Designregel-Unterstützung für xSignals

Designregeln sind die Methode, mit der Sie Ihre Anforderungen in einen Satz von Anweisungen übersetzen, den der PCB-Editor verstehen und befolgen kann. Regeln können während der Objektplatzierung geprüft werden, was als Online-DRC bezeichnet wird, oder als Nachbearbeitung, was als Batch-DRC bezeichnet wird. xSignals können verwendet werden, um die Objekte zu definieren, auf die eine Designregel angewendet werden muss.

► Erfahren Sie mehr über Designregeln

► Erfahren Sie mehr über Längenanpassung

Regel für angeglichene Längen

Die Matched Length-Designregel wird verwendet, um sicherzustellen, dass die Länge der angegebenen Netze innerhalb des festgelegten Bereichs liegt. Diese Regel ist bei einem Hochgeschwindigkeitsdesign unverzichtbar, bei dem die Herausforderung nicht nur darin besteht, wie lange die Signale bis zum Eintreffen benötigen (was durch ihre Gesamtlänge bestimmt wird), sondern auch darin, wie wichtig es ist, dass die angegebenen Signale gleichzeitig ankommen. Abhängig von den Signalumschaltgeschwindigkeiten, der Funktion des Signals und den in der Leiterplatte verwendeten Materialien kann die zulässige Differenz bis zu 500 mil oder nur 1 mil betragen.

Das folgende Bild zeigt ein Beispiel für die konfigurierte Matched Length-Designregel, die auf die xSignals in der xSignal-Klasse PCIE abzielt und eine Längendifferenz innerhalb jedes differentiellen Paars in dieser xSignals-Klasse prüft. Jedes Paar in der Klasse muss geroutete Längen aufweisen, die zu einer Delay Tolerance von nicht mehr als 2ps Verzögerung zwischen den beiden Netzen in diesem Paar führen.

Beachten Sie, dass Sie bei den Einschränkungen der Matched Length-Designregel auswählen müssen, ob die Länge aller Zielnetze angeglichen werden soll (Group Matched Lengths) oder die beiden Netze innerhalb jedes differentiellen Paars in den Zielnetzen.

Das folgende Bild zeigt die im Panel ausgewählte xSignal-Klasse PCIE_TX sowie die im Designbereich ausgewählten xSignals.

Neben der PCIE-Klasse sind auch Klassen für die TX- und RX-Paare definiert. Beachten Sie, dass eines der TX-xSignals die anwendbare Regel für angeglichene Längen nicht erfüllt. ##

Wenn Sie xSignals mit einzelnen Netzen und differentiellen Paaren in der Länge anpassen möchten, erstellen Sie die folgenden Regeln:

• Eine Regel für angeglichene Längen, die die Anforderungen an den Längenabgleich between nets and differential pairs in xSignals definiert. Um die Regel so zu konfigurieren, dass die Länge eines Netzes/Paares mit der Länge eines anderen Netzes/Paares verglichen wird, aktivieren Sie die Option Group Matched Lengths .
• Eine zweite Regel für angeglichene Längen mit höherer Priorität, die die Anforderungen an den Längenabgleich within-pair definiert. Um die Regel so zu konfigurieren, dass die Länge eines Paarmitglieds mit der des anderen Paarmitglieds verglichen wird, aktivieren Sie die Option Within Differential Pair Length .

Ein guter Ansatz zum Anpassen der Längen solcher xSignals ist:

1. Routen Sie die Netze und differentiellen Paare des xSignals.
2. Passen Sie die Länge der einzelnen Netze mit dem Befehl Interactive Length Tuning an.
3. Passen Sie die Länge between der Paare mit dem Befehl Interactive Differential Pair Length Tuning an. Bei der Längenanpassung wird die längste Signallänge im längsten Paar als Ziellänge verwendet, und das längste Netz im Paar wird auf diese Länge angepasst.
4. Passen Sie die Länge des kürzeren Netzes within jedes Paars im Vergleich zum anderen Netz im Paar mit dem Befehl Interactive Length Tuning an.
5. Jetzt können Sie das Panel PCB Rules and Violations verwenden, um die Regel(n) für within-pair Matched Net Length zu prüfen. Wählen Sie dazu Matched Net Lengths im Abschnitt Rule Classes des Panels aus, klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf die gewünschte Regel Matched Length und wählen Sie im Kontextmenü den Befehl Run DRC Rule <RuleName> aus. Passen Sie bei Bedarf die Akkordeons für die Einzelnetz-Anpassung an.
6. Verwenden Sie dann das Panel PCB Rules and Violations , um die Regel(n) für between-pair Matched Net Length zu prüfen, und folgen Sie dabei dem gerade beschriebenen Verfahren. Passen Sie bei Bedarf die Akkordeons für die Anpassung differentieller Paare an.

Längenregel

Die Length-Designregel wird verwendet, um sicherzustellen, dass die gesamte geroutete Länge innerhalb des angegebenen Bereichs liegt. Diese Regel wird typischerweise verwendet, um sicherzustellen, dass die Zielnetze nicht länger als die angegebene Länge sind, beispielsweise um sicherzustellen, dass die Timing-Anforderungen der Schaltung erfüllt werden. Die Längenregel berücksichtigt die oben aufgeführten xSignal-Typ-Abfragen.

Regel für den Rückstrompfad

Die Return Path-Designregel prüft auf einen durchgehenden Signal-Rückstrompfad auf der festgelegten Referenzlage oberhalb oder unterhalb der von der Regel erfassten Signale. Der Rückstrompfad kann durch Füllungen, Regionen und Polygonflächen erzeugt werden, die auf einer Signallage platziert sind, oder er kann eine Versorgungslage sein.

Die Rückstrompfadlagen sind die Referenzlagen, die im ausgewählten Impedanzprofil definiert sind. Fügen Sie eine neue Designregel Return Path in der Regelkategorie High Speed hinzu.

Das folgende Bild zeigt einen Verstoß gegen eine Return Path-Regel, bei dem das Rückstrompfad-Polygon des xSignals ein Loch für die Durchführung eines Vias aufweist.

Verwenden des Panels PCB Rules and Violations zum Auffinden eines Verstoßes gegen eine Return Path-Regel. ##

Genaue Längenberechnungen

Eine zentrale Anforderung bei der Definition von Hochgeschwindigkeits-Designregeln ist eine genaue Berechnung der Leitungslängen. Der traditionelle Ansatz zur Berechnung der Signallänge besteht darin, die Mittellinienlänge aller in einer Route verwendeten Segmente sowie den vertikalen Abstand aufgrund der Höhe der Vias zu addieren, der ursprünglich durch die Leiterplattendicke bestimmt wurde.

Dieser Ansatz ist für ein Hochgeschwindigkeitsdesign aus mehreren Gründen nicht ausreichend, darunter:

• Gestapelte und überlappende Objekte – ein Algorithmus, der einfach die Mittellinienlänge aller Objekte in einem Netz addiert, berücksichtigt keine gestapelten oder überlappenden Objekte.
• Verlauf des Routenpfads innerhalb eines Objekts – häufig befinden sich Routing-Objekte vollständig innerhalb eines Pads oder Vias, was die Länge fälschlicherweise erhöhen kann, wie im ersten Bild unten gezeigt. Das zweite Bild zeigt die korrekte Methode zur Berechnung der Länge, wenn ein Füllobjekt Teil des Routings ist.
• Via-Länge – Blind- und Buried-Vias durchlaufen nicht alle Lagen der Leiterplatte, daher ist die Leiterplattendicke nicht genau genug, um die vertikale Länge zu bestimmen. Es muss die tatsächliche Via-Höhe verwendet werden, wobei die Kupfer- und Isolationsdicken berücksichtigt werden müssen, die das Via durchläuft.

Der Längenrechner des PCB-Editors liefert die genauest mögliche Routenlänge.

Die Längenberechnung erfolgt präzise entlang der Mittellinie des kürzesten Pfads, wie in diesen beiden Bildern gezeigt.

Für Vias werden auf Grundlage der durchlaufenen Lagen und der Stackup-Abmessungen genaue Längen berechnet. Bild aus dem Panel PCB im Nets-Modus.