Le routage de paires différentielles est une technique de conception utilisée pour créer un système de transmission équilibré capable d’acheminer des signaux différentiels (égaux et opposés) sur une carte de circuit imprimé. En général, ce routage différentiel s’interface avec un système de transmission différentiel externe, tel qu’un connecteur et un câble.
Un système de signalisation différentielle est un système dans lequel un signal est transmis sur une paire de conducteurs étroitement couplés, l’un transportant le signal, l’autre transportant une image égale mais opposée du signal. La signalisation différentielle a été développée pour répondre aux situations où la masse de référence logique de la source du signal ne pouvait pas être correctement reliée à la masse de référence logique de la charge. La signalisation différentielle est intrinsèquement immunisée contre le bruit électrique en mode commun, qui est l’artefact d’interférence le plus courant présent dans un produit électronique. Un autre avantage majeur de la signalisation différentielle est qu’elle minimise les interférences électromagnétiques (EMI) générées par la paire de signaux.
Le routage PCB de paires différentielles est une technique de conception utilisée pour créer un système de transmission équilibré capable d’acheminer des signaux différentiels (égaux et opposés) sur une carte de circuit imprimé. En général, ce routage différentiel s’interface avec un système de transmission différentiel externe, tel qu’un connecteur et un câble.
Il est important de noter que, bien que le taux de couplage obtenu dans un câble différentiel à paire torsadée puisse dépasser 99 %, le couplage obtenu dans le routage de paires différentielles sera généralement inférieur à 50 %. Selon l’avis actuel des experts, la tâche de routage sur PCB ne consiste pas à essayer de garantir l’obtention d’une impédance différentielle spécifique, mais plutôt à veiller à ce que le signal différentiel arrive en bon état au composant cible lors de son trajet depuis le câblage externe.
Selon Lee Ritchey, expert reconnu du secteur en conception de PCB haute vitesse, une signalisation différentielle réussie exige :
Définir chacune des impédances des signaux de routage à la moitié de l’impédance du câble différentiel entrant.
Que chacune des deux lignes de signal soit correctement terminée par sa propre impédance caractéristique à l’extrémité réceptrice.
Que les deux lignes aient la même longueur, dans les tolérances de la famille logique et de la fréquence du circuit utilisées dans la conception. L’objectif doit être de préserver le timing; faire correspondre les longueurs de manière suffisamment précise pour respecter le budget de désalignement temporel (skew) de la conception. Exemples de tolérances de longueur : pour l’USB haute vitesse, l’écart de longueur ne doit pas dépasser 150 mils ; les horloges DDR2 doivent être appariées à 25 mils près.
Exploiter l’avantage du routage côte à côte des deux signaux pour obtenir un routage de bonne qualité avec des longueurs appariées. Si nécessaire, il est acceptable de les séparer pour contourner des obstacles.
Les changements de couche sont acceptables tant que les impédances des signaux sont maintenues.
Transfert des paires différentielles vers l’éditeur PCB depuis les schémas
Si vous avez placé des directives de paire différentielle sur des nets dans le schéma , les paramètres par défaut des options du projet entraîneront la création des membres des paires différentielles sur le PCB. Les options suivantes de la boîte de dialogue Options for PCB Project sont utilisées pour configurer cela :
Onglet Comparator - Extra Differential Pairs (puis les vérifications Different Differential Pair pour les mises à jour ultérieures, ainsi que les options Rules si vous créez/modifiez également des règles de conception)
Onglet ECO Generation - Add Differential Pair (puis les vérifications Change Differential Pair pour les mises à jour ultérieures, ainsi que les options Rules si vous créez/modifiez également des règles de conception)
Onglet Class Generation - Generate Net Classes (si vous créez également une Net Class à utiliser pour définir la portée d’une règle PCB Differential Pair Routing)
Affichage et gestion des paires différentielles sur le PCB
Les définitions de paires différentielles sont affichées et gérées dans le PCB panel réglé sur le mode Differential Pairs Editor . L’image ci-dessous montre les paires appartenant à la Differential Pair Class ROCKET_IO_LINES. La paire V_RX0 est mise en évidence; les nets de cette paire sont V_RX0_N et V_RX0_P. Les - et + affichés à côté du nom de net de chaque membre sont des indicateurs système signalant s’il s’agit du membre positif ou négatif de la paire.
Les paires différentielles peuvent être affichées et gérées dans le Differential Pair Editor. Cliquez avec le bouton droit dans la région Differential Pair Classes pour créer une nouvelle classe.
Dans le mode Differential Pairs Editor du panneau PCB , ses trois régions principales changent pour refléter la hiérarchie des paires différentielles de la conception PCB en cours (dans l’ordre depuis le haut) :
Differential Pair Classes .
Les Differential Pairs membres individuels au sein d’une classe.
Les Nets constitutifs (négatif et positif) qui forment une paire différentielle.
Définition d’une Differential Pair Class
Il y a souvent plus d’une paire différentielle devant être ciblée par une règle de conception. Dans ce cas, vous pouvez définir des classes de paires différentielles, en les regroupant en ensembles logiques. Un clic droit sur une entrée de classe de paires différentielles puis la sélection de Properties (ou un double-clic directement sur l’entrée) ouvre la boîte de dialogue Edit Object Class dialog dans laquelle vous pouvez renommer la classe ou afficher/modifier l’appartenance des paires différentielles à cette classe. Pour un contrôle complet et l’édition de toutes les classes, y compris les Differential Pair Classes, ouvrez la boîte de dialogue Object Class Explorer dialog à l’aide de la commande Design » Classes dans les menus principaux.
L’Object Class Explorer permet de créer, afficher et modifier toutes les classes, y compris les Differential Pairs.
Gestion des paires différentielles
Les paires différentielles peuvent être définies dans le schéma et également dans l’éditeur PCB. Leur gestion dans ce dernier s’effectue depuis la région Differential Pairs du panneau PCB , lorsqu’il est configuré en mode Differential Pairs Editor . Pour la classe de paires différentielles sélectionnée, tous les objets de paire différentielle actuellement définis et appartenant à cette classe seront listés dans la région Differential Pairs .
Utilisez les boutons sous la région pour gérer vos paires différentielles selon vos besoins :
Add . Dans la boîte de dialogue Differential Pair qui s’ouvre, sélectionnez des nets existants pour les nets positif et négatif, donnez un nom à la paire puis cliquez sur OK .
Notez que seuls les nets available sont proposés à la sélection. Les nets actuellement définis comme faisant partie de paires différentielles existantes ne sont pas listés.
Créez rapidement des paires à partir des nets nommés.
Pour modifier une paire différentielle existante, sélectionnez son entrée et cliquez sur le bouton Edit . La boîte de dialogue Differential Pair s’ouvrira avec les nets actuellement choisis pour la paire renseignés dans les listes déroulantes Positive Net et Negative Net . Modifiez l’un ou les deux nets de la paire ou renommez la paire selon les besoins.
Vous pouvez également cliquer avec le bouton droit sur une entrée de paire différentielle, puis sélectionner Properties , ou double-cliquer directement sur l’entrée.
Pour supprimer une paire différentielle existante, sélectionnez son entrée et cliquez sur le bouton Delete .
Création de paires différentielles à partir des nets de conception
TX0_P et TX0_N), vous pouvez utiliser la boîte de dialogue Create Differential Pairs From Nets . Cliquez sur le bouton Create From Nets dans le panneau PCB en mode Differential Pairs Editor pour ouvrir la boîte de dialogue.
Les objets de paire différentielle potentiels sont listés pour création en fonction des entrées de filtre en haut de la boîte de dialogue.
L’efficacité de cette méthode automatisée dépend directement de la convention de nommage utilisée pour les nets spécifiques qui constitueront les paires différentielles. Idéalement, une convention de nommage sera utilisée de sorte qu’une racine commune soit suivie d’un indicateur positif/négatif cohérent (P et N). Par exemple, considérons le signal récepteur D_ETH_O.RX, qui est un signal différentiel dans la conception. Les deux nets qui constituent ce signal sont ETH_O.RX_P et ETH_O.RX_N - ils représentent respectivement les côtés positif et négatif du signal.
Les filtres en haut de la boîte de dialogue vous permettent de cibler rapidement ces nets en fonction de la classe de nets à laquelle ils appartiennent et du facteur distinctif particulier utilisé pour différencier les nets positifs et négatifs dans un appariement prévu, par exemple, _P et _N. Vous pouvez également définir un préfixe à ajouter aux objets de paire différentielle créés, et déterminer dans quelle classe de paires différentielles ils doivent être ajoutés.
Pour chaque objet de paire différentielle, la boîte de dialogue liste ses nets positif et négatif constitutifs. Par défaut, tous les objets de paire différentielle potentiels sont sélectionnés pour création et il est possible d’en exclure individuellement en décochant la case Create associée.
Lorsque toutes les options sont définies comme requis, cliquez sur le bouton Execute - les objets de paire différentielle seront créés et le panneau PCB sera mis à jour en conséquence.
Un clic droit sur une entrée Net(s) dans le panneau PCB puis la sélection de Properties (ou un double-clic directement sur l’entrée) ouvrira la boîte de dialogue Edit Net dialog dans laquelle vous pourrez afficher/modifier les propriétés du net selon les besoins.
Utilisez le bouton Rule Wizard pour accéder au Differential Pair Rule Wizard et appliquer les propriétés de règle de paire différentielle dans un processus automatisé. Reportez-vous à la section Using the Differential Pair Rule Wizard to Define the Rules ci-dessous pour en savoir plus.
Utilisation des xSignals avec les paires différentielles
Main page: Définition de chemins de signaux haute vitesse avec les xSignals
Si vos paires différentielles comportent des composants en série dans le trajet du signal, il peut être utile de créer des xSignals. Un xSignal est un trajet de signal défini par le concepteur entre deux nœuds. Il peut s’agir de deux nœuds au sein du même net ou de deux nœuds dans des nets différents. En utilisant un xSignal, vous pouvez définir le trajet du signal de sorte qu’il inclue le net de chaque côté d’un composant en série. Les calculs de longueur de routage pour les xSignals incluent la longueur du trajet à travers le composant en série, comme l’indique la fine ligne affichée lorsqu’un xSignal est sélectionné dans le mode xSignals du panneau PCB .
Ces paires différentielles ont été définies comme des xSignals; la longueur de routage inclut le composant en série.
Règles de conception applicables
Pour router interactivement une paire différentielle, créez et configurez les deux règles de conception suivantes dans la boîte de dialogue PCB Rules and Constraints Editor dialog (Design » Rules ) :
Differential Pairs Routing - définit la largeur de routage des nets de la paire, la séparation (écart) entre les nets de la paire, et la longueur totale découplée (la paire devient découplée lorsque l’écart est supérieur au paramètre Max Gap ). Définissez la portée de cette règle pour cibler les objets qui sont une paire différentielle, par ex., IsDifferentialPair ou InDifferentialPairClass('All Differential Pairs'). Notez que les paramètres Min/Preferred/Max Gap peuvent être utilisés pendant le routage mais pas lors de la vérification des règles de conception. Lors de cette vérification, la distance entre les nets d’une paire est testée par la règle de conception Electrical Clearance applicable, comme expliqué dans l’encadré ci-dessous.
Electrical Clearance - définit l’espacement minimal entre deux objets primitifs quelconques (par ex., pad-pad, track-pad) sur n’importe quel net, le même net ou entre des nets différents. Définissez la portée de cette règle pour cibler les objets qui sont membres d’une paire différentielle, par ex., InDifferentialPair, et sélectionnez les types d’objets appropriés dans la zone des contraintes de la boîte de dialogue, comme illustré ci-dessous.
Important Note: Pendant que vous routez une paire différentielle, les nets routés de la paire seront séparés par le paramètre Min/Preferred/Max Gap actuel défini dans la règle de conception Differential Pair Routing applicable (appuyez sur Shift+6 pour faire défiler les modes d’écart pendant le routage ; consultez la barre d’état pour voir quel mode est appliqué). Cependant, lors de la vérification des règles de conception, tous les objets électriques seront testés à l’aide de la règle de conception Electrical Clearance applicable ; ainsi, si la valeur d’écart utilisée pour router la paire différentielle est inférieure à l’espacement minimal autorisé entre les nets de la paire différentielle défini par la règle de conception Electrical Clearance, une violation de la règle de conception Electrical Clearance se produira. Si les nets de la paire sont placés plus près l’un de l’autre que le paramètre minimal autorisé par la règle de conception Electrical Clearance applicable, vous devrez ajouter une règle de conception Electrical Clearance supplémentaire ciblant les paires différentielles, afin de leur permettre d’avoir un espacement égal au paramètre Diff Pair Routing Gap. Cette règle doit également avoir le paramètre définissant les types de nets à tester réglé sur Same Differential Pair , comme illustré dans .
Définition de la portée des règles de conception
La portée de la règle de conception définit l’ensemble des objets auxquels vous souhaitez appliquer la règle. Puisqu’une paire différentielle est un objet, vous pouvez utiliser des requêtes comme dans les exemples suivants :
InAnyDifferentialPair - l’objet appartient à une paire différentielle quelconque.
InDifferentialPair('D_V_TX1') - cible les deux nets de la paire différentielle nommée D_V_TX1.
InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') - cible tous les nets de toutes les paires appartenant à la classe de paires différentielles appelée ROCKET_IO_LINES.
(IsDifferentialPair And (Name = 'D_V_TX1')) - cible l’objet paire différentielle dont le nom est D_V_TX1.
(IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) - cible tous les objets paire différentielle dont le nom commence par la lettre D.
Utilisation de l’assistant de règles de paires différentielles pour définir les règles
Bien que les règles puissent être créées manuellement à l’aide du PCB Rules and Constraints Editor (Design » Rules ), le panneau PCB en mode Differential Pairs Editor offre la commodité du Differential Pair Rule Wizard . Utilisez le bouton Rule Wizard (sous la zone Nets dans le panneau PCB ) pour accéder à l’assistant et appliquer les propriétés de règle selon les besoins.
Le Differential Pair Rule Wizard vous guide tout au long du processus de définition des règles.
Notez que la portée des règles dépendra de la sélection dans le panneau PCB avant le lancement de l’assistant, comme suit :
Differential Pair Class
Si la classe All Differential Pairs est sélectionnée, la portée sera All pour chaque règle.
Si une classe spécifique de paires différentielles est sélectionnée, la portée sera InDifferentialPairClass('ClassName') pour chaque règle.
Differential Pair
Si un seul objet paire différentielle est sélectionné dans le panneau, les portées seront :
Largeur - InDifferentialPair('PairName')
Longueurs de nets appariées et routage de paires différentielles - IsDifferentialPair And (Name = 'PairName'))
Si plusieurs objets paire différentielle sont sélectionnés dans le panneau, il y aura des entrées de portée individuelles pour chaque objet paire, chacune séparée par un opérateur « Or ». Par exemple, une règle de largeur de routage ciblant individuellement les objets paire différentielle sélectionnés D_ETH_O.TX et D_ETH_O.RX aura une portée de :InDifferentialPair('D_ETH_O.TX') Or InDifferentialPair('D_ETH_O.RX')
Notez que l’espacement entre un net d’une paire différentielle et tout autre objet électrique other ne faisant pas partie de la paire est contrôlé par la règle Clearance applicable.
Routage d’une paire différentielle
Related page: Routage interactif
Les paires différentielles sont routées comme une paire, c’est-à-dire que vous routez deux nets simultanément. Pour router une paire différentielle, sélectionnez Interactive Differential Pair Routing dans le menu Route ou le Active Bar . Il vous sera demandé de sélectionner l’un des nets de la paire; cliquez sur l’un ou l’autre pour commencer le routage. Peu importe que la piste positive ou négative d’une paire soit sélectionnée, car le système sélectionnera automatiquement l’autre piste également. La vidéo ci-dessous montre le routage d’une paire différentielle.
Pendant le routage d’une paire différentielle, vous pouvez effectuer les fonctions suivantes :
Shift+R pour faire défiler les modes de routage de résolution de conflits (Walkaround, Push, Hug and Push, Stop at First Obstacle, Ignore Obstacles).
Shift+Spacebar pour faire défiler les styles de coin disponibles (coin à 45 degrés, arc à 45 degrés dans le coin, angle quelconque, coin à 90 degrés, arc à 90 degrés dans le coin).
Lors du routage d’une paire diff avec le style de coin à angle quelconque, maintenez Shift enfoncé pour router la paire diff à l’aide d’arcs tangents.
Appuyez sur Spacebar pour basculer entre les deux sous-modes de direction de coin.
Appuyez sur la touche Backspace pour supprimer le dernier sommet.
Appuyez sur 3 pour faire défiler les largeurs possibles de routage de paire diff (choix utilisateur, minimum de règle, préférence de règle, maximum de règle).
Appuyez sur Shift+6 pour faire défiler les écarts possibles de paire diff (minimum de règle, préférence de règle, maximum de règle).
Utilisez les touches + et - du pavé numérique pour changer de couche de routage.
Pour changer de couche et insérer une paire de vias : appuyez sur la touche * du pavé numérique ou utilisez la combinaison de raccourcis Ctrl+Shift+Wheel Scroll , puis
Appuyez sur 4 pour faire défiler les tailles de vias possibles (choix utilisateur, minimum de règle, préférence de règle, maximum de règle)
Appuyez sur 5 pour basculer entre les motifs de vias décalés et perpendiculaires lors d’un changement de couche, ou déplacez simplement le curseur pour changer de motif
Appuyez sur 6 pour faire défiler les empilements de vias possibles, ou appuyez sur 8 pour afficher une liste de sélection (en savoir plus sur controlling the vias placed during interactive routing )
Shift+F1 pour afficher tous les raccourcis disponibles dans la commande.
Dans les modes arc dans le coin, appuyez sur la touche « , » pour diminuer le rayon d’arc maximal et sur la touche « . » pour augmenter le rayon d’arc maximal. La taille de l’arc peut être modifiée de manière interactive en déplaçant le curseur. Le paramètre définit le rayon d’arc maximal autorisé, qui s’affiche dans la barre d’état pendant le routage.
Lorsque vous utilisez l’outil de routage interactif de paires différentielles, notez que le couplage de la paire différentielle est prioritaire. Par conséquent, les règles de conception SMD To Corner et SMD Entry peuvent ne pas fonctionner comme prévu. Si le respect strict de ces règles est requis lors du routage d’une paire différentielle, utilisez l’outil Quick Differential Pair Routing tool .
Les principales limitations actuelles du routage de paires différentielles à angle quelconque sont les suivantes :
Les transitions de routage à travers les frontières de rooms avec des règles de conception différentes ne sont actuellement pas prises en charge.
La règle de conception SMD Entry n’est actuellement pas prise en charge.
La suppression automatique des boucles dans les paires différentielles à angle quelconque est prise en charge. Cette fonctionnalité est en Open Beta et disponible lorsque l’option Legacy.PCB.Routing.LoopRemoval est désactivée dans la boîte de dialogue Advanced Settings .
De nombreux paramètres, tels que le mode de routage actuel, la largeur, l’écartement et la taille des vias, sont affichés dans la barre d’état (illustrée ci-dessous) ou dans le Heads Up Display (Shift+H pour l’activer/le désactiver).
De nombreux comportements du routage de paires différentielles sont identiques à ceux du routage interactif d’un seul net.
En savoir plus sur Interactive Routing
Configuration du routeur interactif de paires différentielles
De nombreux paramètres du routage interactif de paires différentielles peuvent être modifiés pendant le routage interactif de paires différentielles, dans le mode Interactive Differential Pair Routing du panneau Properties . Appuyez sur Tab pendant le routage pour afficher le panneau.
Pour reconnaître les membres d’une paire différentielle, le concept de couplage est utilisé. Lorsque le logiciel reconnaît des objets appartenant à une paire différentielle, il tente de faire glisser la piste partenaire ou le via de la paire si l’option Keep Coupled est activée dans les modes Interactive Sliding ou Interactive Via Dragging du panneau Properties (décrits ci-dessous).
Les sections repliables suivantes contiennent des informations sur les options et contrôles disponibles :
Net Information
DP Name – affiche le nom de la paire différentielle.
DP Class – affiche la classe de paires différentielles à laquelle appartient le routage (s’il est membre d’une classe de paires différentielles).
Selected
Length – la somme totale des longueurs des segments sélectionnés.
Delay – le délai total des segments sélectionnés, y compris ceux non routés.
Total
Length – la Signal Length totale. La Signal Length est le calcul précis de la distance totale de nœud à nœud. Les objets placés sont analysés pour résoudre les objets empilés ou superposés et les chemins sinueux à l’intérieur des pastilles, et les longueurs de vias sont incluses. Si le net n’est pas complètement routé, la longueur Manhattan (X + Y) de la ligne de connexion est également incluse.
Delay – le délai des segments routés du Total Length .
Sélectionnez les liens cliquables de DP Name , DP Class , Length et Delay depuis le mode Differential Pair Routing du panneau Properties pour être redirigé vers le panneau PCB – Differential Pairs Editor , où vous pouvez afficher et modifier les détails des nets associés.
Properties
Layer – utilisez la liste déroulante pour spécifier sur quelle couche se trouve le routage.
Gap – utilisez la liste déroulante ou le raccourci Shift+6 pour parcourir les espacements autorisés.
Min – sélectionnez cette option pour spécifier l’espacement minimal autorisé entre les primitives de nets différents au sein de la même paire différentielle.
Preferred – sélectionnez cette option pour spécifier l’espacement préféré entre les primitives de nets différents au sein de la même paire différentielle.
Max – sélectionnez cette option pour spécifier l’espacement maximal autorisé entre les primitives de nets différents au sein de la même paire différentielle.
Via – si le via est associé à un modèle, le nom du modèle s’affiche ici.
Via Diameter – spécifiez le diamètre du via.
Via Hole Size – spécifiez la taille du trou du via.
Width – utilisez la liste déroulante pour spécifier la largeur.
Min – indique que la largeur minimale définie par la règle de conception pour le net actuel sera utilisée
Preferred – indique que la largeur préférée définie par la règle de conception pour le net actuel sera utilisée.
Max – indique que la largeur maximale définie par la règle de conception pour le net actuel sera utilisée.
Interactive Routing Options
Rules
Les contraintes définies par les règles de conception applicables seront listées dans la section Rules du panneau Properties .
Via Constraint – cliquez pour ouvrir la boîte de dialogue Edit PCB Rule dans laquelle vous pouvez définir les règles PCB pour les vias.
Differential Pair Constraint – cliquez pour ouvrir la boîte de dialogue Edit PCB Rule dans laquelle vous pouvez définir les règles PCB pour la paire différentielle.
Amélioration de la qualité du routage
Main article: Lissage et retracé des routages existants
L’éditeur PCB inclut de puissants outils pour améliorer la qualité du routage existant. Ces outils sont appelés Glossing et Retracing et sont tous deux disponibles dans le menu Route .
Gloss - se concentre sur l’amélioration de la géométrie des pistes, en essayant de réduire le nombre d’angles et de raccourcir la longueur totale du routage. Gloss préserve la largeur de piste existante et l’écartement de la paire différentielle. Le glossing respecte le paramètre Gloss Effort (Routed) actuel configuré dans la page PCB - Interactive Routing de la boîte de dialogue Preferences (show image ).
Retrace - part du principe que la géométrie globale est satisfaisante et se concentre plutôt sur la vérification de la conformité du routage aux règles de conception. Alors que Gloss préserve la largeur de piste existante et l’écartement de la paire, Retrace les modifie selon les valeurs Preferred. Retrace est un excellent outil lorsque la règle de conception Differential Pair Routing a changé et que cette modification doit être appliquée au routage existant.
L’animation de la section précédente, Routing a Differential Pair , inclut une démonstration simple du glossing avec Gloss Effort (Routed) défini sur Strong.
Modification interactive du routage de paire différentielle
Main page: Modification des routages existants
Pendant le routage, il y aura de nombreux cas où vous devrez modifier une partie du routage existant ; par exemple, il se peut que les sorties de pastilles ne vous conviennent pas et que vous souhaitiez les remodeler (comme illustré dans la vidéo ci-dessous). Bien que vous puissiez modifier le routage existant en utilisant une approche de type dessin consistant à cliquer et faire glisser des segments de piste, il est souvent plus simple de rerouter.
Pour ce faire, sélectionnez la commande Route » Interactive Differential Pair Routing , puis cliquez n’importe où sur le routage existant. Procédez ensuite au routage du nouveau chemin, en revenant rejoindre le routage existant là où nécessaire. Cela créera une boucle entre l’ancien chemin et le nouveau chemin. Lorsque vous cliquez avec le bouton droit ou appuyez sur Esc pour terminer le routage, les segments redondants sont automatiquement supprimés, y compris les vias redondants.
La fonction de suppression de boucle est utilisée en activant l’option
Automatically Remove Loops — soit depuis le
Properties panel (en mode de routage interactif de paire différentielle), soit dans la page
PCB Editor - Interactive Routing de la boîte de dialogue
Preferences . Pour activer ou désactiver cette fonction pendant le routage, utilisez le raccourci clavier
Shift+D .
Le routage de paires différentielles est légèrement différent du routage de net unique. Le routage de net unique peut être configuré de sorte que le dernier segment soit creux (le segment d’anticipation) ; ce segment n’est pas placé lorsque vous cliquez. Le routage de paires différentielles n’inclut pas de segments d’anticipation ; ainsi, lorsque vous cliquez, tous les segments visibles sont placés. Positionnez le curseur de manière à éviter tout segment redondant.
Si vous ajustez des paires différentielles en faisant glisser manuellement des segments de piste, vous pouvez soit pousser un membre de la paire avec l’autre, soit faire glisser chacun indépendamment.
Utilisez la fonction de suppression de boucle pour rerouter interactivement une paire différentielle le long d’un nouveau chemin ; l’ancienne boucle de routage est automatiquement supprimée. Les paires peuvent également être modifiées en faisant glisser un routage de sorte qu’il pousse l’autre.
Déplacement interactif des vias
Les concepteurs PCB peuvent passer beaucoup de temps à ajuster le routage, peut-être en raison d’une modification tardive de la conception, ou pour parvenir à finaliser leur design. Cela peut impliquer de pousser et déplacer le routage existant, de faire glisser des vias et de déplacer légèrement des composants.
Ajustez le comportement de déplacement des vias dans le panneau Properties.
En complément de la prise en charge du glossing des routages voisins, le déplacement des vias est également pris en charge. Le déplacement des vias prend en charge Neighbor Glossing , configuré via le mode Interactive Via Dragging du panneau Properties de l’éditeur PCB. Appuyez sur Tab pendant le déplacement d’un via pour accéder au panneau et ajuster les paramètres.
Déplacement de paire différentielle
Pour reconnaître les membres d’une paire différentielle, le concept de couplage est utilisé. Lorsque le logiciel reconnaît des objets appartenant à une paire différentielle, il tente de faire glisser la piste partenaire ou le via partenaire de la paire si l’option Keep Coupled est activée dans les modes Interactive Sliding ou Interactive Via Dragging du panneau Properties .
Appuyez sur X pendant que vous faites glisser une paire de vias pour faire pivoter la paire de 90 degrés.
Pour confirmer que les objets partenaires sont couplés, le logiciel vérifie que les objets :
Pour les paires de vias - appartiennent à la paire et sont espacés de moins de 2 * Preferred Gap
Pour les paires de pistes - appartiennent à la paire, sont sur la même couche, sont séparés de pas plus que le Preferred Gap
Affichage de l’espacement disponible
Vous est-il déjà arrivé d’être bloqué pendant le routage, en vous demandant pourquoi le routage ne passe pas dans cet espace ? Cette frustration est encore plus probable lors du routage de paires différentielles. Altium Designer inclut une fonctionnalité pour vous aider, appelée dynamic display of clearance boundaries . Lorsqu’elle est activée, la zone d’espacement interdite définie par le existing objects + the applicable clearance rule est affichée sous forme de polygones ombrés dans un cercle de visualisation local, comme illustré dans la vidéo ci-dessous. Appuyez sur Ctrl+W pour activer ou désactiver cette fonctionnalité.
Affiche dynamiquement les limites d’espacement pendant le routage de paires différentielles.
La zone d’affichage peut être limitée à une région autour de la position actuelle du curseur, ou couvrir l’écran entier. Cela est contrôlé par la sous-option Reduce Clearance Display Area dans la page PCB Editor - Interactive Routing de la boîte de dialogue Preferences .
L’outil de routage rapide de paires différentielles
La commande Quick Differential Pair Routing (accessible depuis le menu principal et le Active Bar ) offre un routage plus léger, avec moins de paramètres et de fonctionnalités, adapté aux conceptions plus simples. Son comportement général et ses raccourcis sont identiques à ceux de la commande standard de routage interactif de paires différentielles.
Les fonctionnalités incluent :
Plusieurs modes de routage, tels que : arrêt au premier obstacle, contournement et push and shove.
De puissantes capacités de déplacement qui conservent les angles des pistes et l’orthogonalité.
Une fonction de suppression de boucle qui rend le reroutage rapide et facile.
L’outil de routage rapide de paires différentielles aide à maximiser l’efficacité et la flexibilité du routage de manière intuitive, notamment en suivant le trajet du curseur pour poser des sections de routage, en terminant le routage d’un simple clic, en poussant ou en contournant les obstacles, et en suivant automatiquement les connexions existantes, le tout conformément aux règles de conception applicables.
Ce routeur est qualifié de Quick car il propose un ensemble de fonctionnalités réduit. Les fonctionnalités non incluses dans le routeur rapide de paires différentielles comprennent :
Aucun lissage des virages
Prise en charge limitée du routage Any Angle
Aucune poussée des jonctions en T
Prise en charge simple du Push&Shove
Aucun Miter Ratio, Min Arc ou Pad Entry Stability
Effort de lissage simple, sans prise en charge de Gloss Neighbor
Aucune convergence de paire différentielle lors d’une sortie latérale des broches de départ
Aucun rapprochement des paires différentielles routées
Aucun maintien de la paire différentielle lorsqu’une paire différentielle voisine est poussée
Si vous avez besoin de l’une de ces fonctionnalités, utilisez l’outil Interactive Differential Pair Routing .
Pour reconnaître les membres d’une paire différentielle, le concept de couplage est utilisé. Lorsque le logiciel reconnaît des objets appartenant à une paire différentielle, il tente de déplacer la piste partenaire ou le via de la paire si l’option Keep Coupled est activée dans les modes Interactive Sliding ou Interactive Via Dragging du panneau Properties .
Net Information
DP Name – affiche le nom de la paire différentielle.
DP Class – affiche la classe de paire différentielle à laquelle appartient le routage (s’il est membre d’une classe de paires différentielles).
Selected
Length – la somme totale des longueurs des segments sélectionnés.
Delay – le délai total des segments sélectionnés, y compris ceux qui ne sont pas routés.
Total
Length – la valeur totale de Signal Length . Le Signal Length correspond au calcul précis de la distance totale de nœud à nœud. Les objets placés sont analysés afin de résoudre les objets empilés ou superposés et les trajets sinueux dans les pastilles, et les longueurs des vias sont incluses. Si le net n’est pas entièrement routé, la longueur Manhattan (X + Y) de la ligne de connexion est également incluse.
Delay – le délai des segments routés du Total Length .
Sélectionnez les liens cliquables de
DP Name ,
DP Class ,
Length et
Delay depuis le mode
Differential Pair Routing du panneau
Properties pour être redirigé vers le panneau
PCB – Nets panel , où vous pouvez afficher et modifier les détails des nets associés.
Properties
Layer – utilisez la liste déroulante pour spécifier sur quelle couche se trouve le routage.
Gap – utilisez la liste déroulante ou le raccourci Shift+6 pour parcourir les espacements autorisés.
Min – sélectionnez cette option pour spécifier l’espacement minimal autorisé entre les primitives de nets différents au sein de la même paire différentielle.
Preferred – sélectionnez cette option pour spécifier l’espacement préféré entre les primitives de nets différents au sein de la même paire différentielle.
Max – sélectionnez cette option pour spécifier l’espacement maximal autorisé entre les primitives de nets différents au sein de la même paire différentielle.
Via – si le via est associé à un modèle, le nom du modèle s’affiche ici.
Via Diameter – spécifiez le diamètre du via.
Via Hole Size – spécifiez la taille du trou du via.
Width – utilisez la liste déroulante pour spécifier la largeur.
Min – indique que la largeur minimale définie par la règle de conception pour le net actuel sera utilisée
Preferred – indique que la largeur préférée définie par la règle de conception pour le net actuel sera utilisée.
Max – indique que la largeur maximale définie par la règle de conception pour le net actuel sera utilisée.
Interactive Routing Options
Routing Mode – utilisez la liste déroulante ou le raccourci Shift+R pour parcourir les modes de routage souhaités. Les choix suivants sont disponibles :
Ignore Obstacles – sélectionnez cette option pour ignorer les objets existants (le routage peut être placé librement). Les violations sont mises en évidence.
Walkaround Obstacles – sélectionnez cette option pour que le routeur interactif contourne les pistes, pastilles et vias existants. Si ce mode ne peut pas contourner un obstacle sans provoquer de violation, un indicateur apparaît pour montrer que le routage est bloqué.
Push Obstacles – sélectionnez cette option pour que le routeur interactif déplace les pistes existantes hors du chemin. Ce mode peut également pousser les vias pour faire place au nouveau routage. Si ce mode ne peut pas pousser un obstacle sans provoquer de violation, un indicateur apparaît pour montrer que le routage est bloqué.
HugNPush Obstacles – sélectionnez cette option pour que le routeur interactif longe au plus près les pistes, pastilles et vias existants et, si nécessaire, pousse les obstacles pour poursuivre le routage. Si ce mode ne peut pas longer ou pousser un obstacle sans provoquer de violation, un indicateur apparaît pour montrer que le routage est bloqué.
Stop At First Obstacle – dans ce mode, le moteur de routage s’arrête au premier obstacle rencontré.
AutoRoute Current Layer – sélectionnez cette option pour activer l’autoroutage uniquement sur la couche actuelle.
AutoRoute MultiLayer – sélectionnez cette option pour activer l’autoroutage sur plusieurs couches.
Corner Style – sélectionnez le style d’angle de routage souhaité ou utilisez le raccourci Shift+Spacebar pour parcourir les styles d’angle.
Restrict to 90/45 – activez cette option pour limiter le routage à 90 degrés et 45 degrés uniquement.
Automatically Remove Loops – activez cette option pour supprimer automatiquement toute boucle redondante créée pendant le routage manuel. Cela vous permet de rerouter une connexion sans avoir à supprimer manuellement les pistes redondantes. Cependant, il existe des cas où vous devez router des nets, comme les nets d’alimentation, et lorsque vous avez besoin de boucles ; vous pouvez basculer cette option pour un net sélectionné à l’aide du raccourci Shift+D afin de remplacer ce paramètre global pour ce même net.
Remove Loops With Vias – activez cette option pour supprimer automatiquement les boucles avec vias. Désactivez cette option pour conserver les vias lors de la suppression de boucle.
Remove Net Antennas – activez cette option pour supprimer toute extrémité de piste ou d’arc qui n’est connectée à aucune autre primitive et qui forme une antenne.
Display Clearance Boundaries – activez cette option pour afficher, sous forme de polygones ombrés dans un cercle de visualisation local, la zone d’espacement interdite définie par les objets existants et la règle d’espacement applicable. Cette option n’est pas disponible dans le mode de routage Ignore Obstacles .
Reduce Clearance Display Area – activez cette option pour utiliser une limite d’espacement plus petite. Cette option n’est disponible que lorsque Display Clearance Boundaries option est activé.
Rules
Les contraintes définies par les règles de conception applicables seront répertoriées dans la section Rules du panneau Properties .
Via Constraint – cliquez pour ouvrir la boîte de dialogue Edit PCB Rule , dans laquelle vous pouvez définir des règles PCB pour un via.
Differential Pair Constraint – cliquez pour ouvrir la boîte de dialogue Edit PCB Rule , dans laquelle vous pouvez définir des règles PCB pour la paire différentielle.
Adaptation des longueurs des paires différentielles
Les paires différentielles sont souvent utilisées dans les conceptions à haute vitesse en raison de leur immunité intrinsèque au bruit et du fait qu’elles simplifient la difficulté consistant à fournir un chemin de retour de haute qualité pour les signaux. Cependant, comme pour les signaux simples, leurs longueurs doivent être maîtrisées afin de garantir le respect des exigences de synchronisation des signaux.
Pendant le routage des paires différentielles, la longueur de chacun des deux nets de la paire est affichée dans la barre d’état, ainsi que dans l’affichage Heads-up (Shift+H pour l’activer/le désactiver). Les valeurs de longueur affichées dans le panneau PCB sont mises à jour lorsque vous quittez le routage d’une paire.
La longueur de routage actuelle de chaque net de la paire est affichée dans l’affichage Heads-up (Shift+H pour l’activer/le désactiver).
Le panneau PCB sert à examiner les objets dans l’espace de conception et comprend des modes permettant d’examiner, entre autres, les Nets , les Differential Pairs et les xSignals . Le panneau inclut des détails sur chaque net/paire différentielle/xSignal, notamment la longueur du signal et le délai ; cliquez avec le bouton droit dans chaque section du panneau pour afficher un menu contextuel des commandes de cette section. Par exemple, lorsque le panneau est en mode Nets , cliquez avec le bouton droit dans la section Nets du panneau et utilisez le sous-menu Columns pour activer ou désactiver des détails tels que Signal Length et Delay . Lorsque des règles de longueur et/ou de longueur adaptée sont appliquées, la colonne Signal Length des nets qui ne respectent pas la règle de conception est mise en surbrillance en orange (inférieure à la longueur cible) ou en rouge (dépasse la longueur cible).
Utilisez le panneau PCB pour suivre la progression de l’adaptation des longueurs.
► En savoir plus sur le panneau PCB
Règles de conception Matched Length et Length
Les règles de conception Length et Matched Length peuvent être définies pour garantir le respect des exigences de temps de propagation et de désalignement temporel. En plus d’être utilisées lors d’une vérification des règles de conception (DRC), ces règles sont également utilisées lors de l’ajustement interactif des longueurs.
La règle de conception Matched Length détecte la paire la plus longue ciblée par la portée de la règle et utilise la valeur Average Length de cette paire comme référence pour comparer les autres paires ciblées, en exigeant que leurs longueurs restent dans une plage de + ou - la Tolérance définie dans la règle. La valeur Average Length est affichée dans le mode Differential Pairs Editor du panneau PCB .
Les règles de conception Length et Matched Length peuvent être définies selon Length Units ou Delay Units . Si les règles sont définies selon le délai, la jauge de réglage de longueur s’affichera également en délai.
Règles de conception intra-paire et inter-paires
Il est probable que vous ayez des exigences de longueurs appariées entre les paires, ainsi qu’au sein de chaque paire.
Pour gérer cela, créez des règles de conception Matched Length appropriées :
Définissez une règle de conception Matched Length qui s’applique à travers (entre) les paires (en sélectionnant l’option Group Matched Lengths ). Définissez la portée de la règle pour qu’elle s’applique aux paires requises (ou xSignals), comme illustré dans l’image ci-dessous.
Créez une règle de longueur appariée pour définir les exigences de longueur entre les paires différentielles ou, dans cet exemple, entre les xSignals.
Définissez une autre règle de conception Matched Length qui s’applique au sein de la paire (en sélectionnant l’option Within Differential Pair Length ). Cette règle garantit que les longueurs des deux nets au sein de chaque paire restent dans la tolérance. Notez que cette règle doit être définie avec un paramètre Where the Object Matches qui cible les paires différentielles, comme indiqué ci-dessous. Cette règle doit avoir une priorité plus élevée que la règle inter-paires.
Créez une seconde règle de longueur appariée pour définir les exigences de longueur au sein des paires.
Réglage de longueur d’une paire différentielle
Main article: Réglage de longueur
La longueur des paires, ainsi que celle des nets au sein de chaque paire, est ajustée à l’aide des deux commandes de réglage de longueur. Pour ajuster les longueurs :
La longueur d’une paire différentielle peut être ajustée avec précision à l’aide de la commande Interactive Diff Pair Length Tuning du menu Route . Pendant le réglage de longueur, vous pouvez utiliser des raccourcis pour ajuster interactivement le style et la taille de l’accordéon, ou appuyer sur Tab pour ouvrir le panneau Properties en mode Differential Pair Length Tuning . Dans le panneau, la longueur cible est définie :
À partir des règles de conception Length et/ou Matched Length applicables
À partir d’une paire différentielle routée sélectionnée par l’utilisateur
Manuellement, en saisissant la valeur dans le champ Target Length
Pour ajuster un net au sein d’une paire, utilisez la commande Interactive Length Tuning du menu Route . Si vous tentez d’ajuster le net le plus long de la paire, le message Target Length Shorter than Old Length apparaîtra.
Ajustez d’abord les longueurs des paires différentielles, puis ajustez la longueur du net le plus court au sein d’une paire.
Si aucun accordéon de réglage n’apparaît pendant le réglage de longueur, il est très probable que les paramètres actuels ne soient pas adaptés à l’espace disponible pour placer un accordéon. Si cela se produit pendant le réglage, appuyez sur Tab pour ouvrir le Properties panel en mode Differential Pair Length Tuning et vérifiez que les paramètres de la section Pattern du panneau sont cohérents. Par exemple :
La valeur Max Amplitude est peut-être trop grande
Lorsque le Style est défini sur Mitered Arcs, le pourcentage de chanfrein peut être trop élevé pour former un arc avec l’amplitude et l’espacement actuels
Une bonne option consiste à définir le Style sur Mitered Lines, à cliquer sur le bouton Pause pour reprendre le réglage de longueur, puis à utiliser les raccourcis 1 & 2 pour ajuster interactivement l’Miter , les raccourcis 3 & 4 pour ajuster le Space (pas), et les raccourcis , et & . pour ajuster le Amplitude . Lorsque le réglage vous convient, appuyez sur Spacebar pour faire défiler jusqu’au Style souhaité.
Consultez la page Length Tuning pour en savoir plus ; vous y trouverez une liste détaillée des raccourcis permettant de modifier le style de l’accordéon, l’amplitude et le pas. Cette page explique également comment le logiciel décide quels paramètres de règle appliquer lorsqu’il existe des paramètres qui se chevauchent dans les règles de conception Length et Matched Length.
Démonstration du réglage de longueur et de la modification des accordéons
La vidéo montre l’ajustement des longueurs des paires par rapport à d’autres paires (sur la base des longueurs xSignal) en ajoutant des accordéons de réglage de longueur. Le membre le plus court de chaque paire est ensuite ajusté en longueur par rapport au membre le plus long de cette paire. La vidéo montre ensuite comment les paires peuvent être déplacées et remodelées de manière interactive, comment un accordéon de réglage peut être supprimé et comment un nouvel accordéon peut être façonné pendant son placement à l’aide de raccourcis.
La longueur d’une paire différentielle peut être ajustée en ajoutant des accordéons de réglage de longueur. L’accordéon est un objet qui peut être déplacé, remodelé et supprimé.
Voir aussi
AI-localized