten und bearbeiten zu können, wählen Sie den Design » Classes Befehl aus, um den Object Class Explorer Dialogfeld () zu öffnen. Erfahren Sie mehr über das Definieren von Klassen im PCB-Editor.

Entwurfsbeschränkungen

In Altium Designer werden die Eigenschaften der im Entwurf platzierten Objekte durch Entwurfsbeschränkungen gesteuert. Beschränkungen dienen sowohl dazu, die Erstellungswerkzeuge zu steuern – beispielsweise die Breite beim Routing und den Abstand zwischen den Paarteilen beim Routing von Differentialpaaren – als auch dazu, bei der Überprüfung der Entwurfsregeln sicherzustellen, dass die platzierten Objekte den Entwurfsanforderungen entsprechen.

Wie bereits erwähnt, werden Designbeschränkungen entweder über den Constraint Manager oder als PCB-Designregeln definiert. Obwohl diese Techniken unterschiedliche Ansätze zur Erstellung und Verwaltung der Beschränkungen verfolgen, ist der Satz der verfügbaren Beschränkungen im Constraint Manager und in den PCB-Regeln identisch, ebenso wie der zugrunde liegende Ansatz, mit dem die Designbeschränkung auf die Objekte ausgerichtet wird, für die sie gelten soll.

Hinter der Benutzeroberfläche nutzt Altium Designer eine Filter-Engine, um die Objekte zu ermitteln, auf die eine Designbeschränkung zutrifft; diese wird von einem Abfragesystem gesteuert. Das Abfragesystem identifiziert Objekte mithilfe von Abfragefunktionen wie IsComponent('U1')oder InAnyDifferentialPair. Der Vorgang der Erstellung einer Abfrage zur Auswahl der gewünschten Objekte wird als setting the scope der Entwurfsbeschränkung. An vielen Stellen, an denen der Geltungsbereich der Beschränkung festgelegt wird, wählen Sie eine Option aus einer Dropdown-Liste aus, die der PCB-Editor in eine geeignete Abfrage umwandelt. Für eine spezifischere Beschränkung, wie beispielsweise all nets (except pairs) under this BGA, müssen Sie die Abfrage aus geeigneten Abfragefunktionen zusammenstellen, zum Beispiel WithinRoom('RoomDefinition_BGA') and Not InAnyDifferentialPair

In einem regelbasierten Projekt lässt sich die Abfrage für jede Beschränkung überprüfen, indem man den Object Matches Gültigkeitsbereich der Einschränkung auf Custom Query (im PCB Rules and Constraint Editor), wie in der dritten Folie unten dargestellt. In einem Constraint Manager-regelbasierten Projekt öffnen Sie den Constraint Manager im PCB-Editor und wechseln Sie zu „All Rules“, um die Abfrage hinter einer Beschränkung anzuzeigen ().

Zur Vereinfachung der Erläuterung wird im weiteren Verlauf dieser Seite der Begriff „Einschränkung“ (anstelle von „Regel“) verwendet. Die Abbildungen, die die Software zeigen, sind eine Mischung aus der Constraint Managerund der PCB Rules and Constraints Editor, wobei ein Bild von beiden gezeigt wird, wenn sich der UI-Ansatz deutlich unterscheidet.

Einschränkungen werden in einer tabellenkalkulationsähnlichen Oberfläche im Constraint Manager definiert; wenn Sie in eine Spalte klicken, werden die Details der Einschränkung unten angezeigt. 

Beim regelbasierten Entwurfsansatz werden gängige Bereichsoptionen über Dropdown-Menüs festgelegt. Hinter dem Dropdown-Menü wird automatisch eine Abfrage erstellt; im PCB Rules and Constraint Editor Sie den Geltungsbereich auf „Benutzerdefinierte Abfrage“ umstellen können, um die Abfrage anzuzeigen.

Sowohl beim „Constraint Manager“- als auch beim Designregel-Ansatz erfordert ein komplexerer Einschränkungsumfang das Schreiben einer Abfrage. Die gezeigte Beispiel-Designregel schränkt das Routing von Differenzpaaren ein: für alle Differenzpaare in der 100R_FPGA Klasse, die sich innerhalb des Raums RoomDefinition_BGA, müssen sie unter Verwendung des Impedanzprofils D100(BGA)verlegt werden.

 

Erfahren Sie mehr über die Abfragesprache.

Festlegen des Geltungsbereichs der Entwurfsbeschränkung

Der Geltungsbereich der Designregel definiert die Menge der Objekte, auf die die Regel angewendet werden soll. Da ein Differentialpaar ein Objekt ist, können Sie Abfragen wie in den folgenden Beispielen verwenden:

Abfrage-Schlüsselwörter zum Ansprechen von Differenzpaaren

InAnyDifferentialPair Befindet sich das Objekt in einem beliebigen Differentialpaar?
InDifferentialPair('D_V_TX1') Bezieht sich auf beide Netze im Differentialpaar mit dem Namen D_V_TX1.
InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') Bezieht sich auf alle Netze in allen Paaren, die zur Differenzpaar-Klasse mit dem Namen ROCKET_IO_LINES.
(IsDifferentialPair And (Name = 'D_V_TX1')) Bezieht sich auf das Differentialpaar-Objekt mit dem Namen D_V_TX1.
(IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) Wendet sich an alle Differentialpaar-Objekte, deren Name mit dem Buchstaben D.

Erfahren Sie mehr über die verfügbaren PCB-Abfragefunktionen.

Routing-Einschränkung für Differentialpaare

Die Hauptziele beim Verlegen eines Differentialpaares bestehen darin, jedes Netz des Paares mit der bevorzugten Breite zu verlegen und dabei den bevorzugten Abstand zwischen den Leitungen einzuhalten. Die folgenden Beispielbilder zeigen dies für „Alle Differentialpaare“ – das erste unter Verwendung der Constraint Manager, das zweite unter Verwendung der PCB Rules and Constraints Editor. Die Breite und der Abstand werden als numerische Werte definiert. Alternativ kann ein Impedanzprofil für Differenzpaare im Layer Stack Manager definiert und dieses Profil in der Einschränkung ausgewählt werden, wie unten dargestellt. Diese Seite enthält eine Zusammenfassung der wichtigsten Elemente der Einschränkung; über den unten stehenden Link erhalten Sie weitere Details zur Einschränkung.

Festlegen der Einschränkungen für das Verlegen der Differentialpaare. In diesem Beispiel wurde die Ziel-PCB-Datei ausgewählt DifferentialPair_CM.PCBDOC, und das in dieser Leiterplatte D100(D100) , das in dieser Leiterplatte definiert ist, ebenfalls ausgewählt. Dadurch werden die bevorzugte Verlegungsbreite und der Abstand automatisch konfiguriert.

Wird der Ansatz mit Designregeln verwendet, wird die Routing-Einschränkung für Differentialpaare konfiguriert. Die Option zur Verwendung eines definierten Impedanzprofils wurde ebenfalls aktiviert, und das D100(D100) Profil ausgewählt.

 

Einschränkungen für ein Differentialpaar

Measurement units Die Einheiten sind standardmäßig auf die Leiterplatteneinheiten eingestellt. Verwenden Sie die Ctrl+Q Tastenkombination, um im aktuell angezeigten Dialog-/Bearbeitungsfenster zwischen imperialen und metrischen Einheiten umzuschalten. Im Constraint Manager können die Einheiten auch über das Tools Menü umgeschaltet werden.
Routing width Geben Sie die Mindest-, bevorzugte und maximale Breite als numerischen Wert ein. Verwenden Sie die 3 Tastenkombination, um während des interaktiven Routings von Differentialpaaren zwischen diesen Einstellungen zu wechseln; der aktuelle Status wird in der Statusleiste und im Heads-up-Display angezeigt. 
Gap between nets in the pair Geben Sie die Mindest-, bevorzugten und maximalen Abstände als numerischen Wert ein. Verwenden Sie die Shift+6 Tastenkombination, um während des interaktiven Differentialpaar-Routings zwischen diesen Einstellungen zu wechseln; der aktuelle Status wird in der Statusleiste und im Heads-up-Display angezeigt. 
How the Gap is checked Der Wert für den bevorzugten Abstand wird vom interaktiven Differentialpaar-Routing-Tool verwendet, wenn Leiterbahnsegmente während des Routings platziert werden. Der Abstand zwischen all elektrischen Objekten wird durch die entsprechende Abstandsbeschränkung geprüft. Im Design Rules Dialogfeld wird dies als separate Entwurfsbeschränkung konfiguriert (). Im Constraint Manager kann der Abstand im gleichen Raster wie die Routing-Eigenschaften für Differentialpaare definiert werden ().
Settings based on an Impedance profile 

Dieser Ansatz setzt voraus, dass das Impedanzprofil im Layer-Stack-Manager konfiguriert wurde. Sind Impedanzprofile definiert, kann das Profil im Constraint-Manager (erstes Bild oben) oder im Regeldialog (zweites Bild oben) ausgewählt werden. Erfahren Sie mehr über die Konfiguration eines Impedanzprofils.

Erfahren Sie mehr über die Routing-Einschränkung für Differentialpaare.

Verlegung eines Differentialpaares

Differenzpaare werden als Paar verlegt – das heißt, Sie verlegen die beiden Netze gleichzeitig. Um ein Differenzpaar zu verlegen, wählen Sie Interactive Differential Pair Routing im Route Menü oder die Active Bar. Sie werden aufgefordert, eines der Netze des Paares auszuwählen; klicken Sie auf eines der beiden Netze, um mit dem Routing zu beginnen. Es spielt keine Rolle, ob die positive oder die negative Leiterbahn eines Paares ausgewählt wird, da das System automatisch auch die andere Leiterbahn auswählt. Das folgende Video zeigt eine einfache Demonstration des Routings von Differenzpaaren.

Während des Verlegens von Differentialpaaren können Sie die folgenden Funktionen ausführen:

Verlegen eines Differentialpaars

Configuring the router

Um die Einstellungen für das interaktive Verlegen von Differenzpaaren während des Verlegens zu ändern, drücken Sie Tab , um das Properties Bedienfeld anzuzeigen. Das Routing wird angehalten und der Cursor wird aus dem Routing freigegeben; die Optionen im Bedienfeld können nun geändert werden. Klicken Sie auf die Schaltfläche „ “, um zum Routing zurückzukehren, oder drücken Sie Esc. Das Properties Bedienfeld; über diese Links erfahren Sie mehr zu folgenden Themen:Informationen zu Differentialpaaren, Eigenschaften,Optionen für die interaktive Verlegung und Regeln.

How the routing reacts to existing objects

Dies wird durch die aktuelle Einstellung des Conflict Resolution Mode („Walkaround“, „Push“, „Hug and Push“, „Stop at First Obstacle“, „Ignore Obstacles“). Der aktuelle Konfliktlösungsmodus wird in der Statusleiste (), im Heads-up-Display () und auf dem Properties Bedienfeld während der Routenführung oder beim Gleiten. Drücken Sie Shift+R , um durch die verfügbaren Routing-Modi zur Konfliktlösung zu blättern.

Erfahren Sie mehr über den Konfliktlösungsmodus während der interaktiven Leiterbahnführung.

The shape of the corners

Beim interaktiven Routing von Differentialpaaren wird die Form, die durch die Leiterbahnen und Bögen gebildet wird, die eine Ecke bilden, als corner style. Diagonale Ecken sind am häufigsten, aber auch geschwungene Ecken (die durch das Platzieren von Bögen entstehen) sind beliebt. Es stehen 5 Eckenstile zur Verfügung, von denen 4 zudem Untermodi für die Eckenrichtung haben.

  • Drücken Sie Shift+Spacebar während des Routings, um durch die Eckenstile zu blättern; der aktuelle Stil wird in der Statusleiste () und im Heads-up-Display angezeigt.

  • Alternativ drücken Sie Tab , um das Properties Bedienfeld zu öffnen und dort den Eckenstil zu ändern ().

  • Drücken Sie die Spacebar , um die Eckenrichtung umzuschalten.

  • Wenn Sie ein Paar mit dem any angle Eckstil verlegen, halten Sie Shift , um das Differenzpaar mit Tangentenbögen zu verlegen. Dadurch werden die Leiterbahnen an vorhandene Kurven angepasst.

  • Drücken Sie in den arc in corner Modi drücken Sie die , Taste, um den maximalen Bogenradius zu verringern, und die . Taste, um den maximalen Bogenradius zu vergrößern (gedrückt halten Shift , um die Geschwindigkeit um das 10-Fache zu erhöhen). Die Bogengröße kann auch interaktiv durch Bewegen des Cursors geändert werden. Die Einstellung legt den maximal zulässigen Bogenradius fest, der während des Verlegens in der Statusleiste angezeigt wird.

Controlling the routing width and pair gap 

Während des interaktiven Routings von Differentialpaaren:

  • Drücken Sie 3 , um zwischen den verfügbaren Verlegungsbreiten zu wechseln (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max). Die aktuelle Auswahl wird in der Statusleiste und im Heads-up-Display angezeigt.

  • Drücken Sie Shift+6 , um durch die verfügbaren Lücken zu blättern (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max). Die aktuelle Auswahl wird in der Statusleiste und im Heads-up-Display angezeigt.

Placing the hatched track segments Klicken Sie mit der linken Maustaste, um alle vorgeschlagenen (schraffierten) Bahn-/Bogensegmente zu platzieren.
Unwind the placed routing Drücken Sie die Backspace Taste, um den zuletzt platzierten Knotenpunkt zu entfernen.
Switch layers and insert a via pair

Um während der Routing-Ausführung die Ebenen zu wechseln, verwenden Sie die Ctrl+Shift+Wheel Scroll Tastenkombination (oder drücken Sie die * Taste auf dem Ziffernblock), dann ( ):

  • Drücken Sie 4 , um zwischen den verfügbaren Durchmessergrößen (in der X-Y-Ebene) zu wechseln, zwischen User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max. Die aktuelle Auswahl wird in der Statusleiste und im Heads-up-Display angezeigt.

  • Drücken Sie 5 , um zwischen staggered und perpendicular über Muster während eines Ebenenwechsels umzuschalten, oder bewegen Sie alternativ den Cursor, um das Muster umzuschalten.

  • Drücken Sie 6 , um durch die möglichen Via-Stapel (Via-Spanne in der Z-Ebene) zu blättern, oder drücken Sie 8 , um eine Auswahlliste anzuzeigen (erfahren Sie mehr über die Steuerung der während des interaktiven Routings platzierten Durchkontaktierungen).

Displaying the available clearance Sie fragen sich, warum das Routing nicht durch diesen Spalt passt? Drücken Sie in diesem Fall Ctrl+W während des Routings, um die dynamische Anzeige der Freiraumgrenzen zu aktivieren. Der durch die vorhandenen Objekte und die geltende Freiraumregel definierte Sperrbereich wird als schattierte Polygone dargestellt (). Drücken Sie Ctrl+W , um die Funktion wieder auszuschalten.
Panel – Differential Pair Information

Zeigt den Namen des gerade verlegten Differentialpaares sowie die Differentialpaar-Klasse an (sofern das Paar einer solchen angehört). Außerdem werden die Signallänge und die Verzögerung jedes Netzes im Paar angezeigt; diese Angaben werden bei jedem Klick während des Routings aktualisiert. Der blaue Text im Fenster ist ein Link; drücken Sie Tab , um während des Verlegens auf das Fenster zuzugreifen ().

Erfahren Sie mehr über die Informationen im Differentialpaar-Fenster.

Panel – Properties

Während des Differenzpaar-Routings können die Eigenschaften der Routing-Objekte im Routing Properties Abschnitt des Properties Bedienfeld bearbeitet werden.

Erfahren Sie mehr über die Informationen im Eigenschaften-Bedienfeldfür Differenzpaare .

Panel – Interactive Routing Options

 

Erfahren Sie mehr über die Informationen im Bedienfeld „Verlegungsoptionen“ für Differentialpaare.

Panel – Rules

Zeigt die Entwurfsbeschränkungen „Leiterbahnbreite“ und „Leiterbahn-Via-Stil“ an, die für das zu verlegende Differentialpaar gelten ().

Erfahren Sie mehr über die Informationen im Bereich „Regeln“ für Differentialpaare.

Get help on shortcuts Drücken Sie Shift+F1 , um alle verfügbaren Tastenkombinationen innerhalb des Befehls anzuzeigen.

Improving the Quality of the Routing

Der PCB-Editor enthält leistungsstarke Werkzeuge zur Verbesserung der Qualität bestehender Verlegungen. Diese Werkzeuge sind als „Glossing“ und „Retracing“ bekannt und beide sind im Route Menü.

  • Gloss - konzentriert sich auf die Verbesserung der Leiterbahngeometrie und versucht, die Anzahl der Ecken zu reduzieren sowie die Gesamtlänge der Leiterbahn zu verkürzen. „Gloss“ behält die vorhandene Leiterbahnbreite und den Abstand der Differentialpaare bei. „Glossing“ berücksichtigt die aktuell Gloss Effort (Routed) Einstellung, die auf der PCB - Interactive Routing Seite des Preferences Dialogfelds.

    Erfahren Sie mehr über das „Glossing“ während des Routings.

  • Retrace - geht davon aus, dass die Gesamtgeometrie zufriedenstellend ist, und konzentriert sich stattdessen darauf, zu überprüfen, ob das Routing den Designregeln entspricht. Während „Gloss“ die vorhandene Leiterbahnbreite und den Paarabstand beibehält, ändert „Retrace“ diese auf die bevorzugten Werte. „Retrace“ ist ein hervorragendes Werkzeug, wenn sich eine Designregel für das Differentialpaar-Routing geändert hat und diese Änderung auf das bestehende Routing angewendet werden muss.

    Erfahren Sie mehr über das „Glossing“ und „Retracing“ bestehender Leiterbahnen.

  • Das Interactive Differential Pair Routing Werkzeug räumt der Paarkopplung hohe Priorität ein, sodass die Designregeln „SMD To Corner “ und „SMD Entry“ möglicherweise nicht wie erwartet funktionieren. Wenn beim Routing eines Differentialpaares die strikte Einhaltung dieser Regeln erforderlich ist, verwenden Sie das Werkzeug „Quick Differential Pair Routing“.

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    Die derzeitigen Einschränkungen bei der Routing-Verarbeitung von Winkel-Differenzpaaren sind:

    • Eine Leiterbahnführung, die durch die Grenze eines Raums verläuft, in dem sich die Entwurfsbeschränkungen ändern, wird derzeit nicht unterstützt. Die Leiterbahnführung wird unter Beibehaltung der bisherigen Beschränkungen fortgesetzt.

    • Die Entwurfsbeschränkung „SMD-Einstieg“ wird derzeit nicht unterstützt.

  • Die automatische Entfernung von Schleifen in beliebigen Winkel-Differenzpaaren wird unterstützt. Diese Funktion befindet sich in der offenen Beta und ist verfügbar, wenn die Legacy.PCB.Routing.LoopRemoval Option imDialogfeld „Erweiterte Einstellungen“ deaktiviert ist.

Interaktive Änderung der Differentialpaar-Verlegung

Während des Routings wird es viele Fälle geben, in denen Sie Teile des bestehenden Routings ändern müssen. Sie können das Routing mit einem zeichenartigen Ansatz ändern, indem Sie auf ein Leiterbahnsegment oder eine Durchkontaktierung klicken und es verschieben – dies wird als interactive sliding. Um die Mitglieder des Paares während des Verschiebens zu erkennen, kommt das Konzept der coupling . Die Steuerelemente für das interaktive Verschieben werden während des Verschiebens im Properties Bedienfeld an (). Während des Verschiebens versucht die interaktive Verlegungs-Engine, die Qualität der Verlegung aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die geltenden Designbeschränkungen einzuhalten. Zu den wichtigsten Funktionen, die den Verschiebungsprozess beeinflussen, gehören: die routing conflict resolution mode (Reaktion auf Hindernisse), der gloss strength (Aufwand zur Bereinigung der Ergebnisse) sowie hugging (wie eng sich die Leiterbahnen um Hindernisse winden und wie Ecken gebildet werden).

Manchmal ist es einfacher, den Pfad des Differentialpaars neu zu verlegen. Die interaktive Routing-Engine unterstützt dies mithilfe einer Funktion namens Loop Removal. Diese Funktion überwacht den interaktiven Routing-Prozess und entfernt automatisch die alten, überflüssigen Segmente, sobald sie feststellt, dass ein neuer Pfad parallel zu einem bestehenden Pfad verlegt wurde. Um den Pfad eines Differentialpaars neu zu verlegen, wählen Sie den Route » Interactive Differential Pair Routing Befehl aus, klicken Sie an einer beliebigen Stelle auf das bestehende Routing und verlegen Sie den neuen Pfad; kehren Sie anschließend an der gewünschten Stelle zum bestehenden Routing zurück. Die Software erkennt die zwischen dem alten und dem neuen Pfad entstandene Schleife. Wenn Sie mit der rechten Maustaste klicken oder Esc , um die Verlegung zu beenden, werden die redundanten Segmente automatisch entfernt, einschließlich etwaiger redundanter Durchkontaktierungen.

Passen Sie die bestehende Verlegung des Differentialpaars mithilfe einer Kombination aus Neuverlegung und Verschieben an.

Ändern der Verlegung von Differentialpaaren

Sliding (dragging) the pair

Klicken Sie auf ein Leiterbahnsegment in einem der Paarnetze und halten Sie die Maustaste gedrückt; bewegen Sie dann die Maus, um das Verschieben der Verlegung des Paares zu starten ( ). Wie der interaktive Router die Verlegung bei der Bewegung des Cursors anpasst, hängt von den aktuellen Einstellungen der Eigenschaften im Properties Bedienfeld () – drücken Sie die Tab Taste, um das Verschieben anzuhalten und die Einstellungen im Bedienfeld zu ändern. Die Verschiebungsoptionen sollten dem auf der Platine verwendeten Verlegungsstil entsprechen – zum Beispiel sollte die Hugging Style sollte 45 Degree , wenn Ihr Verlegungsstil diagonale Ecken aufweist. Drücken Sie die Shift+Spacebar Tastenkombinationen, um während des Verschiebens durch die Hugging Style Modi während des Verschiebens zu wechseln.

Um die Komponenten eines Differentialpaares zu erkennen, wird das Konzept der coupling verwendet. Wenn die Software Objekte erkennt, die zu einem Differentialpaar gehören, versucht sie, die Partnerbahn oder das Via des Paares zu verschieben, sofern die Keep Coupled Option im Properties Bedienfeld während des interaktiven Verschiebens () oder des interaktiven Ziehens () aktiviert ist.

Um zu bestätigen, dass die Partnerobjekte gekoppelt sind, überprüft die Software, ob die Objekte:

  • Bei Via-Paaren – zu dem Paar gehören und näher beieinander liegen als 2 * Preferred Gap

  • Bei Leiterbahnpaaren – zu dem Paar gehören, sich auf derselben Ebene befinden und durch nicht mehr als den Preferred Gap

What you snap to during sliding

Die Leiterbahn, die Sie verschieben, rastet nicht nur am aktuellen Raster ein, sondern kann auch andere Objekte einrasten, abhängig von: den Einstellungen für das Objektrasten, der Einstellung für das Ebenenrasten sowie davon, ob die Einstellungen für das Einrasten an Hilfslinien und Achsen aktiviert sind. Drücken Sie Ctrl+E , um diese Einstellungen während des Verschiebens anzupassen. Um das Einrasten während des interaktiven Verschiebens vorübergehend zu deaktivieren, halten Sie die Ctrl Taste gedrückt.

Erfahren Sie mehr überdas Einrastverhalten des Cursors.

How the sliding routes are glossed

Inwieweit die verschobenen Spuren beim Verschieben umgestaltet werden, wird durch die aktuelle Gloss Effort (Routed) Einstellung; drücken Sie die Ctrl+Shift+G Tastenkombinationen, um während des Verschiebens zwischen den Modi zu wechseln. Beachten Sie, dass während des interaktiven Verschiebens die Glättung automatisch auf Weak, um zu vermeiden, dass die Glossing-Engine dem Designer bei seinen Versuchen, die Leiterbahn neu zu verlegen, entgegenwirkt. Wenn Sie feststellen, dass sich die Leiterbahn immer noch nicht wie gewünscht verschieben lässt, versuchen Sie, den Gloss Effort (Routed) auf Off.

Erfahren Sie mehr überdie Einstellungen für den „Gloss-Aufwand (geroutet)“.

How the sliding route responds to existing objects

Während des Verschiebens gilt einer der Routing Conflict Resolution Modi (Ignore, Push, HugNPush) (). Drücken Sie Shift+R , um beim Ziehen eines Streckensegments durch die Modi zu blättern.

Erfahren Sie mehr überdie Einstellungen für den Konfliktlösungsmodus.

How neighboring routes are impacted

Die Auswirkungen, die die verschobenen Spuren auf das angrenzende Routing haben, werden durch die aktuelle Gloss Effort (Neighbor) Einstellung (). Drücken Sie während des Verschiebens die Tabulatortaste, um die Einstellung zu ändern.

Erfahren Sie mehr überdie Einstellungen für den „Gloss-Aufwand (Nachbar)“.

Hugging - how glossing wraps around other objects and forms corners

Die Art und Weise, wie die „Glossing“-Engine die Route um andere Objekte herumführt und die Ecken formt, wird als hugging. Zu den verfügbaren Einstellungen für den „Hugging Style“ gehören:

  • 45 Degree – Verwende immer gerade orthogonale/diagonale Segmente, um Ecken zu bilden (verwende diesen Modus für traditionelles orthogonales/diagonales Routing-Verhalten).

  • Mixed – Verwende gerade Trassenabschnitte, wenn die Objekte, an denen die Route entlanggeführt wird, gerade sind, und Bögen, wenn sie gekrümmt sind.

  • Rounded – Verwende Bögen an jedem zu „glossenden“ Scheitelpunkt. Verwende diesen Modus für „Snake-Routing“ und um beim „Glossing“ (während des interaktiven Routings und des manuellen „Glossings“) Bögen sowie beliebige Winkelrouten zu nutzen.

Erfahren Sie mehr über dieEinstellungen für den „Hugging“-Stil.

Controlling Loop Removal

Wenn Sie ein bestehendes Paar neu verlegen, wird die Schleifenentfernung angewendet. Die Schleifenentfernung ist standardmäßig aktiviert () und wird auf alle Netze angewendet. Sie kann als Funktion ein- und ausgeschaltet werden () oder bei Bedarf selektiv für einzelne Netze deaktiviert werden (mehr erfahren). Eine Funktion, die harmonisch mit der Schleifenentfernung zusammenwirkt, ist Automatically Terminate Routing, die ebenfalls standardmäßig aktiviert ist (). Diese Funktion entfernt das Paar bei der Neuverlegung automatisch, wenn die nächste Klickposition für die Verlegung auf der bestehenden Verlegung liegt. Bei aktivierter Funktion kann es schwierig sein, entlang eines Pfades neu zu verlegen, der dem bestehenden Pfad sehr nahe folgt. Deaktivieren Sie in diesem Fall vorübergehend die Automatically Terminate Routing Option vorübergehend deaktivieren.

Erfahren Sie mehr über dieEinstellungen zur Schleifenentfernung.

Verschieben einer Routenecke

Die interaktive Verschiebungs-Engine enthält Algorithmen, die speziell für das Verschieben eines Eckpunkts (Eckstelle) ausgelegt sind.

  • Die Vertex Action Option (Preferences dialog Interactive Sliding Properties panel) steuert, wie die interaktive Verschiebungs-Engine die Ecke während des Verschiebens umformt. Drücken Sie die Spacebar , um beim Verschieben eines Eckpunkts durch die Modi zu blättern.

  • Um eine 90-Grad-Ecke in eine 45-Grad-Route umzuwandeln, beginnen Sie mit dem Verschieben des Eckknotens bei der Vertex Action Einstellung im Deform Modus.

Erfahren Sie mehr über dieEinstellungen für die Eckpunktaktion.

Erfahren Sie mehr über das Bearbeiten bestehender Routen.

Längenanpassung von Differentialpaaren und Modifizierung der „Akkordeons“

Die Längenanpassung von Differentialpaaren umfasst zwei Aspekte: die Anpassung der Längen aller Paare in einem Satz, sodass alle Paare die gleiche Länge aufweisen, und anschließend die Anpassung der Länge des kürzeren Netzes innerhalb jedes Paares – ein Vorgang, der als phase matching

Um Differentialpaare längenmäßig abzustimmen, erstellen Sie die folgenden Nebenbedingungen, um die Gruppe der Differentialpaare anzusteuern:

  • Ein matched length constraint , das die Anforderungen an die Längenübereinstimmung definiert between pairs. Um die Länge eines Paares mit der Länge eines anderen Paares zu vergleichen, aktivieren Sie die Group Matched Lengths Option.

  • Eine zweite matched length constraint , das die within-pair Anforderungen an die Längenübereinstimmung definiert. Um die Länge eines Paarteils mit der des anderen Paarteils zu vergleichen, aktivieren Sie die Within Differential Pair Length Option in der Einschränkung.

Demonstration der Längenanpassung der Paare und anschließend der Längenanpassung innerhalb jedes Paares.

Das Video zeigt, wie Paarlängen anhand von xSignal-Längen durch Hinzufügen von Akkordeons zur Längenanpassung an andere Paare angepasst werden. Das kürzere Element jedes Paares wird anschließend in seiner Länge an das längere Element dieses Paares angepasst. Anschließend zeigt das Video, wie Paare interaktiv verschoben und umgestaltet werden können, wie ein Akkordeon zur Längenanpassung gelöscht werden kann und wie während der Platzierung mithilfe von Tastenkombinationen ein neues Akkordeon geformt werden kann.

Erfahren Sie mehr über die Längenanpassung von Differentialpaaren.

## Vielen Dank an Robert Feranec von der FEDEVEL Academy (www.fedevel.com) für die Bereitstellung des iMX6 Rex-Entwicklungsboards in den Abbildungen auf dieser Seite (http://www.imx6rex.com/).

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Funktionsverfügbarkeit

Die Ihnen zur Verfügung stehenden Funktionen hängen davon ab, über welche Altium-Lösung Sie verfügen – Altium Develop, Altium Agile Teams, Altium Agile Enterprise oder Altium Designer (mit aktivem Laufzeitvertrag).

Wenn Sie eine dokumentierte Funktion in Ihrer tatsächlich verwendeten Software nicht sehen, wenden Sie sich an den Altium-Vertrieb, um mehr zu erfahren.

Legacy-Dokumentation

Die Dokumentation von Altium Designer wird nicht mehr versioniert. Wenn Sie auf Dokumentation für ältere Versionen von Altium Designer zugreifen müssen, besuchen Sie den Abschnitt Legacy-Dokumentation auf der Seite Andere Installer.

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