Differentialpaar-Routing
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.
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:
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Die Impedanzen der einzelnen Signalleitungen müssen auf die Hälfte der Impedanz des eingehenden Differenzkabels eingestellt werden.
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Dass jede der beiden Signalleitungen am Empfängerende ordnungsgemäß mit ihrer eigenen charakteristischen Impedanz abgeschlossen ist.
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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.
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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.
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Lagenwechsel sind zulässig, solange die Signalimpedanzen beibehalten werden.
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.
Defining the Differential Pairs on the Schematic Sheet
Beim Ansatz mit den PCB-Designregeln müssen die meisten Einschränkungen während des PCB-Entwurfs definiert werden; wichtige Einschränkungen, darunter die Definition von Differentialpaaren, können jedoch bereits während der Entwurfserstellung durch das Einfügen von Schaltplan-Designanweisungen festgelegt werden.
Differentialpaare können direkt auf dem Schaltplanblatt mithilfe einer Kombination aus Netzbenennung und Differentialpaar-Direktiven definiert werden.
Verwendung von Differentialpaar-Direktiven im Schaltplan |
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| Identify pairs through net names, | Altium Designer benötigt zwei Dinge, um die Netze zu identifizieren, die zu einem Differentialpaar gehören. Das erste ist eine Netzbenennungskonvention, die einen gemeinsamen Netznamen mit einem standardmäßigen, das Paar identifizierenden Suffix verwendet (z. B. DRV1_L & DRV1_H). Das Suffix-Paar muss in der Options Registerkarte des Options for Project Dialogfeld deklariert werden. |
| then identify each pair side using Differential Pair directives | Das zweite Element des grafischen Ansatzes zur Definition eines Differentialpaares besteht darin, auf jedem Netz des Paares eine „Differential Pair“-Anweisung zu platzieren |
| Transfer the Differential Pairs to the PCB | Wenn das Design in den PCB-Editor übertragen wird (Design » Update PCB), werden die im Schaltplan definierten Differentialpaare erkannt und in der Leiterplatte definiert ). Beachten Sie, dass die Einstellungen im <span data-tooltip="{"block":null,"content":"Die sechs Optionen für Differentialpaare im Abschnitt „ Differences Associated with Nets “\r\n \r\n","placement":"top","arrow":true}">Comparator sowie <span data-tooltip="{"block":null,"content":"Die neun Optionen für Differentialpaare im Abschnitt Modifications Associated with Nets \r\n \r\n","placement":"top","arrow":true}">ECO-Generierung und <span data-tooltip="{"block":null,"content":"Die Option „ Generate Net Classes “ ist erforderlich, wenn Sie zusätzlich eine Netzklasse erstellen, um eine Routing-Einschränkung für Differentialpaare auf einer Leiterplatte festzulegen\r\n \r\n","placement":"top","arrow":true}">Klassen-Generierung Registerkarten des Options for PCB Project Dialogfeld spielen eine Rolle bei der Übertragung von Differentialpaaren. Erfahren Sie mehr über die Optionen für ein PCB-Projekt. |
Defining the Differential Pairs in the Constraint Manager
Wenn im Entwurf die Constraint Managerverwendet, werden die Netze im Paar ebenfalls durch einen gemeinsamen Namen mit einem paaridentifizierenden Suffix gekennzeichnet, die Differentialpaar-Direktive ist jedoch nicht erforderlich. Die Constraint Manager unterstützt zudem die Definition von logischen xNets. Ein xNet (erweitertes Netz) ist ein Feature, mit dem ein durchgehender, intelligenter Signalpfad definiert wird, der passive Komponenten mit Serienabschluss – wie Widerstände oder Kondensatoren – überspannt, wobei der gesamte Pfad vom Treiber bis zum Empfänger, einschließlich der Komponente, als ein logisches Netz für die Längenanpassung und das Constraint-Management behandelt wird.
In diesem Beispiel wurde für den gesamten Pfad vom Treiber zum Empfänger jedes Signals ein xNet definiert und anschließend wurden aus diesen xNets Differentialpaare erstellt.
Definition von Differentialpaaren im Constraint Manager |
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| Identify pairs through net names | Identifizieren Sie die Netze in einem Differenzpaar anhand eines gemeinsamen Netznamens mit einem standardmäßigen Suffix zur Paaridentifikation (z. B. |
| Where the constraints are defined | Beschränkungen werden im Constraint Manager (einem vom Schaltplan-Editor getrennten Editor) erstellt und bearbeitet, und die Beschränkungen werden in einer speziellen Beschränkungsdatei gespeichert. Erfahren Sie mehr über den Constraint Manager. |
| Keeping the constraints and schematic in sync | Da die Beschränkungen getrennt vom Schaltplan gespeichert werden, müssen Änderungen im Constraint Manager müssen gespeichert werden, bevor sie im Schaltplan übernommen werden (und mit der Leiterplatte synchronisiert werden können). Im Schaltplan vorgenommene Designänderungen werden in den Constraint Manager durch Klicken auf die Refresh Schaltfläche importiert. |
| If the design still includes Differential Pair directives | Grafische Differentialpaar-Anweisungen sind nicht erforderlich, wenn der Constraint Manager verwendet wird. Werden bei einer Aktualisierung Differentialpaar-Anweisungen erkannt, werden diese in eine Differentialpaar-Beschränkung umgewandelt, die anschließend im Constraint Managerverwaltet und bearbeitet wird. Diese Statusänderung wird im Schaltplan durch eine Änderung der Symbolfarbe und das Hinzufügen eines Kleinbuchstabens c hinzugefügt wird Nach der Konvertierung werden diese Einstellungen im Constraint Managerverwaltet. Erfahren Sie mehr über das Importieren von Direktiven aus den Schaltplänen. |
| Identify pairs using the Constraint Manager | Der Constraint Manager kann Differentialpaare auf Basis ihrer Netznamen und Suffixe erstellen, sobald der Rechtsklick-Befehl » Differentialpaare » Differentialpaare aus Netzen erstellenausgewählt wird Erfahren Sie mehr über das Definieren von Differentialpaaren im Constraint-Manager. |
| Create an xNet to define the entire signal | Ein xNet (erweitertes Netz) ist ein Element, mit dem ein durchgehender, intelligenter Signalpfad definiert wird, der sich über passive, in Reihe geschaltete Abschlusskomponenten wie Widerstände oder Kondensatoren erstreckt. Ein xNet behandelt den gesamten Pfad vom Treiber zum Empfänger – einschließlich der Komponente – als ein logisches Netz für die Längenanpassung und das Constraint-Management. Erfahren Sie mehr über die Definition von xNets im Constraint Manager. |
| Create xSignals to control the net topology | Bei Bedarf kann die Netzwerktopologie auch als xSignal definiert und gespeichert werden, das mit der Leiterplatte synchronisiert werden kann. Erfahren Sie mehr über die Definition von xSignals im Constraint Manager. |
| Transferring the Differential Pairs to the PCB | Differentialpaare (sowie xNets und xSignals) werden bei der Design-Synchronisation auf die Leiterplatte übertragen, sofern die entsprechenden Einstellungen im Options for PCB Project Dialogfeld aktiviert sind (standardmäßig aktiviert). Erfahren Sie mehr über die Optionen für ein Leiterplattenprojekt. |
Erfahren Sie mehr überdas Definieren von Designanforderungen mit dem Constraint Manager
Erfahren Sie mehr über Arbeiten mit Klassen
Anzeigen und Verwalten von Differentialpaaren auf der Leiterplatte
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:
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Differential Pair Classes – eine Liste aller derzeit für diese Leiterplatte definierten Differentialpaar-Klassen. Die
USB3_85Klasse 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. -
Differential Pairs – alle Differentialpaare, die zur aktuell ausgewählten Differentialpaar-Klasse gehören (im ersten Bereich des Fensters). Im
USB3_DDifferenzpaare sind in der Beispielabbildung ausgewählt. -
Nets – die zugehörigen (negativen und positiven) Netze, die zum aktuell ausgewählten Differentialpaar gehören. Die Netze in diesem Paar sind
USB3_D_NundUSB3_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.
| 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 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 verwenden. Klicken Sie auf die Create From Nets Schaltfläche im PCB Bedienfeld , 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 Edit |
| Edit a differential pair class | Doppelklicken Sie auf eine vorhandene Klasse, um das Edit |
| 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. |
Differential Pair Editor – Definition of Columns
| Average Length | Berechneter Mittelwert der Routed Lengths der beiden Netze im Paar. |
| Longest Signal Length | Der Signal Length des längeren der beiden Netze im Paar. |
| Name | Name des Signals. |
| Node Count | Gesamtzahl der Pads dieses Signals. |
| Routed Length | Die Summe der Längen der platzierten Leiterbahn- und Bogenabschnitte, die das Routing bilden, zuzüglich des vertikalen Abstands, der durch Durchkontaktierungen zurückgelegt wird (siehe Hinweis unten). Der Rechner für die geroutete Länge versucht nicht, überlappende Leiterbahnabschnitte oder Routing-Schwankungen innerhalb von Pads aufzulösen. |
| Signal Length | Genaue Berechnung der Gesamtentfernung von Knoten zu Knoten. Platzierte Objekte werden analysiert, um: übereinanderliegende oder sich überlappende Objekte sowie mäandernde Pfade innerhalb von Pads aufzulösen; dabei werden die Längen der Durchkontaktierungen berücksichtigt. Ist das Netz nicht vollständig verlegt, wird auch die Manhattan-Länge (X + Y) der Verbindungslinie einbezogen. |
| Estimated Length | Die Routed Length zuzüglich der Länge der Verbindungsleitungen für alle noch zu verlegenden Abschnitte. Dabei wird nicht die Manhattan Länge des noch nicht verlegten Abschnitts; stattdessen wird der direkte Punkt-zu-Punkt-Abstand verwendet. |
| Total Pin/Package Length | Die Summe aller Werte für die „Pin-Package-Länge“ aller Pads in diesem xSignal. Dieser Wert ist als Eigenschaft des PCB-Pads definiert und kann auch im Schaltplan-Pin angegeben werden. |
| Unrouted (Manhattan) | Der vertikale plus horizontale (X+Y) Abstand aller noch nicht verlegten Abschnitte. |
| Min / Max | Abgeleitet aus den geltenden Designregeln für „Länge“ und „angepasste Länge“. Sind keine geltenden Regeln definiert, gelten die internen Standardwerte von Min=0mil und Max=99999mil verwendet. |
| Delay | Die Zeit, die ein Signal benötigt, um sich entlang dieser Route auszubreiten. |
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
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 |
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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.
Einschränkungen für ein Differentialpaar |
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| 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.
Using the Differential Pair Wizard to Define the Constraints
Wenn Sie die Routing-Einschränkungen für Differentialpaare im PCB-Editor erstellen, können Sie dies nicht nur manuell tun, sondern auch die Differential Pair Rule Wizard , um den Vorgang zum Hinzufügen und Konfigurieren einer Routing-Einschränkung für Differentialpaare sowie einer Einschränkung für angepasste Längen Schritt für Schritt durchzugehen. Klicken Sie auf die Rule Wizard Schaltfläche , um den Assistenten zu starten.

Der Differential Pair Rule Wizard führt Sie durch den Prozess der Regeldefinition.
Beachten Sie, dass der Umfang der erstellten Beschränkungen von der aktuellen Auswahl der Differentialpaare im PCB Bedienfeld vor dem Starten des Assistenten wie folgt ab:
Gültigkeitsbereich der Beschränkung |
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| Select the All Diff Pair class | Wenn die All Differential Pairs Klasse ausgewählt ist, gilt der Geltungsbereich All für jede Regel. |
| Select one Diff Pair class | Wird eine bestimmte Differentialpaar-Klasse ausgewählt, gilt der Geltungsbereich InDifferentialPairClass('ClassName') für jede Regel. |
| Select one Diff Pair | Wird im Bedienfeld ein einzelnes Differentialpaar ausgewählt, gelten die Oszilloskop-Einstellungen |
| Select multiple Diff Pairs | Wenn im Bedienfeld mehrere Differenzpaare ausgewählt sind, gibt es für jedes Paarobjekt einen eigenen Oszilloskop-Eintrag, die jeweils durch einen Beispiel: Eine Routing-Breitenregel, die auf einzeln ausgewählte Differentialpaar-Objekte abzielt |
Using xSignals with Differential Pairs
Wenn Ihre Differentialpaare Serienkomponenten im Signalpfad enthalten, könnte es sich für Sie lohnen, xSignals zu erstellen. Ein xSignal ist ein vom Entwickler definierter Signalpfad zwischen zwei Knoten. Dabei kann es sich um zwei Knoten innerhalb desselben Netzes oder um zwei Knoten in verschiedenen Netzen handeln – durch die Verwendung eines xSignals können Sie den Signalpfad so definieren, dass er das Netz auf beiden Seiten einer Serienkomponente einschließt. Bei der Berechnung der Verlegungslänge für xSignals wird die Länge des Pfades durch die Reihenschaltung berücksichtigt, wie durch die dünne Linie dargestellt, die angezeigt wird, wenn ein xSignal im xSignals-Modus des PCB Bedienfelds ausgewählt wird.
Diese Differentialpaare wurden als xSignals definiert; die Leiterbahnlänge umfasst die Reihenschaltung.
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 |
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| Configuring the router | Um die Einstellungen für das interaktive Verlegen von Differenzpaaren während des Verlegens zu ändern, drücken Sie |
| 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.
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| Controlling the routing width and pair gap | Während des interaktiven Routings von Differentialpaaren:
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| 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
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| 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 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. |
The Quick Differential Pair Routing Tool
Für Planer, deren Entwürfe weniger anspruchsvoll sind, gibt es außerdem zwei quick routing Befehle. Das „Quick Routing“-Tool hilft dabei, die Routing-Effizienz und -Flexibilität auf intuitive Weise zu maximieren, einschließlich der Verfolgung des Cursorpfads zum Verlegen von Routing-Abschnitten, der Fertigstellung des Routings mit einem einzigen Klick, des Umgehens von Hindernissen sowie der automatischen Verfolgung bestehender Verbindungen – alles unter Einhaltung der geltenden Designregeln.
Der Quick Differential Pair Routing Befehl (aufrufbar über das Hauptmenü und die Active Bar) bietet eine vereinfachte Routing-Funktion mit weniger Einstellungen und Funktionen, die für einfachere Entwürfe geeignet ist. Das allgemeine Verhalten und die Tastenkombinationen entsprechen denen des Standard- Interactive Differential Pair Routing Befehl.
Zusammenfassung der Funktionen |
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| Includes | Zu den Funktionen gehören:
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| Does not support | Dieser Router wird als Quick , da er über einen reduzierten Funktionsumfang verfügt. Zu den Funktionen, die im „Quick Router“ nicht enthalten sind, gehören:
Wenn Sie eine dieser Funktionen benötigen, verwenden Sie das Tool „Interaktives Differentialpaar-Routing “. |
Der PCB-Editor enthält außerdem ein „Quick Route“-Werkzeug für Einzelnetze, das ähnliche Optionen und Steuerelemente wie das „Quick Differential Pair Routing“-Werkzeug bietet – erfahren Sie mehr.
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 |
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| 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 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:
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| 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 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 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 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:
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.
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:
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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.
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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.
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