Pin-Gehäuseverzögerung

Auf einen Blick

Dieser Artikel erklärt, warum die Signallaufzeit im Bauteilgehäuse bei High-Speed-Designs wichtig ist, insbesondere oberhalb von 500 MHz. Er zeigt außerdem, wie Sie diese Laufzeit in Altium Designer mithilfe der Werte „Pin Package Length“ oder „Propagation Delay“ sowohl im Schaltplan- als auch im PCB-Editor berücksichtigen können. Sie erfahren, woher diese Laufzeitinformationen stammen, wie sich die Werte auf die Berechnung von Signallängen und Leitungslaufzeiten auswirken, wie sie zwischen Schaltplan und PCB übertragen werden und wo Sie die Ergebnisse im PCB-Panel und in xSignals-Workflows überprüfen können. Wenn Sie einen präziseren Längenabgleich und einen besseren Überblick über das Timing in Ihrem Design benötigen, hilft Ihnen dieser Artikel zu verstehen, wo diese Einstellungen zum Einsatz kommen und wie Sie sie nutzen. Lesen Sie weiter, um Ihre High-Speed-Vorgaben zuverlässiger zu gestalten.

- Erfahren Sie, was die Signallaufzeit im Bauteilgehäuse ist, warum sich pinkompatible Bauteile dennoch unterschiedlich verhalten können und wann diese Daten im Entwicklungsprozess berücksichtigt werden sollten.
- Sehen Sie, wie Altium Designer „Pin Package Length“ und „Propagation Delay“ verarbeitet und wie die jeweiligen Werte in die Berechnung von Signallängen und Laufzeiten einfließen.
- Erfahren Sie, wo Sie diese Werte im Schaltplan-Editor, im PCB-Editor, im PCB-Panel und in der xSignals-Umgebung eingeben, übertragen und überprüfen können.
Mit KI tiefer einsteigen:

Bei jedem High-Speed-Design über 500 MHz verursacht das Verbindungsmedium bzw. der Bonddraht zum Die eine Signalverzögerung. Diese Verzögerung innerhalb des Bausteins wird als Pin-Package-Verzögerung bezeichnet. Selbst wenn zwei Bausteine aus Sicht des Designs und der Leiterplatte vollständig pinkompatibel sind, unterscheiden sich ihre Gehäuselaufzeiten und müssen daher berücksichtigt werden. Informationen zu den Laufzeiten finden Sie im IBIS-6-Dokument des jeweiligen Bausteins. Die Angaben zu den Gehäusepins sollten während der I/O-Planung bzw. bei einem FPGA nach der Synthese berücksichtigt werden. Alle Bausteinhersteller sollten die Gehäuseverzögerungen bereitstellen können, entweder als Verzögerung in Pikosekunden oder als Länge.

Die Verzögerung kann in Ihrem Design entweder als Pin Package Length oder als Propagation Delay berücksichtigt werden. Verwenden Sie dazu die entsprechenden Felder für den Pin im Schaltplaneditor bzw. für das Pad/Via im PCB-Editor. Die eingegebenen Werte werden wie folgt verarbeitet:

Pin Package Length – Alle Pin-Package-Längen innerhalb eines Netzes werden im PCB-Editor zur gesamten Pin-/Package-Länge addiert, die in die gesamte Signal Length dieses Netzes einfließt. Weitere Informationen zur Signallänge finden Sie im Modus Nets des Panels PCB: Mehr über die Signallänge erfahren.

Propagation Delay – Alle benutzerdefinierten Verzögerungswerte für Pins/Pads und Vias innerhalb eines Netzes werden im PCB-Editor zur Routing-Verzögerung dieses Netzes addiert. Die Routing-Verzögerung wird automatisch vom Simbeor®-Feldlöser berechnet, der in den Layer Stack Manager integriert ist. Pad- und Via-Verzögerungen werden nicht automatisch berechnet, können jedoch benutzerdefiniert festgelegt werden.

  • Die Designregeln „Length“ und „Matched Lengths“ können auf Basis der Länge oder der Verzögerung konfiguriert werden.

  • Die Signallänge, die gesamte Pin-/Package-Länge und die Verzögerung können in verschiedenen Modi des Panels PCB angezeigt werden, darunter im Modus „Nets“, im Modus „Differential Pairs Editor“ und im Modus „xSignals“. Klicken Sie im Panel PCB mit der rechten Maustaste auf eine Spaltenüberschrift, um Spalten ein- oder auszublenden.

  • Der Simbeor SFS (quasistatischer Feldlöser) von Simberian® berechnet die Routing-Verzögerung anhand der im Layer Stack Manager definierten physikalischen Eigenschaften.

  • Die benutzerdefinierten Werte für Pin-Package-Länge und Ausbreitungsverzögerung sind voneinander unabhängig. Sie werden wie oben beschrieben zur Signallänge bzw. zur Verzögerung addiert. Da sie sich nicht gegenseitig beeinflussen, können bei Bedarf beide Werte angegeben werden.

Verzögerung im Schaltplan berücksichtigen

Pin-Package-Längen können im Panel Properties im Modus Pin als Attribut eines Schaltplan-Bauteilpins definiert werden. Die Software verwendet standardmäßig die Einheiten des zugrunde liegenden Dokuments. Geben Sie bei Bedarf die Einheit zusammen mit dem Wert ein.

Geben Sie die Pin-Package-Länge mit der gewünschten Einheit ein.
Geben Sie die Pin-Package-Länge mit der gewünschten Einheit ein.

  • Die Eigenschaften von Bauteilpins können auch im Bibliothekseditor oder auf dem Schaltplanblatt auf der Registerkarte Pins des Panels Properties im Modus Component bearbeitet werden. Klicken Sie auf dieser Registerkarte des Panels auf , um den Component Pin Editor zu öffnen. Dort können sämtliche Eigenschaften aller Pins dieses Bauteils bearbeitet werden. Werte lassen sich direkt in der Tabelle bearbeiten: Wählen Sie eine Zelle aus und geben Sie einen neuen Wert ein. Mit den Pfeiltasten können Sie zu benachbarten Zellen wechseln. Standardeinheiten werden automatisch ergänzt, wenn sie nicht eingegeben werden.
  • Alternativ können Sie über das Panel „SCHLIB List“ mehrere Werte für Pin/Pkg Lengths oder Propagation Delay aus einem Datenblatt kopieren und in eine Auswahl von Bauteilpins im Schaltplan-Bibliothekseditor einfügen – Bild anzeigen.
    • Sie können den Inhalt der Zwischenablage nicht nur direkt in ausgewählte Zellen einfügen, sondern auch mit der rechten Maustaste in das Panel klicken, um den Dialog Smart Grid Paste aufzurufen. Dieser bietet mehr Kontrolle beim Übertragen zusätzlicher Daten in die Pins. Weitere Informationen finden Sie unter Attribute mit den Smart Grid Tools bearbeiten.

Verzögerung im PCB-Editor definieren

Die Werte für Pin-Package-Länge und Ausbreitungsverzögerung werden in das PCB-Layout übertragen, wie im Modus Pad des Panels Properties zu sehen ist.

Die Werte für Pin-Package-Länge und Ausbreitungsverzögerung werden vom Schaltplan auf die Leiterplatte übertragen, können aber auch direkt auf der Leiterplatte definiert werden.
Die Werte für Pin-Package-Länge und Ausbreitungsverzögerung werden vom Schaltplan auf die Leiterplatte übertragen, können aber auch direkt auf der Leiterplatte definiert werden.

Beachten Sie: Wenn die Werte für Pin-Package-Länge und Ausbreitungsverzögerung in den Pad-Eigenschaften von den Werten der zugehörigen Schaltplansymbol-Pins abweichen, werden beim nächsten PCB-Update ECOs erzeugt, um diese Werte mit denen aus dem Schaltplan zu überschreiben. Dies gilt nicht, wenn die Erkennung von Änderungen an diesen Werten und/oder die Erzeugung entsprechender ECOs in den Projektoptionen deaktiviert ist.

Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Schaltpläne & Leiterplatte synchron halten.

Pin-/Package-Länge und Ausbreitungsverzögerung im PCB-Panel prüfen

Die Pin/Pkg Length wird automatisch in die Berechnungen der Signal Length einbezogen, die in verschiedenen Modi des Panels PCB angezeigt werden. Wechseln Sie im Panel in den Modus Nets, um den Wert der Pin/Pkg Length für die Pins im ausgewählten Netz zu prüfen oder zu bearbeiten. Beachten Sie, dass die Spalte Routed Length die Länge des Routings angibt, während die Spalte Signal Length die Länge des Routings zuzüglich aller Pin-/Package-Längen in diesem Netz anzeigt.

Die Pin/Pkg Length und ihre Auswirkung auf die Signal Length werden im Modus Nets des Panels PCB angezeigt.
Die Pin/Pkg Length und ihre Auswirkung auf die Signal Length werden im Modus Nets des Panels PCB angezeigt.

In der folgenden Abbildung zeigt die Spalte Delay für die Ausbreitungsverzögerung, dass zwei xSignal-Paare gegen eine Designregel vom Typ „Matched Lengths“ verstoßen. Da sich die Hervorhebung in der Spalte „Delay“ befindet, ist die Regel so konfiguriert, dass sie Verzögerungseinheiten statt Längeneinheiten verwendet.

Die Spalte „Delay“ zeigt, dass zwei xSignal-Paare gegen eine Designregel vom Typ „Matched Lengths“ verstoßen. Die Spalte „Delay“ zeigt, dass zwei xSignal-Paare gegen eine Designregel vom Typ „Matched Lengths“ verstoßen. 

Die Signallänge, die gesamte Pin-/Package-Länge und die Verzögerung können in verschiedenen Modi des Panels PCB angezeigt werden, darunter im Modus „Nets“, im Modus „Differential Pairs Editor“ und im Modus „xSignals“. Klicken Sie im Panel PCB mit der rechten Maustaste auf eine Spaltenüberschrift, um Spalten ein- oder auszublenden.

Berücksichtigung der Länge in xSignals

Die Pin/Pkg Length wird automatisch in die gesamte xSignal-Länge einbezogen, wenn:

  • das betreffende Signal Teil einer xSignal-Definition ist
  • das betreffende Pad nicht in einer Fly-by-Topologie angeschlossen ist (es ist nur eine Leiterbahn mit diesem Pad verbunden)

Pads, die in einer Fly-by-Topologie angeschlossen sind (mit einem Eintritts- und einem Austrittspunkt), werden von der Längenberechnung ausgeschlossen.

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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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