Compatibilidad con reglas de diseño para xSignals

Las reglas de diseño permiten convertir los requisitos en un conjunto de instrucciones que el editor de PCB puede comprender y cumplir. Las reglas se pueden comprobar durante la colocación de objetos, mediante la denominada DRC en línea, o como proceso posterior, mediante la denominada DRC por lotes. Los xSignals se pueden utilizar para definir los objetos a los que debe aplicarse una regla de diseño.

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Regla de igualación de longitudes

La regla de diseño de igualación de longitudes se utiliza para garantizar que la longitud de las redes especificadas esté dentro del intervalo definido. Esta regla es esencial en un diseño de alta velocidad, donde el desafío no es solo cuánto tardan en llegar las señales (lo que viene determinado por su longitud total), sino también la importancia de que las señales especificadas lleguen al mismo tiempo. En función de las velocidades de conmutación de las señales, de su función y de los materiales utilizados en la placa, la diferencia permitida podría ser de hasta 500 mils o de tan solo 1 mil.

La siguiente imagen muestra un ejemplo de la regla de diseño de igualación de longitudes configurada para aplicarse a los xSignals de la clase xSignal PCIE, y comprobar la diferencia de longitudes dentro de cada par diferencial de esa clase de xSignals. Cada par de la clase debe tener longitudes de enrutado que den lugar a un Delay Tolerance con un retardo no superior a 2ps entre las dos redes de ese par.

Tenga en cuenta que las restricciones de la regla de diseño de igualación de longitudes requieren elegir entre igualar la longitud de todas las redes a las que se aplica (longitudes igualadas por grupo) o igualar las dos redes de cada par diferencial de dichas redes.

La siguiente imagen muestra la clase xSignal PCIE_TX seleccionada en el panel y esos xSignals seleccionados en el espacio de diseño.

Además de la clase PCIE, también hay clases definidas para los pares TX y RX. Observe que uno de los xSignals TX incumple la regla de igualación de longitudes aplicable. ##

Si tiene previsto ajustar la longitud de xSignals que incluyan redes individuales y pares diferenciales, cree las siguientes reglas:

• Una regla de igualación de longitudes que defina los requisitos de igualación de longitudes between nets and differential pairs in xSignals. Para configurar la regla de modo que compruebe la longitud de una red o un par con respecto a la de otra red u otro par, active la opción Group Matched Lengths.

• Una segunda regla de igualación de longitudes, de mayor prioridad, que defina los requisitos de igualación de longitudes within-pair. Para configurar la regla de modo que compruebe la longitud de un miembro del par con respecto a la del otro, active la opción Within Differential Pair Length.

Un buen método para ajustar las longitudes de estos xSignals consiste en:

1. Enrutar las redes y los pares diferenciales del xSignal.

2. Ajustar la longitud de las redes individuales mediante el comando Interactive Length Tuning.

3. Ajustar la longitud between de los pares mediante el comando Interactive Differential Pair Length Tuning. El ajuste de longitudes utiliza como longitud objetivo la longitud de la señal más larga del par más largo y ajusta la red más larga del par a esa longitud.

4. Ajustar la longitud de la red más corta within de cada par con respecto a la otra red del par mediante el comando Interactive Length Tuning.

5. Ahora puede utilizar el panel PCB Rules and Violations para comprobar las reglas de igualación de longitudes de red within-pair. Para ello, seleccione Matched Net Lengths en la sección Rule Classes del panel; a continuación, haga clic con el botón derecho en la regla Matched Lengths deseada y seleccione el comando Run DRC Rule <RuleName> en el menú contextual. Ajuste los serpentines de ajuste de las redes individuales si es necesario.

6. A continuación, utilice el panel PCB Rules and Violations para comprobar las reglas de igualación de longitudes de red between-pair, siguiendo el proceso que se acaba de describir. Ajuste los serpentines de ajuste de los pares diferenciales si es necesario.

Regla de longitud

La regla de diseño de longitud se utiliza para garantizar que la longitud total del enrutado esté dentro del intervalo especificado. Esta regla suele utilizarse para garantizar que las redes a las que se aplica no superen la longitud especificada, por ejemplo, para asegurar que se cumplan los requisitos de temporización del circuito. La regla de longitud respeta las consultas de tipo xSignal indicadas anteriormente.

Regla de ruta de retorno

La regla de diseño de ruta de retorno comprueba que exista una ruta de retorno de señal continua en la capa de referencia designada, por encima o por debajo de las señales a las que se aplica la regla. La ruta de retorno puede crearse a partir de rellenos, regiones y vertidos de polígonos colocados en una capa de señal, o puede ser una capa de plano.

Las capas de ruta de retorno son las capas de referencia definidas en el perfil de impedancia seleccionado. Añada una nueva regla de diseño Return Path en la categoría de reglas High Speed.

La siguiente imagen muestra una infracción de la regla de ruta de retorno, donde el polígono de la ruta de retorno del xSignal tiene un hueco para permitir el paso de una vía.

Uso del panel de reglas e infracciones de PCB para localizar una infracción de la regla de ruta de retorno. ##

Cálculos precisos de longitud

Un requisito clave para definir reglas de diseño de alta velocidad es calcular con precisión las longitudes de las rutas. El método tradicional para calcular la longitud de una señal consiste en sumar la longitud de la línea central de todos los segmentos utilizados en una ruta, así como la distancia vertical correspondiente a la altura de las vías, que originalmente se determinaba a partir del grosor de la placa.

Este método no es adecuado para un diseño de alta velocidad por varios motivos, entre ellos:

• Objetos apilados y superpuestos: un algoritmo que simplemente suma la longitud de la línea central de todos los objetos de una red no tiene en cuenta los objetos apilados o superpuestos.
• Trayectoria de enrutado sinuosa dentro de un objeto: a menudo hay objetos de enrutado situados completamente dentro de un pad o una vía, lo que puede aumentar la longitud de forma errónea, como se muestra en la primera imagen a continuación. La segunda imagen muestra la forma correcta de calcular la longitud cuando un objeto de relleno forma parte del enrutado.
• Longitud de las vías: las vías ciegas y enterradas no atraviesan todas las capas de la placa, por lo que el grosor de la placa no es una medida suficientemente precisa para determinar la longitud vertical. Debe utilizarse la altura real de la vía, teniendo en cuenta los grosores del cobre y del aislamiento que atraviesa.

La calculadora de longitudes del editor de PCB devuelve la longitud de ruta más precisa posible.

La longitud se calcula con precisión a lo largo de la línea central del recorrido más corto, como se muestra en estas dos imágenes.

Para las vías, se calculan longitudes precisas a partir de las capas que atraviesan y las dimensiones del apilado. Imagen del panel PCB en modo Redes.