El enrutamiento de pares diferenciales es una técnica de diseño empleada para crear un sistema de transmisión balanceado capaz de transportar señales diferenciales (iguales y opuestas) a través de una placa de circuito impreso. Normalmente, este enrutamiento diferencial hará interfaz con un sistema externo de transmisión diferencial, como un conector y un cable.
Un sistema de señalización diferencial es aquel en el que una señal se transmite por un par de conductores estrechamente acoplados; uno de ellos transporta la señal y el otro transporta una imagen igual pero opuesta de la señal. La señalización diferencial se desarrolló para responder a situaciones en las que la tierra de referencia lógica de la fuente de señal no podía conectarse bien a la tierra de referencia lógica de la carga. La señalización diferencial es inherentemente inmune al ruido eléctrico de modo común, que es el artefacto de interferencia más común presente en un producto electrónico. Otra ventaja importante de la señalización diferencial es que minimiza la interferencia electromagnética (EMI) generada por el par de señales.
El enrutamiento de PCB de pares diferenciales es una técnica de diseño empleada para crear un sistema de transmisión balanceado capaz de transportar señales diferenciales (iguales y opuestas) a través de una placa de circuito impreso. Normalmente, este enrutamiento diferencial hará interfaz con un sistema externo de transmisión diferencial, como un conector y un cable.
Es importante tener en cuenta que, aunque la relación de acoplamiento lograda en un cable diferencial de par trenzado puede ser superior al 99 %, el acoplamiento logrado en el enrutamiento de pares diferenciales normalmente será inferior al 50 %. La opinión experta actual es que la tarea del enrutamiento en la PCB no consiste en intentar asegurar que se logre una impedancia diferencial específica, sino en centrarse en garantizar que la señal diferencial llegue en buenas condiciones al componente de destino mientras viaja desde el cableado externo.
Según Lee Ritchey, un reconocido experto del sector en diseño de PCB de alta velocidad, una señalización diferencial exitosa requiere:
Establecer cada una de las impedancias de señal de enrutamiento a la mitad de la impedancia del cable diferencial de entrada.
Que cada una de las dos líneas de señal esté correctamente terminada en su propia impedancia característica en el extremo receptor.
Que las dos líneas tengan la misma longitud, dentro de las tolerancias de la familia lógica y de la frecuencia del circuito utilizadas en el diseño. El objetivo debe ser preservar la temporización; ajuste las longitudes lo suficientemente cerca como para cumplir con el presupuesto de skew del diseño. Algunos ejemplos de tolerancias de longitud incluyen USB de alta velocidad, donde el desajuste de longitud no debe ser mayor de 150 mils; los relojes DDR2 deben igualarse dentro de 25 mils.
Aprovechar el beneficio de enrutar las dos señales lado a lado para ayudar a lograr un enrutamiento de buena calidad con longitudes igualadas. Cuando sea necesario, es aceptable separarlas para enrutar alrededor de obstáculos.
Los cambios de capa son aceptables siempre que se mantengan las impedancias de señal.
Transferencia de los pares diferenciales al editor PCB desde esquemáticos
Si ha colocado directivas de Differential Pair en redes del esquemático , la configuración predeterminada de las opciones del proyecto dará como resultado que los miembros de los pares diferenciales se creen en la PCB. Para configurar esto, se utilizan las siguientes opciones en el cuadro de diálogo Options for PCB Project :
Pestaña Comparator - Extra Differential Pairs (luego las comprobaciones Different Differential Pair para actualizaciones posteriores, y las opciones de Rules si también está creando/cambiando reglas de diseño)
Pestaña ECO Generation - Add Differential Pair (luego las comprobaciones Change Differential Pair para actualizaciones posteriores, y las opciones de Rules si también está creando/cambiando reglas de diseño)
Pestaña Class Generation - Generate Net Classes (si también está creando una Net Class para usarla con el alcance de una regla PCB Differential Pair Routing)
Visualización y administración de pares diferenciales en la PCB
Las definiciones de pares diferenciales se visualizan y administran en el panel PCB configurado en modo Differential Pairs Editor . La imagen siguiente muestra los pares que pertenecen a la Differential Pair Class ROCKET_IO_LINES. El par V_RX0 está resaltado; las redes de este par son V_RX0_N y V_RX0_P. Los indicadores - y + que se muestran junto al nombre de red de cada miembro son marcas del sistema que indican si es el miembro positivo o negativo del par.
Los pares diferenciales pueden visualizarse y administrarse en el editor de pares diferenciales. Haga clic con el botón derecho en la región Differential Pair Classes para crear una nueva clase.
En el modo Differential Pairs Editor del panel PCB , sus tres regiones principales cambian para reflejar la jerarquía de pares diferenciales del diseño PCB actual (en orden desde la parte superior):
Differential Pair Classes .
Miembros individuales Differential Pairs dentro de una clase.
Las Nets constituyentes (negativa y positiva) que forman un par diferencial.
Definición de una clase de pares diferenciales
A menudo hay más de un par diferencial que debe ser objetivo de una regla de diseño. En esta situación, puede definir clases de pares diferenciales, agrupándolos en grupos lógicos. Al hacer clic con el botón derecho en una entrada de clase de par diferencial y luego seleccionar Properties (o hacer doble clic directamente en la entrada), se abrirá el cuadro de diálogo Edit Object Class dialog en el que puede cambiar el nombre o ver/modificar la pertenencia de pares diferenciales de la clase. Para un control total y la edición de todas las clases, incluidas las clases de pares diferenciales, abra el cuadro de diálogo Object Class Explorer dialog usando el comando Design » Classes de los menús principales.
Object Class Explorer permite crear, visualizar y modificar todas las clases, incluidos los Differential Pairs.
Administración de pares diferenciales
Los pares diferenciales pueden definirse en el esquemático y también en el editor PCB. La administración en este último se realiza desde la región Differential Pairs del panel PCB , cuando está configurado en su modo Differential Pairs Editor . Para la clase de par diferencial seleccionada en particular, todos los objetos de par diferencial definidos actualmente que pertenecen a esa clase aparecerán en la región Differential Pairs .
Use los botones situados debajo de la región para administrar sus pares diferenciales según sea necesario:
Add . En el cuadro de diálogo Differential Pair resultante, seleccione redes existentes tanto para la red positiva como para la negativa, asigne un nombre al par y luego haga clic en OK .
Tenga en cuenta que solo se enumeran redes available para su selección. Las redes actualmente definidas como parte de pares diferenciales existentes no se enumeran.
Cree rápidamente pares a partir de las redes con nombre.
Para modificar un par diferencial existente, seleccione su entrada y haga clic en el botón Edit . El cuadro de diálogo Differential Pair se abrirá con las redes actualmente elegidas para el par introducidas en los campos desplegables Positive Net y Negative Net . Cambie una o ambas redes del par o cambie el nombre del par según sea necesario.
También puede hacer clic con el botón derecho en una entrada de par diferencial, y luego seleccionar Properties , o hacer doble clic directamente en la entrada.
Para eliminar un par diferencial existente, seleccione su entrada y haga clic en el botón Delete .
Creación de pares diferenciales a partir de redes de diseño
TX0_P y TX0_N), puede usar el cuadro de diálogo Create Differential Pairs From Nets . Haga clic en el botón Create From Nets en el panel PCB en modo Differential Pairs Editor para abrir el cuadro de diálogo.
Los objetos de pares diferenciales potenciales se muestran para su creación en respuesta a las entradas de filtro situadas en la parte superior del cuadro de diálogo.
La eficacia de este método automatizado depende directamente de la convención de nomenclatura que se haya utilizado para las redes específicas que conformarán los pares diferenciales. Idealmente, se utilizará una convención de nomenclatura en la que una raíz común vaya seguida de un indicador positivo/negativo coherente (P y N). Por ejemplo, considere la señal receptora D_ETH_O.RX, que es una señal diferencial en el diseño. Las dos redes que constituyen esta señal son ETH_O.RX_P y ETH_O.RX_N - estas representan los lados positivo y negativo de la señal, respectivamente.
Los filtros de la parte superior del cuadro de diálogo le permiten identificar rápidamente estas redes en términos de la clase de red a la que pertenecen y del factor diferenciador particular que se ha utilizado para distinguir las redes positiva y negativa en un emparejamiento previsto, por ejemplo, _P y _N. También puede definir un prefijo que se añadirá a los objetos de pares diferenciales creados, y determinar también a qué clase de par diferencial deben añadirse.
Para cada objeto de par diferencial, el cuadro de diálogo muestra sus redes positiva y negativa constituyentes. De forma predeterminada, todos los objetos de par diferencial potenciales se seleccionan para su creación y los individuales pueden excluirse desmarcando la casilla Create asociada.
Cuando todas las opciones estén configuradas según sea necesario, haga clic en el botón Execute : se crearán los objetos de par diferencial y el panel PCB se actualizará en consecuencia.
Al hacer clic con el botón derecho en una entrada Net(s) del panel PCB y luego seleccionar Properties (o al hacer doble clic directamente en la entrada), se abrirá el cuadro de diálogo Edit Net dialog en el que podrá ver/modificar las propiedades de la red según sea necesario.
Use el botón Rule Wizard para acceder a Differential Pair Rule Wizard e implementar las propiedades de la regla de par diferencial en un proceso automatizado. Consulte la sección Using the Differential Pair Rule Wizard to Define the Rules más abajo para obtener más información.
Uso de xSignals con pares diferenciales
Main page: Definición de rutas de señales de alta velocidad con xSignals
Si sus pares diferenciales tienen componentes en serie en la ruta de la señal, puede resultar útil crear xSignals. Una xSignal es una ruta de señal definida por el diseñador entre dos nodos. Pueden ser dos nodos dentro de la misma red o pueden ser dos nodos en redes diferentes. Mediante una xSignal, puede definir la ruta de la señal para que incluya la red a cada lado de un componente en serie. Los cálculos de longitud de ruta para xSignals incluyen la longitud de la ruta a través del componente en serie, como lo muestra la línea delgada que aparece cuando se selecciona una xSignal en el modo xSignals del panel PCB .
Estos pares diferenciales se han definido como xSignals; la longitud de la ruta incluye el componente en serie.
Reglas de diseño aplicables
Para enrutar interactivamente un par diferencial, cree y configure las siguientes dos reglas de diseño en el cuadro de diálogo PCB Rules and Constraints Editor dialog (Design » Rules ):
Differential Pairs Routing - define el ancho de enrutado de las redes del par, la separación (gap) entre las redes del par y la longitud total desacoplada (el par se desacopla cuando el gap es mayor que la configuración Max Gap ). Establezca el alcance de esta regla para los objetos de destino que sean un par diferencial, por ejemplo, IsDifferentialPair o InDifferentialPairClass('All Differential Pairs'). Tenga en cuenta que la configuración de Min/Preferred/Max Gap se puede usar durante el enrutado, pero no durante la comprobación de reglas de diseño. Durante la comprobación de reglas de diseño, la distancia entre las redes de un par se evalúa mediante la regla de diseño Electrical Clearance aplicable, como se explica en el recuadro destacado a continuación.
Electrical Clearance - define la separación mínima entre cualesquiera dos objetos primitivos (por ejemplo, pad-pad, track-pad) ya sea en cualquier red, en la misma red o entre redes diferentes. Establezca el alcance de esta regla para los objetos de destino que sean miembros de un par diferencial, por ejemplo, InDifferentialPair, y seleccione los tipos de objeto adecuados en la región de restricciones del cuadro de diálogo, como se muestra a continuación.
Important Note: Mientras enruta un par diferencial, las redes enrutadas del par estarán separadas por la configuración actual de Min/Preferred/Max Gap definida en la regla de diseño Differential Pair Routing aplicable (pulse Shift+6 para alternar entre los modos de Gap durante el enrutado; consulte la barra de estado para ver qué modo se está aplicando). Sin embargo, durante la comprobación de reglas de diseño, todos los objetos eléctricos se evaluarán usando la regla de diseño Electrical Clearance aplicable, por lo que si el valor de gap utilizado para enrutar el par diferencial es inferior a la separación mínima permitida entre las redes del par diferencial establecida por la regla de diseño Electrical Clearance, se producirá una infracción de la regla de diseño Electrical Clearance. Si las redes del par se colocan más cerca entre sí que la configuración mínima permitida por la regla de diseño Electrical Clearance aplicable, deberá agregar una regla de diseño Electrical Clearance adicional dirigida a los pares diferenciales, permitiendo que tengan una separación igual a la configuración Diff Pair Routing Gap. Esta regla también debe tener la configuración que define los tipos de red que se probarán establecida en Same Differential Pair , como se muestra en .
Establecimiento del alcance de las reglas de diseño
El alcance de la regla de diseño define el conjunto de objetos al que desea aplicar la regla. Dado que un par diferencial es un objeto, puede usar consultas como las de los siguientes ejemplos:
InAnyDifferentialPair - el objeto está en cualquier par diferencial.
InDifferentialPair('D_V_TX1') - se dirige a ambas redes del par diferencial llamado D_V_TX1.
InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') - se dirige a todas las redes de todos los pares pertenecientes a la clase de pares diferenciales llamada ROCKET_IO_LINES.
(IsDifferentialPair And (Name = 'D_V_TX1')) - se dirige al objeto par diferencial que tiene el nombre D_V_TX1.
(IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) - se dirige a todos los objetos de par diferencial cuyo nombre comienza con la letra D.
Uso del asistente de reglas de pares diferenciales para definir las reglas
Aunque las reglas se pueden crear manualmente usando el PCB Rules and Constraints Editor (Design » Rules ), el panel PCB en modo Differential Pairs Editor ofrece la comodidad de Differential Pair Rule Wizard . Use el botón Rule Wizard (debajo de la región Nets en el panel PCB ) para acceder al asistente e implementar las propiedades de la regla según sea necesario.
El Differential Pair Rule Wizard lo guía a través del proceso de definición de reglas.
Tenga en cuenta que el alcance de las reglas dependerá de la selección en el panel PCB antes de iniciar el asistente, de la siguiente manera:
Differential Pair Class
Si se selecciona la clase All Differential Pairs , el alcance será All para cada regla.
Si se selecciona una clase específica de pares diferenciales, el alcance será InDifferentialPairClass('ClassName') para cada regla.
Differential Pair
Si se selecciona un único objeto de par diferencial en el panel, los alcances serán:
Ancho - InDifferentialPair('PairName')
Longitudes de red igualadas y Differential Pairs Routing - IsDifferentialPair And (Name = 'PairName'))
Si se seleccionan varios objetos de par diferencial en el panel, habrá entradas de alcance individuales para cada objeto de par, cada una separada por un operador 'Or'. Por ejemplo, una regla de Width de enrutado dirigida a los objetos de par diferencial seleccionados individualmente D_ETH_O.TX y D_ETH_O.RX tendrá un alcance de:InDifferentialPair('D_ETH_O.TX') Or InDifferentialPair('D_ETH_O.RX')
Tenga en cuenta que la separación desde una red en un par diferencial hacia cualquier objeto eléctrico other que no forme parte del par es supervisada por la regla Clearance aplicable.
Enrutado de un par diferencial
Related page: Enrutado interactivo
Los pares diferenciales se enrutan como un par; es decir, se enrutan dos redes simultáneamente. Para enrutar un par diferencial, seleccione Interactive Differential Pair Routing en el menú Route o en Active Bar . Se le pedirá que seleccione una de las redes del par; haga clic en cualquiera de ellas para comenzar el enrutado. No importa si se selecciona la pista positiva o negativa de un par, ya que el sistema seleccionará automáticamente la otra pista también. El video siguiente muestra el enrutado de un par diferencial.
Durante el enrutado de pares diferenciales, puede realizar las siguientes funciones:
Shift+R para alternar entre los modos de enrutado de resolución de conflictos (Walkaround, Push, Hug and Push, Stop at First Obstacle, Ignore Obstacles).
Shift+Spacebar para alternar entre los estilos de esquina disponibles (esquina de 45 grados, arco de 45 grados en la esquina, cualquier ángulo, esquina de 90 grados, arco de 90 grados en la esquina).
Cuando enrute un par diferencial usando el estilo de esquina de cualquier ángulo, mantenga pulsado Shift para enrutar el par diferencial usando arcos tangentes.
Pulse Spacebar para alternar entre los dos submodos de dirección de esquina.
Pulse la tecla Backspace para eliminar el último vértice.
Pulse 3 para alternar entre los posibles anchos de enrutado del par diferencial (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max).
Pulse Shift+6 para alternar entre los posibles gaps del par diferencial (Rule Min, Rule Preferred, Rule Max).
Use las teclas + y - del teclado numérico para cambiar de capa de enrutado.
Para cambiar de capa e insertar un par de vías: pulse la tecla * del teclado numérico o use la combinación de teclas Ctrl+Shift+Wheel Scroll , y luego
Pulse 4 para alternar entre los posibles tamaños de vía (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max)
Pulse 5 para alternar entre patrones de vías escalonados y perpendiculares durante un cambio de capa o, alternativamente, mueva el cursor para alternar el patrón
Pulse 6 para alternar entre las posibles pilas de vías, o pulse 8 para mostrar una lista desde la cual seleccionar (obtenga más información sobre cómo controlar las vías colocadas durante el enrutado interactivo )
Shift+F1 para mostrar todos los atajos disponibles dentro del comando.
En los modos de arco en esquina, pulse la tecla ", " para disminuir el radio máximo del arco y la tecla ". " para aumentar el radio máximo del arco. El tamaño del arco puede cambiarse interactivamente moviendo el cursor. La configuración define el radio máximo de arco permitido, que se muestra en la barra de estado mientras está enrutando.
Al usar la herramienta de Interactive Differential Pair Routing, tenga en cuenta que el acoplamiento del par diferencial tiene prioridad. Por lo tanto, es posible que las reglas de diseño SMD To Corner y SMD Entry no funcionen como se espera. Si se requiere un cumplimiento estricto de estas reglas al enrutar un par diferencial, utilice la herramienta Quick Differential Pair Routing tool .
Las principales limitaciones actuales del enrutamiento de pares diferenciales en cualquier ángulo son:
Se admite la eliminación automática de bucles en pares diferenciales en cualquier ángulo. Esta función está en Open Beta y está disponible cuando la opción Legacy.PCB.Routing.LoopRemoval está deshabilitada en el cuadro de diálogo Advanced Settings .
Muchos de los ajustes, como el modo de enrutamiento actual, el ancho, la separación y el tamaño de vía, se muestran en la barra de estado (que se muestra a continuación) o en el Heads Up Display (Shift+H para activarlo/desactivarlo).
Muchos de los comportamientos del enrutamiento de pares diferenciales son los mismos que los del enrutamiento interactivo de una sola red.
Más información sobre Interactive Routing
Configuración del Interactive Differential Pair Router
Muchos de los ajustes del enrutamiento interactivo de pares diferenciales se pueden cambiar durante el enrutamiento interactivo de pares diferenciales, en el modo Interactive Differential Pair Routing del panel Properties . Pulse Tab durante el enrutamiento para mostrar el panel.
Para reconocer los miembros de un par diferencial, se utiliza el concepto de acoplamiento. Cuando el software reconoce objetos que pertenecen a un par diferencial, intentará arrastrar la pista o vía asociada del par si la opción Keep Coupled está habilitada en los modos Interactive Sliding o Interactive Via Dragging del panel Properties (que se describen a continuación).
Las siguientes secciones desplegables contienen información sobre las opciones y controles disponibles:
Net Information
DP Name – muestra el nombre del par diferencial.
DP Class – muestra la clase de par diferencial a la que pertenece el enrutamiento (si es miembro de una clase de par diferencial).
Selected
Length – la suma de la longitud total de los segmentos seleccionados.
Delay – el retardo total de los segmentos seleccionados, incluidos los no enrutados.
Total
Length – la Signal Length total. La Signal Length es el cálculo exacto de la distancia total de nodo a nodo. Los objetos colocados se analizan para resolver objetos apilados o superpuestos y trayectorias errantes dentro de pads, y se incluyen las longitudes de las vías. Si la red no está completamente enrutada, también se incluye la longitud Manhattan (X + Y) de la línea de conexión.
Delay – el retardo de los segmentos enrutados de la Total Length .
Seleccione los enlaces en los que se puede hacer clic de DP Name , DP Class , Length y Delay desde el modo Differential Pair Routing del panel Properties para ser redirigido al panel PCB – Differential Pairs Editor , donde puede ver y cambiar los detalles de las redes asociadas.
Properties
Layer – use la lista desplegable para especificar en qué capa se encuentra el enrutamiento.
Gap – use la lista desplegable o el atajo Shift+6 para recorrer los espacios libres permitidos.
Min – seleccione esta opción para especificar el espacio libre mínimo permitido entre primitivas de redes diferentes dentro del mismo par diferencial.
Preferred – seleccione esta opción para especificar el espacio libre preferido entre primitivas de redes diferentes dentro del mismo par diferencial.
Max – seleccione esta opción para especificar el espacio libre máximo permitido entre primitivas de redes diferentes dentro del mismo par diferencial.
Via – si la vía está asociada con una plantilla, aquí se muestra el nombre de la plantilla.
Via Diameter – especifica el diámetro de la vía.
Via Hole Size – especifica el tamaño del agujero de la vía.
Width – use la lista desplegable para especificar el ancho.
Min – indica que se utilizará el ancho mínimo de la regla de diseño definido para la red actual
Preferred – indica que se utilizará el ancho preferido de la regla de diseño definido para la red actual.
Max – indica que se utilizará el ancho máximo de la regla de diseño definido para la red actual.
Interactive Routing Options
Rules
Las restricciones definidas por las reglas de diseño aplicables aparecerán en la sección Rules del panel Properties .
Via Constraint – haga clic para abrir el cuadro de diálogo Edit PCB Rule , en el que puede definir reglas de PCB para vías.
Differential Pair Constraint – haga clic para abrir el cuadro de diálogo Edit PCB Rule , en el que puede definir reglas de PCB para el par diferencial.
Mejora de la calidad del enrutamiento
Main article: Glossing y Retracing de rutas existentes
El editor de PCB incluye potentes herramientas para mejorar la calidad del enrutamiento existente. Estas herramientas se conocen como Glossing y Retracing y ambas están disponibles en el menú Route .
Gloss - se centra en mejorar la geometría de la traza, intentando reducir el número de esquinas y acortar la longitud total de la ruta. Gloss conserva el ancho de traza existente y la separación del par diferencial. Glossing respeta la configuración actual de Gloss Effort (Routed) configurada en la página PCB - Interactive Routing del cuadro de diálogo Preferences (show image ).
Retrace - asume que la geometría general es satisfactoria y, en su lugar, se centra en verificar que el enrutamiento cumpla las reglas de diseño. Mientras que Gloss conserva el ancho de traza existente y la separación del par, Retrace los cambia a Preferred. Retrace es una excelente herramienta para usar cuando una regla de diseño Differential Pair Routing ha cambiado y ese cambio debe aplicarse al enrutamiento existente.
La animación de la sección anterior, Routing a Differential Pair , incluye una demostración simple de glossing con Gloss Effort (Routed) configurado en Strong.
Modificación interactiva del enrutamiento de pares diferenciales
Main page: Modificación de rutas existentes
Durante el enrutamiento habrá muchas ocasiones en las que necesite cambiar parte del enrutamiento existente; por ejemplo, puede que no esté satisfecho con las salidas de las almohadillas y quiera remodelarlas (como se muestra en el video de abajo). Aunque puede cambiar el enrutamiento existente usando un enfoque de dibujo de hacer clic y arrastrar segmentos de pista, a menudo es más fácil simplemente volver a enrutar.
Para hacerlo, seleccione el comando Route » Interactive Differential Pair Routing y luego haga clic en cualquier parte del enrutamiento existente. Continúe enrutando la nueva ruta, volviendo para unirse al enrutamiento existente donde sea necesario. Esto creará un bucle entre la ruta antigua y la nueva. Cuando haga clic con el botón derecho o presione Esc para terminar la ruta, los segmentos redundantes se eliminan automáticamente, incluidas las vías redundantes.
La función de eliminación de bucles se utiliza habilitando la opción
Automatically Remove Loops , ya sea desde el panel
Properties panel (mientras está en el modo de enrutamiento interactivo de pares diferenciales) o en la página
PCB Editor - Interactive Routing page del cuadro de diálogo
Preferences . Para activar o desactivar esta función durante el enrutamiento, use el atajo de teclado
Shift+D .
El enrutamiento de pares diferenciales es ligeramente diferente del enrutamiento de red única. El enrutamiento de red única se puede configurar para que el último segmento sea hueco (el segmento de vista previa); este segmento no se coloca al hacer clic. El enrutamiento de pares diferenciales no incluye segmentos de vista previa, por lo que cuando haga clic colocará todos los segmentos visibles. Coloque el cursor de forma que no haya segmentos redundantes.
Si está ajustando pares diferenciales arrastrando manualmente segmentos de pista, puede empujar un miembro del par con el otro o arrastrar cada uno de manera independiente.
Use la función de eliminación de bucles para volver a enrutar interactivamente un par diferencial a lo largo de una nueva ruta; el bucle del enrutamiento antiguo se elimina automáticamente. Los pares también se pueden modificar arrastrando una ruta de modo que empuje a la otra.
Arrastre interactivo de vías
Los diseñadores de PCB pueden dedicar mucho tiempo a ajustar el enrutamiento, quizá debido a un cambio tardío en el diseño o para lograr completar el diseño. Esto puede significar empujar y desplazar el enrutamiento existente, arrastrar vías y mover componentes ligeramente.
Ajuste el comportamiento de arrastre de vías en el panel Properties.
Como complemento al soporte para glossing de rutas vecinas, también se admite el arrastre de vías. El arrastre de vías admite Neighbor Glossing , configurado mediante el modo Interactive Via Dragging del panel Properties del editor de PCB. Presione Tab durante el arrastre de vías para acceder al panel y ajustar la configuración.
Arrastre de pares diferenciales
Para reconocer los miembros de un par diferencial, se utiliza el concepto de Coupling. Cuando el software reconoce objetos que pertenecen a un par diferencial, intentará arrastrar la pista o vía asociada del par si la opción Keep Coupled está habilitada en los modos Interactive Sliding o Interactive Via Dragging del panel Properties .
Presione X mientras arrastra un par de vías para girar el par 90 grados.
Para confirmar que los objetos asociados están acoplados, el software verifica que los objetos:
Para pares de vías: pertenecen al par y están más cerca de 2 * Preferred Gap
Para pares de pistas: pertenecen al par, están en la misma capa, están separados por no más de Preferred Gap
Visualización de la separación disponible
¿Alguna vez se ha quedado atascado durante el enrutamiento preguntándose por qué la ruta no pasa por esa abertura? Esta frustración es incluso más probable durante el enrutamiento de pares diferenciales. Altium Designer incluye una función para ayudar con esto, llamada dynamic display of clearance boundaries . Cuando está habilitada, el área de separación prohibida definida por existing objects + the applicable clearance rule se muestra como polígonos sombreados dentro de un círculo de visualización local, como se muestra en el video de abajo. Presione Ctrl+W para activar y desactivar la función.
Muestre dinámicamente los límites de separación durante el enrutamiento de pares diferenciales.
El área de visualización puede restringirse a una región alrededor de la ubicación actual del cursor, o puede ser toda la pantalla. Esto se controla mediante la subopción Reduce Clearance Display Area en la página PCB Editor - Interactive Routing del cuadro de diálogo Preferences .
La herramienta de enrutamiento rápido de pares diferenciales
El comando Quick Differential Pair Routing (al que se accede desde el menú principal y el Active Bar ) ofrece un enrutamiento más ligero, con menos ajustes y capacidades, adecuado para diseños más simples. Su comportamiento general y sus atajos son los mismos que los del comando estándar Interactive Differential Pair Routing.
Las capacidades incluyen:
Una serie de modos de enrutamiento, como: detenerse en el primer obstáculo, rodear y empujar y desplazar.
Potentes capacidades de arrastre que mantienen los ángulos de las pistas y la ortogonalidad.
Una función de eliminación de bucles que hace que el reenrutamiento sea un proceso rápido y sencillo.
La herramienta Quick Differential Pair Routing ayuda a maximizar la eficiencia y la flexibilidad del enrutamiento de forma intuitiva, lo que incluye seguir la trayectoria del cursor para colocar secciones de ruta, completar el enrutamiento con un solo clic, empujar o rodear obstáculos y seguir automáticamente las conexiones existentes, todo ello de acuerdo con las reglas de diseño aplicables.
Este enrutador se denomina Quick porque ofrece un conjunto de funciones reducido. Las funciones que no están incluidas en Quick Differential Pair Router son:
No hay suavizado de giros
Soporte limitado para enrutamiento Any Angle
No se empujan uniones en T
Soporte simple de Push&Shove
Sin Miter Ratio, Min Arc ni Pad Entry Stability
Gloss Effort simple, sin soporte para Gloss Neighbor
No hay convergencia de par diferencial al salir lateralmente de los pines de inicio
No hay ajuste ceñido de los pares diferenciales enrutados
No se mantiene el par diferencial cuando se empuja un par diferencial vecino
Si necesita alguna de estas funciones, use la herramienta Interactive Differential Pair Routing .
Para reconocer los miembros de un par diferencial, se utiliza el concepto de Coupling. Cuando el software reconoce objetos que pertenecen a un par diferencial, intentará arrastrar la pista asociada o la vía del par si la opción Keep Coupled está habilitada en los modos Interactive Sliding o Interactive Via Dragging del panel Properties .
Net Information
DP Name – muestra el nombre del par diferencial.
DP Class – muestra la clase de par diferencial a la que pertenece el enrutamiento (si es miembro de una clase de par diferencial).
Selected
Length – la suma de la longitud total de los segmentos seleccionados.
Delay – el retardo total de los segmentos seleccionados, incluidos los no enrutados.
Total
Length – la Signal Length total. La Signal Length es el cálculo preciso de la distancia total de nodo a nodo. Los objetos colocados se analizan para resolver objetos apilados o superpuestos y trayectorias errantes dentro de pads, y se incluyen las longitudes de las vías. Si la red no está completamente enrutada, también se incluye la longitud Manhattan (X + Y) de la línea de conexión.
Delay – el retardo de los segmentos enrutados de la Total Length .
Seleccione los enlaces en los que se puede hacer clic de
DP Name ,
DP Class ,
Length y
Delay desde el modo
Differential Pair Routing del panel
Properties para ser redirigido al panel
PCB – Nets panel , donde puede ver y cambiar los detalles de las redes asociadas.
Properties
Layer – use la lista desplegable para especificar en qué capa se encuentra el enrutamiento.
Gap – use la lista desplegable o el atajo Shift+6 para alternar entre las separaciones permitidas.
Min – seleccione esta opción para especificar la separación mínima permitida entre primitivas en redes distintas dentro del mismo par diferencial.
Preferred – seleccione esta opción para especificar la separación preferida entre primitivas en redes distintas dentro del mismo par diferencial.
Max – seleccione esta opción para especificar la separación máxima permitida entre primitivas en redes distintas dentro del mismo par diferencial.
Via – si la vía está asociada a una plantilla, aquí se muestra el nombre de la plantilla.
Via Diameter – especifique el diámetro de la vía.
Via Hole Size – especifique el tamaño del taladro de la vía.
Width – use la lista desplegable para especificar el ancho.
Min – indica que se utilizará el ancho mínimo definido por la regla de diseño para la red actual
Preferred – indica que se utilizará el ancho preferido definido por la regla de diseño para la red actual.
Max – indica que se utilizará el ancho máximo definido por la regla de diseño para la red actual.
Interactive Routing Options
Routing Mode – use la lista desplegable o el atajo Shift+R para alternar entre los modos de enrutamiento deseados. Están disponibles las siguientes opciones:
Ignore Obstacles – seleccione esta opción para ignorar los objetos existentes (el enrutamiento se puede colocar libremente). Las violaciones se resaltan.
Walkaround Obstacles – seleccione esta opción para que el Interactive Router enrute alrededor de pistas, pads y vías existentes. Si este modo no puede rodear un obstáculo sin causar una violación, aparece un indicador para mostrar que la ruta está bloqueada.
Push Obstacles – seleccione esta opción para que el Interactive Router mueva las pistas existentes fuera del camino. Este modo también puede empujar vías para despejar el paso al nuevo enrutamiento. Si este modo no puede empujar un obstáculo sin causar una violación, aparece un indicador para mostrar que la ruta está bloqueada.
HugNPush Obstacles – seleccione esta opción para que el Interactive Router se ajuste lo más cerca posible a pistas, pads y vías existentes y, cuando sea necesario, empuje obstáculos para continuar la ruta. Si este modo no puede ajustarse o empujar un obstáculo sin causar una violación, aparece un indicador para mostrar que la ruta está bloqueada.
Stop At First Obstacle – en este modo, el motor de enrutamiento se detendrá en el primer obstáculo que encuentre en el camino.
AutoRoute Current Layer – seleccione esta opción para habilitar el autoenrutamiento solo en la capa actual.
AutoRoute MultiLayer – seleccione esta opción para habilitar el autoenrutamiento en varias capas.
Corner Style – seleccione el estilo de esquina de enrutamiento deseado o use el atajo Shift+Spacebar para alternar entre los estilos de esquina.
Restrict to 90/45 – habilite esta opción para restringir el enrutamiento únicamente a 90 grados y 45 grados.
Automatically Remove Loops – habilite esta opción para eliminar automáticamente cualquier bucle redundante que se cree durante el enrutamiento manual. Esto le permite reenrutar una conexión sin tener que eliminar manualmente las pistas redundantes. Sin embargo, hay ocasiones en las que necesita enrutar redes, como redes de alimentación y cuando necesita bucles; puede alternar esta opción para una red seleccionada usando el atajo Shift+D para invalidar esta configuración global para esa misma red.
Remove Loops With Vias – habilite esta opción para eliminar automáticamente bucles con vías. Deshabilite esta opción para que las vías permanezcan durante la eliminación de bucles.
Remove Net Antennas – habilite esta opción para eliminar cualquier extremo de pista o arco que no esté conectado a ninguna otra primitiva y forme una antena.
Display Clearance Boundaries – habilite esta opción para que el área de separación prohibida definida por los objetos existentes y la regla de separación aplicable se muestre como polígonos sombreados dentro de un círculo de visualización local. Esta opción no está disponible en el modo de enrutamiento Ignore Obstacles .
Reduce Clearance Display Area – habilite esta opción para usar un límite de separación más pequeño. Esta opción solo está disponible cuando Display Clearance Boundaries option está habilitado.
Rules
Las restricciones definidas por las reglas de diseño aplicables aparecerán en la sección Rules del panel Properties .
Via Constraint – haga clic para abrir el cuadro de diálogo Edit PCB Rule , en el que puede definir reglas de PCB para una vía.
Differential Pair Constraint – haga clic para abrir el cuadro de diálogo Edit PCB Rule , en el que puede definir reglas de PCB para el par diferencial.
Igualación de las longitudes de los pares diferenciales
Los pares diferenciales se utilizan a menudo en diseños de alta velocidad debido a su inmunidad inherente al ruido y al hecho de que simplifican el desafío de proporcionar una ruta de retorno de alta calidad para las señales. Sin embargo, al igual que las señales de un solo lado, sus longitudes deben gestionarse para garantizar que se cumplan los requisitos de temporización de la señal.
Durante el enrutamiento de pares diferenciales, la longitud de cada una de las dos redes del par se muestra en la barra de estado y también en la visualización Heads-up (Shift+H para activar/desactivar). Los valores de longitud mostrados en el panel PCB se actualizan cuando sale del enrutamiento de un par.
La longitud actual de la ruta de cada red del par se muestra en la visualización Heads-up (Shift+H para activar/desactivar).
El panel PCB se utiliza para examinar objetos en el espacio de diseño e incluye modos para examinar Nets , Differential Pairs y xSignals , entre otros. El panel incluye detalles sobre cada red/par diferencial/xSignal, incluida la longitud de la señal y el retardo; haga clic con el botón derecho en cada sección del panel para mostrar un menú contextual de comandos para esa sección. Por ejemplo, cuando el panel está en el modo Nets , haga clic con el botón derecho en la sección Nets del panel y use el submenú Columns para habilitar o deshabilitar detalles como Signal Length y Delay . Cuando se aplican reglas de Length y/o Matched Length, la columna Signal Length de las redes que no cumplen la regla de diseño se resaltará en naranja (menor que la longitud objetivo) o en rojo (supera la longitud objetivo).
Use el panel PCB para supervisar el progreso de la igualación de longitudes.
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Reglas de diseño Matched Length y Length
Las reglas de diseño Length y Matched Length se pueden definir para garantizar que se cumplan los requisitos de tiempo de vuelo y desviación temporal. Además de utilizarse durante una comprobación de reglas de diseño (DRC), estas reglas también se usan durante el ajuste interactivo de longitud.
La regla de diseño Matched Length detecta el par más largo al que apunta el alcance de la regla y usa el valor de Average Length de ese par como referencia para comparar los demás pares objetivo, exigiendo que sus longitudes estén dentro de + o - la Tolerance definida en la regla. El valor de Average Length se muestra en el modo Differential Pairs Editor del panel PCB .
Las reglas de diseño Length y Matched Length pueden definirse por alcance mediante Length Units o Delay Units . Si las reglas se definen por delay, el Length Tuning Gauge también se mostrará usando delay.
Reglas de diseño Within-Pair y Between Pair
Es probable que tenga requisitos de igualación de longitud entre los pares y también dentro de cada par.
Para gestionar esto, cree reglas de diseño Matched Length adecuadas:
Defina una regla de diseño Matched Length que se aplique a través de (entre) los pares (lo que se logra seleccionando la opción Group Matched Lengths ). Defina el alcance de la regla para que se aplique a los pares requeridos (o xSignals), como se muestra en la imagen de abajo.
Cree una regla de matched length para definir los requisitos de longitud entre los pares diferenciales o, en este ejemplo, entre los xSignals.
Defina otra regla de diseño Matched Length que se aplique dentro del par (lo que se logra seleccionando la opción Within Differential Pair Length ). Esta regla garantiza que las longitudes de las dos nets dentro de cada par estén dentro de la tolerancia. Tenga en cuenta que esta regla debe definirse con un ajuste de Where the Object Matches que apunte a pares diferenciales, como se muestra a continuación. Esta regla debe tener una prioridad más alta que la regla entre pares.
Cree una segunda regla de matched length para definir los requisitos de longitud dentro de los pares.
Ajuste de longitud de un par diferencial
Main article: Length Tuning
La longitud de los pares, y de las nets dentro de cada par, se ajusta usando los dos comandos de ajuste de longitud. Para ajustar las longitudes:
La longitud de un par diferencial puede ajustarse con precisión usando el comando Interactive Diff Pair Length Tuning del menú Route . Durante el ajuste de longitud, puede usar atajos para ajustar interactivamente el estilo y el tamaño del acordeón, o presionar Tab para abrir el panel Properties en modo Differential Pair Length Tuning . En el panel, la longitud objetivo se define:
A partir de las reglas de diseño Length y/o Matched Length aplicables
A partir de un par diferencial enrutado seleccionado por el usuario
Manualmente, introduciendo el valor en el campo Target Length
Para ajustar una net dentro de un par, use el comando Interactive Length Tuning del menú Route . Si intenta ajustar la net más larga del par, aparecerá el mensaje Target Length Shorter than Old Length .
Ajuste primero las longitudes de los pares diferenciales y luego ajuste la longitud de la net más corta dentro de un par.
Si no aparecen acordeones de ajuste durante el ajuste de longitud, lo más probable es que la configuración actual no sea adecuada para el espacio disponible para colocar un acordeón. Si esto ocurre durante el ajuste, presione Tab para abrir Properties panel en modo Differential Pair Length Tuning y compruebe que la configuración de la sección Pattern del panel sea razonable. Por ejemplo:
El valor de Max Amplitude puede ser demasiado grande
Cuando Style es Mitered Arcs, el porcentaje de Miter puede ser demasiado alto para formar un arco con la Amplitude y el Space actuales
Una buena opción es establecer el Style en Mitered Lines, hacer clic en el botón Pause para reanudar el ajuste de longitud y luego usar los atajos 1 & 2 para ajustar interactivamente la Miter , los atajos 3 & 4 para ajustar el Space (pitch), y los atajos , y & . para ajustar el Amplitude . Cuando el ajuste tenga el aspecto que desea, presione Spacebar para alternar hasta su Style preferido.
Consulte la página Length Tuning para obtener más información; allí encontrará una lista detallada de los atajos que pueden usarse para cambiar el estilo, la amplitud y el pitch del acordeón. La página también explica cómo el software decide qué configuraciones de reglas obedecer cuando hay configuraciones superpuestas en las reglas de diseño Length y Matched Length.
Demostración de ajuste de longitud y modificación de los acordeones
El video muestra cómo se ajustan las longitudes de pares con respecto a otros pares (basándose en las longitudes de xSignal) agregando acordeones de ajuste de longitud. Luego, el miembro más corto de cada par se ajusta en longitud con respecto al miembro más largo de ese par. Después, el video muestra cómo los pares pueden moverse y remodelarse interactivamente, cómo puede eliminarse un acordeón de ajuste y cómo puede darse forma a un nuevo acordeón durante la colocación usando atajos.
La longitud de un par diferencial puede ajustarse agregando acordeones de ajuste de longitud. El acordeón es un objeto que puede moverse, remodelarse y eliminarse.
Vea también
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