Creación de un xSignal

De un vistazo

Este artículo explica qué son las xSignals en Altium Designer y presenta las distintas formas de crearlas, con especial atención al asistente xSignals Multi-Chip Wizard, el método más habitual. Verás cómo se pueden definir xSignals entre pads, componentes, redes conectadas e incluso dentro de xSignals existentes, así como gestionar los nombres, las clases y la configuración de reglas en el entorno de PCB. El artículo también presenta los modos disponibles del asistente, cómo identifica las rutas de señal entre los componentes de origen y destino, y cómo ayuda a preparar las xSignals para el ajuste de longitudes. Si buscas una explicación más clara y paso a paso sobre cómo definir y gestionar las rutas de señal en tu diseño de PCB, sigue leyendo y gana confianza a medida que avanzas.

- Conoce los distintos métodos disponibles para crear xSignals en Altium Designer, desde la selección manual de pads hasta el uso del asistente xSignals Multi-Chip Wizard.
- Comprende cómo el asistente analiza los componentes de origen, las redes, los destinos y las posibles rutas, incluidas las que pasan por componentes pasivos en serie y las ramificaciones.
- Descubre cómo organizar las xSignals en clases y utilizarlas como base para las reglas de ajuste de longitudes coincidentes cuando sea necesario.
Profundiza con IA:

Un xSignal es una ruta de señal definida por el diseñador entre dos nodos; pueden ser dos nodos de la misma red o dos nodos de redes diferentes.

Los xSignals se definen mediante los siguientes métodos:

  1. Utilice el xSignals Multi-Chip Wizard. Este será el método más habitual para crear xSignals y se describe a continuación.

Como alternativa, los siguientes métodos requieren seleccionar primero los objetos de interés y, después, elegir el comando correspondiente:

  1. Cree un único xSignal a partir de los pads seleccionados. Seleccione el pad inicial y el pad final necesarios (estos pads pueden pertenecer a redes diferentes si hay un componente de terminación en serie). Los pads pueden seleccionarse directamente en el espacio de diseño, o se puede utilizar el panel PCB en el modo Nets para localizarlos y seleccionarlos (como se muestra en la imagen siguiente). Una vez seleccionados los pads, haga clic con el botón derecho en uno de ellos en el espacio de diseño y ejecute el comando xSignals » Create xSignal from Selected Pins, o haga clic con el botón derecho en uno de los pads seleccionados en el panel PCB y ejecute el comando Create xSignal. El nuevo xSignal aparecerá en el modo xSignals del panel PCB.

    Al definir un xSignal a partir de pines seleccionados (pads de la huella), seleccione únicamente el pad inicial y el pad final antes de ejecutar el comando Create.

    El nombre del nuevo xSignal será una combinación de los nombres de las dos redes, separados por un guion. El nombre del xSignal puede editarse en el modo xSignals del panel PCB.

    El nuevo xSignal puede añadirse a una clase de xSignals; haga clic con el botón derecho en la región xSignal Classes del panel para crear una nueva clase y añadirle miembros.

  2. Seleccione el componente de origen y, a continuación, haga clic con el botón derecho en el componente seleccionado y elija el comando xSignal » Create xSignals between Components del menú contextual. Se abrirá el cuadro de diálogo Create xSignals Between Components, con el componente de origen elegido seleccionado. El cuadro de diálogo se describe a continuación.
  3. Seleccione uno o varios componentes en serie en el espacio de diseño y, a continuación, haga clic con el botón derecho en uno de los componentes seleccionados y elija el comando xSignal » Create xSignals from Connected Nets del menú contextual. Se abrirá el cuadro de diálogo Create xSignals From Connected Nets. El componente de origen elegido y las redes conectadas a ese componente estarán seleccionados. El cuadro de diálogo se describe a continuación.
  4. También puede haber situaciones en las que desee crear un xSignal dentro de otro existente; en este caso, puede utilizar el modo xSignal del panel PCB. Asegúrese de que la opción Select esté activada en la parte superior del panel, localice el xSignal actual, seleccione los pads necesarios en la sección xSignal Primitives del panel y, a continuación, haga clic con el botón derecho en uno de los pads seleccionados en el espacio de diseño y utilice el método descrito en el paso 2 de esta lista para completar el proceso.

Seleccione los dos pads en el modo Nets del panel, haga clic con el botón derecho en uno de los pads seleccionados y, a continuación, elija Create xSignal. Observe que los pads pertenecen a redes diferentes.
Seleccione los dos pads en el modo Nets del panel, haga clic con el botón derecho en uno de los pads seleccionados y, a continuación, elija Create xSignal. Observe que los pads pertenecen a redes diferentes.

Si los pads inicial y final pertenecen a la misma red, el xSignal recibirá un nombre con el formato <NetName>_PPn, donde n es el siguiente número entero disponible utilizado para distinguir varios xSignals definidos para esa red. Si los pads inicial y final pertenecen a redes diferentes, el xSignal recibirá un nombre con el formato <StartNet>_<EndNet>_PPn, donde n es el siguiente número entero disponible utilizado para distinguir varios xSignals definidos para esa combinación de redes.
Tenga en cuenta que también se pueden crear xSignals mediante el Constraint Manager: más información.

Asistente multichip de xSignals

El xSignals Multi-Chip Wizard se utiliza para crear xSignals entre un único componente de origen y varios componentes de destino. El Wizard utiliza un enfoque orientado a componentes para identificar posibles xSignals: se seleccionan un único componente de origen, las redes de interés y los componentes de destino, y el Wizard analiza todas las rutas posibles desde el componente de origen hasta los componentes de destino, pasando por los componentes pasivos en serie y por cualquier ramificación. Como diseñador, puede elegir los xSignals que desea generar y también crear reglas de diseño de longitudes igualadas si es necesario. El Wizard también puede utilizarse para crear automáticamente xSignals y clases de xSignals para distintos circuitos habituales de interfaz y memoria.

 En este Wizard, un pin de salida se denomina Source, y el pin de entrada de destino se denomina Destination.

El asistente también permite realizar varias pasadas: a partir del grupo principal completo de xSignals que cree inicialmente en la página xSignal Routes, puede seleccionar un subconjunto, definir clases y reglas y, después, volver al grupo principal, elegir otro subconjunto, definir sus clases y reglas, y así sucesivamente.

Una de las grandes ventajas del Wizard es la facilidad para trabajar entre el Wizard y el editor de PCB. Haga clic en un xSignal en cualquier página del asistente y los pads y cualquier trazado se resaltarán visualmente en la PCB.

Actualmente, el asistente no permite añadir automáticamente identificadores de uniones en T, a menudo denominados puntos de unión o puntos de ramificación. Si su diseño incluye trazados ramificados, se recomienda:

  1. Ajustar la longitud desde el componente de origen hasta el componente pasivo (como una resistencia de terminación en serie), si lo hay.
  2. Ajustar la longitud de cada rama, desde la unión en T hasta el componente de destino.
  3. Si es necesario, ajustar la longitud restante entre el componente pasivo (o desde el componente de origen si no hay componentes pasivos) y la unión en T.
Si necesita ajustar únicamente las longitudes de las ramas, cree un punto de ramificación definido por el usuario colocando un componente de una sola capa y un único pad en el trazado, en la unión en T. Consulte la sección Definición del punto de ramificación en un patrón en T equilibrado más adelante para obtener más información.

Para acceder al xSignals Multi-Chip Wizard, seleccione el comando Design » xSignals » Run xSignals Wizard en los menús principales o haga clic con el botón derecho en el diseño de la PCB y, a continuación, seleccione xSignals » Run xSignals Wizard. Se mostrará la página inicial del asistente.

La página inicial del xSignals Multi-Chip Wizard
La página inicial del xSignals Multi-Chip Wizard

Modos del asistente multichip de xSignals

En la segunda página del Wizard, se le pedirá que seleccione Custom Multi-Component Interconnect, On-Board DDR3 / DDR4 o USB 3.0. El modo Custom Multi-Component Interconnect se utiliza para definir varios xSignals entre un componente de origen elegido y varios componentes de destino, mientras que el modo On-Board DDR3 / DDR4 se utiliza para crear xSignals para su memoria DDR3 o DDR4. El modo USB 3.0 crea los xSignals, las clases de xSignals y las reglas de longitudes igualadas para cada canal USB 3.0. Seleccione el modo que mejor se adapte a sus necesidades.

Cuadro de diálogo Crear xSignals entre componentes

Si tiene que definir un gran número de xSignals, resulta más eficiente utilizar el cuadro de diálogo Create xSignals Between Components. Al que se accede mediante el comando Design » xSignals » Create xSignals, este cuadro de diálogo muestra los componentes de origen y destino, y permite crear una o varias xSignals en una sola operación.

Utilice el cuadro de diálogo para identificar y crear rápidamente varias xSignals y añadirlas a la clase de xSignal necesaria.
Utilice el cuadro de diálogo para identificar y crear rápidamente varias xSignals y añadirlas a la clase de xSignal necesaria.

El procedimiento es el siguiente:

  1. Seleccione un único Source Component.
  2. Seleccione uno o varios Destination Components necesarios.
  3. Seleccione las Source Net(s) de interés. Se mostrarán todas las redes conectadas actualmente al componente de origen elegido. Para las redes asociadas a una clase específica, elija esa clase en la lista desplegable Net Class.
  4. Haga clic en el botón Analyze. El software intenta identificar las posibles xSignals que existen entre los componentes de origen y destino elegidos para las redes seleccionadas. Todas las xSignals posibles que incluyan las redes elegidas y se extiendan entre los componentes de origen y destino seleccionados se mostrarán en el campo xSignals. Tenga en cuenta que el algoritmo de análisis sigue la topología actual de las redes elegidas, lo que influirá en las xSignals propuestas.
El software también puede buscar a través de componentes en serie, si es necesario, seleccionando la opción adecuada en la lista desplegable Analyze: Search for direct connections, Through 1 series component, Through 2 series components o Multipath coupled nets.
  1. Una vez realizado el análisis, las posibles xSignals aparecerán en la zona inferior del cuadro de diálogo y todas estarán habilitadas para su creación. Revise detenidamente la lista de xSignals propuestas y habilite solo las que sean necesarias. Utilice los comandos disponibles en el menú contextual del botón derecho para activar o desactivar varias entradas.
  2. Seleccione la class necesaria en la parte inferior del cuadro de diálogo o escriba un nombre para crear una clase nueva. Si no se elige ninguna clase, las xSignals se crearán igualmente y podrá añadirlas a cualquier clase de xSignal en el cuadro de diálogo Explorador de clases de objetos (Design » Classes). El uso de clases puede simplificar considerablemente la creación y configuración de las reglas de diseño.
  3. Haga clic en OK para crear las xSignals.

El cuadro de diálogo se cerrará y volverá al espacio de diseño. Los nuevos xSignals aparecerán en el modo xSignals del panel PCB.

Utilice los filtros situados encima de cada lista para localizar rápidamente los componentes o las redes de interés; se admiten comodines.

Cuadro de diálogo Crear xSignals a partir de redes conectadas

Si va a crear xSignals que incluyan componentes de terminación en serie, una buena opción es utilizar el comando Create xSignals from connected nets. Este comando está disponible siempre que haya un componente seleccionado, ya sea desde el submenú Design » xSignals de los menús principales o desde el submenú xSignals del menú contextual.

Este comando está diseñado para generar xSignals a partir de un componente de terminación en serie seleccionado, como una resistencia o un condensador. Admite tanto uno o varios componentes discretos como uno o varios componentes encapsulados con múltiples instancias, como las redes de resistencias. Al ejecutar este comando, se abrirá el cuadro de diálogo Create xSignals From Connected Nets.

Utilice el cuadro de diálogo para crear xSignals que atraviesen un componente en serie seleccionado. En este ejemplo se propusieron dos posibles xSignals, pero solo se creará uno.
Utilice el cuadro de diálogo para crear xSignals que atraviesen un componente en serie seleccionado. En este ejemplo se propusieron dos posibles xSignals, pero solo se creará uno.

El procedimiento es el siguiente:

  1. Seleccione un único Source Component.
  2. Seleccione el Source Net(s) de interés. Se mostrarán todas las redes conectadas actualmente al componente de origen elegido. Para las redes asociadas a una clase específica, seleccione esa clase en la lista desplegable Net Class.
  3. Haga clic en el botón Analyze. El software intenta identificar los posibles xSignals que existen para los componentes de origen elegidos y sus redes seleccionadas. Todos los posibles xSignals se mostrarán en el campo xSignals.
  4. Una vez realizado el análisis, los posibles xSignals aparecerán en la zona inferior del cuadro de diálogo y todos estarán habilitados para su creación. Revise detenidamente la lista de xSignals propuestos y habilite solo los necesarios. Utilice los comandos disponibles en el menú contextual para activar o desactivar varias entradas.
  5. Seleccione la class requerida en la parte inferior del cuadro de diálogo o escriba un nombre para crear una nueva clase. Si no se elige ninguna clase, los xSignals se crearán igualmente y podrá añadirlos a cualquier clase de xSignals en el cuadro de diálogo Explorador de clases de objetos (Design » Classes). El uso de clases puede simplificar considerablemente la creación y configuración de las reglas de diseño.
  6. Haga clic en OK para crear los xSignals.

El cuadro de diálogo se cerrará y volverá al espacio de diseño. Los nuevos xSignals aparecerán en el modo xSignals del panel PCB.

Utilice los filtros situados encima de cada lista para localizar rápidamente los componentes o las redes de interés; se admiten comodines.

La función de la topología de red

Cuando se define un xSignal, se hace entre dos nodos o pads. Sin embargo, al seleccionar ese xSignal en el modo xSignals del panel PCB, este seguirá la trayectoria de las líneas de conexión entre esos dos pads, lo que indica que esa es la trayectoria por la que el software supone que se enrutará el xSignal. Esto se debe a que respeta la topología definida para esa red. La topología de red se define mediante la regla de diseño Routing Topology aplicable; la topología predeterminada es la más corta (Shortest).

La sencilla animación muestra una CPU conectada a cuatro chips de memoria DDR3, que se enrutará mediante una estrategia de enrutamiento fly-by. La clase de xSignals DRAM_A2 contiene cuatro xSignals. Primero se selecciona la clase y, a continuación, cada xSignal por turnos. Puede observar cómo la trayectoria del xSignal sigue la topología de la red, que actualmente está configurada con el valor predeterminado: Shortest.

Dado que la topología de red está configurada actualmente como Shortest, los xSignals no siguen la trayectoria requerida desde el procesador hasta los chips de memoria.
Dado que la topología de red está configurada actualmente como Shortest, los xSignals no siguen la trayectoria requerida desde el procesador hasta los chips de memoria.

Si tiene previsto utilizar el cuadro de diálogo Create xSignals Between Components, deberá configurar la topología de las redes para garantizar que el algoritmo de análisis de xSignals comprenda la trayectoria prevista del xSignal enrutado.

Comandos de creación de xSignals

Además del comando Design » xSignals » Create xSignals, existen otros comandos de creación de xSignals en el submenú xSignals cuando se cumplen determinadas condiciones.

A continuación se presenta un resumen de los comandos y de cuándo están disponibles:

Comando Descripción
Create xSignal from selected pins

Crea inmediatamente un único xSignal. Este comando está disponible cuando hay dos o más pads seleccionados en el espacio de diseño y es el mismo que aparece al hacer clic con el botón derecho en uno de los pads seleccionados.

Create xSignals between components

Este comando está disponible cuando hay componentes seleccionados en el espacio de diseño. Al ejecutarlo, se abre el cuadro de diálogo Crear xSignals entre componentes con los componentes preseleccionados. Asegúrese de que estén seleccionados los componentes de origen y destino correctos y, a continuación, complete el proceso de análisis y creación.

Tras ejecutar el comando, se abrirá el cuadro de diálogo Crear xSignals entre componentes. Utilice el cuadro de diálogo para crear los xSignals del siguiente modo:

  1. El componente de origen elegido aparecerá seleccionado en la zona Source Component.
  2. Los demás componentes seleccionados en el espacio de trabajo aparecerán seleccionados en la zona Destination Components. Si no es así, selecciónelos ahora.
  3. De forma predeterminada, se seleccionarán todas las redes asociadas a los pads del componente de origen (en la zona Source Component Nets). Ajuste esta selección según sea necesario.
  4. Haga clic en el botón Analyze : el software intenta identificar los posibles xSignals que existen entre los componentes de origen y destino elegidos para las redes seleccionadas.

    Tenga en cuenta que el algoritmo de análisis sigue la topología actual de las redes elegidas.
    El software también puede buscar a través de componentes en serie si es necesario; para ello, seleccione el modo adecuado en el menú desplegable asociado al botón. Los modos disponibles son: Search for direct connections, Through 1 series component, Through 2 series components y Multipath coupled nets.
  5. Todos los xSignals identificados aparecen en la zona xSignals del cuadro de diálogo. De forma predeterminada, todos están seleccionados para su creación; ajuste esta selección según sea necesario.
  6. Opcionalmente, puede asociar los xSignals creados a una clase de xSignals. Elija una clase de xSignals existente o introduzca un nombre para una nueva clase. Si lo desea, puede dejar el campo en blanco; siempre podrá añadir los xSignals como miembros de la clase requerida más adelante.
  7. Haga clic en OK para crear los xSignals. El cuadro de diálogo se cerrará y volverá al espacio de diseño, donde se mostrará una vista filtrada con los xSignals recién creados. Si se especificó una clase de xSignals, esta se creará (si no existe) y los xSignals se asociarán a ella.
Create xSignals from connected nets

Utilice este comando cuando haya uno o varios componentes de terminación en serie para los que desee crear xSignals. Seleccione los componentes de terminación y, a continuación, ejecute el comando para abrir el cuadro de diálogo Crear xSignals a partir de redes conectadas, listo para completar el proceso de creación de un conjunto de xSignals. Utilice el cuadro de diálogo para crear los xSignals del siguiente modo:

  1. Los componentes de origen elegidos aparecerán seleccionados en la región Source Component.
  2. De forma predeterminada, se seleccionarán todas las redes asociadas a los pads de los componentes de origen (en la región Source Component Nets). Ajuste esta selección según sea necesario.
  3. Haga clic en el botón Analyze : el software intentará identificar las posibles xSignals que existen para las redes seleccionadas que parten de los componentes elegidos.

    Tenga en cuenta que el algoritmo de análisis sigue la topología actual de las redes elegidas.
  4. Todas las xSignals identificadas se muestran en la región xSignals del cuadro de diálogo. De forma predeterminada, todas están seleccionadas para su creación; ajuste esta selección según sea necesario.
  5. Opcionalmente, puede asociar las xSignals creadas a una clase de xSignals. Elija una clase de xSignals existente o introduzca un nombre para una clase nueva. Si lo desea, puede dejar el campo en blanco; las xSignals siempre se pueden añadir como miembros a la clase deseada más adelante.
  6. Haga clic en OK para crear las xSignals. El cuadro de diálogo se cerrará y volverá al espacio de diseño, que presentará una vista filtrada con las xSignals recién creadas. Si se ha especificado una clase de xSignals, se creará (si no existe) y las xSignals se asociarán a ella.
Create xSignals

Abre el cuadro de diálogo Crear xSignals entre componentes. Este comando siempre está disponible. Utilice el cuadro de diálogo para crear sus xSignals de la siguiente manera:

  1. Elija un componente de origen en la región Source Component.
  2. Elija uno o varios componentes de destino en la región Destination Components.
  3. Todas las redes asociadas a los pads del componente de origen se mostrarán en la región Source Component Nets. Seleccione las redes que le interesen.
  4. Haga clic en el botón Analyze : el software intentará identificar las posibles xSignals que existen entre los componentes de origen y destino elegidos para las redes seleccionadas.

    Tenga en cuenta que el algoritmo de análisis sigue la topología actual de las redes elegidas.
    Si es necesario, el software también puede buscar a través de componentes en serie; para ello, seleccione el modo adecuado en el menú desplegable asociado al botón. Los modos disponibles son: Search for direct connections, Through 1 series component, Through 2 series components y Multipath coupled nets.
  5. Todas las xSignals identificadas se muestran en la región xSignals del cuadro de diálogo. De forma predeterminada, todas están seleccionadas para su creación; ajuste esta selección según sea necesario.
  6. Opcionalmente, puede asociar las xSignals creadas a una clase de xSignals. Elija una clase de xSignals existente o introduzca un nombre para una clase nueva. Si lo desea, puede dejar el campo en blanco; las xSignals siempre se pueden añadir como miembros a la clase deseada más adelante.
  7. Haga clic en OK para crear las xSignals. El cuadro de diálogo se cerrará y volverá al espacio de diseño, que presentará una vista filtrada con las xSignals recién creadas. Si se ha especificado una clase de xSignals, se creará (si no existe) y las xSignals se asociarán a ella.

Definición del punto de ramificación en un patrón en T equilibrado

Uno de los retos de una estrategia de enrutado en T equilibrado es cómo igualar la longitud de los tramos troncales y de las ramas más allá de los puntos en T. Los únicos nodos disponibles en la red están en los pads, por lo que no es posible definir xSignals independientes para el tramo troncal y desde el punto de ramificación hasta el extremo de cada rama. Los puntos de ramificación se indican mediante los puntos rojos de la imagen siguiente.

Una forma de resolver este problema es añadir a la red un componente de un solo pin. Cree un componente con un único pad del mismo tamaño que las vías utilizadas en el diseño. Si el pad del componente del punto de ramificación es de una sola capa, también se puede utilizar en combinación con una vía ciega o enterrada, colocándolo en la capa inicial o final de la vía, lo que ofrece total flexibilidad para crear el enrutado. Si solo desea incluir el componente del punto de ramificación en la PCB, establezca su Type en Mechanical para excluirlo de la lista de materiales (BOM) y evitar problemas de sincronización con el esquema. Si tiene previsto incluir el componente del punto de ramificación en el esquema, puede establecer el Type del componente en Standard (no BOM).

El enrutado en T equilibrado puede requerir longitudes igualadas entre los puntos de ramificación intermedios.
El enrutado en T equilibrado puede requerir longitudes igualadas entre los puntos de ramificación intermedios.

Dado que el punto de ramificación es un nodo de la red, ahora puede definir xSignals únicamente para el tramo troncal, para cada rama principal y para cada rama secundaria, si es necesario. Estas xSignals se pueden utilizar después para definir el ámbito de aplicación de las reglas de diseño de igualación de longitudes, lo que proporciona al diseñador un control total sobre el nivel de detalle con el que se realizará dicha igualación. 

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