Ajustement des longueurs

Deux des principaux défis liés au routage d'un circuit à haute vitesse sont les suivants : contrôler l'impédance des pistes et harmoniser les longueurs des réseaux critiques.

• Le routage à impédance contrôlée permet de garantir que le signal sortant d’une broche de sortie arrive en bon état afin d’être correctement reçu par la broche d’entrée cible. En savoir plus sur le routage à impédance contrôlée.

• L'ajustement des longueurs de pistes afin qu'elles correspondent garantit que les signaux sensibles au temps d'arrivée parviennent simultanément à leurs broches cibles. L'ajustement et l'harmonisation des longueurs de pistes sont également essentiels pour le routage des paires différentielles, en particulier au sein de la paire.

Des motifs en accordéon ont été ajoutés au routage afin de garantir que les paires différentielles aient des longueurs identiques.

Le Interactive Length Tuning commandes et Interactive Diff Pair Length Tuning offrent un moyen dynamique d’optimiser et de contrôler les longueurs des réseaux ou des paires différentielles en permettant d’insérer des motifs d’ajustement à amplitude variable, en fonction de l’espace disponible, des contraintes de conception et des obstacles présents dans votre conception. Les propriétés d’ajustement de longueur peuvent être basées sur : des contraintes de conception préconfigurées, les propriétés du réseau ou une valeur que vous spécifiez. 

Trois styles de motifs d’ajustement sont disponibles : Accordéon, Trombone et Dent de scie. 

Trois styles de motifs d’ajustement sont disponibles ; appuyez sur Tab après avoir lancé la commande « Réglage interactif de la longueur » pour sélectionner le motif.

Configuration des contraintes de conception

La meilleure façon de s’assurer que les longueurs de pistes critiques correspondent est de définir des contraintes de conception. Deux contraintes de conception sont appliquées lors de l’ajustement des longueurs : la Matched Length contrainte et la Length contrainte. Alors que la Constraint Manager et la PCB Rules and Constraint Editor utilisent des approches différentes pour configurer ces contraintes, la contrainte sous-jacente est la même. Sur cette page, le processus est décrit à l’aide du PCB Rules and Constraint Editor, avec des informations supplémentaires fournies pour vous guider si vous utilisez le Constraint Manager.

Dans l’éditeur de règles et de contraintes de circuits imprimés, la Matched Length contrainte et la Length contrainte sont toutes deux accessibles dans la High Speed catégorie. L’une ou l’autre de ces contraintes, voire les deux, peuvent s’avérer importantes dans votre conception ; cela dépend si vos problèmes potentiels sont liés au décalage (utilisez la contrainte « Matched Length ») ou au retard global du signal (utilisez la contrainte « Length »).

Le Properties panneau affiche toutes les contraintes de conception qui s’appliquent au réseau en cours d’optimisation ; la contrainte applicable ayant la priorité la plus élevée est sélectionnée et mise en surbrillance.

Contrainte de conception « Longueur adaptée »

La contrainte de conception « Longueur adaptée » spécifie que les réseaux cibles doivent tous être routés à la longueur du réseau le plus long de l’ensemble, ou à la Source target si cette option est disponible et sélectionnée dans la contrainte. Lorsqu’un ajustement interactif de la longueur est effectué, la longueur du réseau sera ajustée pour se situer dans la tolérance spécifiée (). L’ensemble des réseaux ciblés par la contrainte est défini par la constraint scope ou par une requête.

L’outil d’ajustement de la longueur utilisera soit la valeur choisie Source target, soit trouvera le réseau le plus long parmi l’ensemble des réseaux cibles, et vous fournira une plage valide ainsi qu’une longueur cible (Value) de :

• TargetLength = Longest routed net in set

• MinLimit = LongestNet - MatchedLength Constraint Tolerance

• MaxLimit = TargetLength

En savoir plus sur la contrainte de longueur appariée.

Contrainte de conception de longueur

En complément de la contrainte « Longueurs de réseaux appariées », la contrainte de conception de longueur spécifie les longueurs minimales et maximales autorisées pour le routage d’un réseau ou d’un ensemble de réseaux. Les réseaux concernés doivent présenter une longueur comprise dans les limites spécifiées Minimum et Maximum ().

L'outil d'ajustement de la longueur identifiera le réseau le plus long parmi l'ensemble des réseaux cibles et vous indiquera une plage valide ainsi qu'une longueur cible (Value) de :

• TargetLength = Longest routed net in set

• MinLimit = Constraint Minimum

• MaxLimit = Constraint Maximum

En savoir plus sur la contrainte de longueur.

Choix du modèle d’ajustement

Le modèle d’ajustement doit être choisi après le lancement de la commande et avant de commencer l’ajustement de longueur.

Pour choisir le modèle d’ajustement :

1. Lancez la Route » Interactive Length Tuning commande.

2. Appuyez sur Tab pour mettre le réglage en pause et afficher le Properties panneau. 

3. Sélectionnez le motif souhaité (et modifiez ses paramètres si nécessaire).

4. Appuyez sur le bouton de pause pour revenir à la commande « Réglage de la longueur » (ou appuyez sur la Esc touche), prêt à cliquer sur un filet pour ajuster sa longueur.

Réglage de la longueur d'un filet

L’élégance de la fonctionnalité d’ajustement de la longueur réside dans le fait qu’elle combine intelligemment des algorithmes logiciels sophistiqués avec un contrôle intuitif par l’utilisateur. Les segments d’ajustement de longueur s’ajoutent simplement en faisant glisser le curseur le long du tracé ; les dimensions et les positions des différentes pistes et des arcs qui composent les segments d’ajustement sont alors automatiquement calculées et insérées par l’algorithme d’ajustement de longueur. Des raccourcis clavier vous permettent de contrôler le style et les propriétés des segments d’ajustement au fur et à mesure de leur ajout.

Utilisez les raccourcis clavier pour contrôler la forme et l’amplitude du motif de réglage lors du placement.

Pour ajuster la longueur d’un réseau :

1. Pour effectuer un réglage de longueur en fonction de contraintes, configurez les Matched Length et/ou Length contraintes de conception.

2. Lancez la Interactive Length Tuning commande depuis le Route menu (ou le bouton « » de la Active Bar).

3. Appuyez sur Tab pour ouvrir le Properties panneau dans lequel vous pouvezsélectionner un motif de réglage de longueur, puis cliquez sur le bouton de pause de l’espace de conception () pour reprendre le placement.

4. Cliquez sur un tracé dans l’espace de conception pour commencer à ajuster sa longueur. Déplacez le curseur le long du tracé dans la direction où l’accordéon doit être ajouté ; un motif d’ajustement apparaîtra et continuera à s’étendre au fur et à mesure que le curseur se déplace. L’animation ci-dessous montre des exemples de placement de motifs d’ajustement d’accordéon.

5. Pour modifier les propriétés du modèle d’ajustement pendant l’ajustement de la longueur, appuyez sur Tab pour ouvrir le Properties panneau, ou utilisez les raccourcis clavier détaillés ci-dessous.

Shortcuts to Control the Pattern Properties during Tuning

Tab	Ouvrez le Properties panneau (tous les motifs)
Spacebar	Parcourez les 3 styles de coins d'accordage (modèles Accordéon et Trombone)
(virgule)	Réduire Max Amplitude (motif « Accordéon ») ou Actual Height (motif en dents de scie) de la valeur spécifiée dans le Step champ
(point)	Augmenter Max Amplitude (motif en accordéon) ou Actual Height (motif en dents de scie) de la valeur indiquée dans le Step champ
3	Diminuer Space de la valeur indiquée dans le Step champ associé (motifs « Accordéon » et « Trombone »)
4	Augmenter Space de la valeur indiquée dans le Step (motifs « Accordéon » et « Trombone »)
1	Diminuer le coin Miter de la valeur en % indiquée dans le Step (motifs « Accordéon » et « Trombone »)
2	Augmenter le coin Miter du pourcentage indiqué dans le Step (motifs « Accordéon » et « Trombone »)
S	Activer/désactiver l’option « Single Side » (motifs « Sawtooth » et « Trombone »)
Shift	Maintenez enfoncé Shift pour passer du placement du motif au glissement du motif. Relâchez pour continuer à placer le motif (motifs « Sawtooth » et « Trombone »)
Shift+G	Activer/désactiver l’indicateur de réglage de la longueur
Shift+F1	Affiche la liste des raccourcis disponibles dans cette commande interactive ().

Qu'est-ce qui définit la longueur cible du motif de réglage ?

Pendant le réglage interactif de la longueur, la Target section du Properties panneau propose des options permettant de sélectionner le Target Length (). Trois modes sont disponibles : manuel (longueur définie par l’utilisateur), à partir d’un réseau/d’une paire (en fonction de la longueur d’un réseau ou d’une paire existante) ou à partir d’une règle (contrainte de conception).

Manual	Cliquez sur le Manual bouton pour saisir la longueur dans le Value champ (). Recently Used Lengths sont conservées, au cas où vous souhaiteriez en réutiliser une.
From Net / From Diff Pairs	Cliquez pour afficher la liste des réseaux/paires différentielles déjà routés. Choisissez un réseau/une paire différentielle pour définir la longueur Value ().
From Rules	Cliquez pour afficher la liste des contraintes de conception applicables en matière de longueur et/ou de longueur appariée (). Le logiciel respectera la combinaison la plus stricte de ces contraintes. Double-cliquez sur une contrainte dans la liste du panneau pour examiner ses propriétés en détail. Pour en savoir plus sur la manière dont les contraintes de conception « Longueur » et « Longueur appariée » sont appliquées lors du réglage d’un réseau, reportez-vous à la section « Configuration des contraintes de conception ». La contrainte appliquée est surlignée en bleu. Vous pouvez modifier la contrainte appliquée au fur et à mesure de l’optimisation en cliquant sur l’entrée correspondante : celle-ci deviendra alors la contrainte surlignée en bleu, et la longueur cible (ainsi que le texte descriptif) s’adapteront en conséquence.
Value	Longueur que l’algorithme d’optimisation tentera d’atteindre en ajoutant des segments d’optimisation. Notez qu’il existe plusieurs raisons pour lesquelles l’algorithme d’optimisation peut ne pas être en mesure d’ajouter des segments d’optimisation ; consultez la section « Pourquoi les motifs d’optimisation disparaissent-ils parfois ? » pour en savoir plus.
Clip to Target	Si cette option est activée, l’algorithme d’optimisation cessera d’ajouter des formes d’optimisation lorsque la longueur se situera dans Tolerance de la Value.

Surveillance des longueurs de signal

Lorsque le PCB panneau est réglé sur le mode « Réseaux », il affiche la longueur actuelle des signaux routés. Par défaut, le panneau affiche les Name, Node Count, Routed length, et Unrouted (Manhattan) . Cliquez avec le bouton droit de la souris dans la zone des en-têtes de colonnes du panneau pour afficher un menu dans lequel vous pouvez sélectionner des colonnes supplémentaires, ainsi que masquer des colonnes existantes. Notez que la longueur routée est calculée à partir de la somme des longueurs des segments de pistes et d’arcs placés qui forment le routage, à laquelle s’ajoute la distance verticale parcourue à travers les vias. Le calculateur de longueur routée ne tient pas compte des segments de pistes qui se chevauchent ni des courbes de routage à l’intérieur des pastilles.

Pour un calcul précis de la distance totale de nœud à nœud, activez la Signal Length colonne. Le calculateur de longueur de signal analyse tous les objets placés sur le tracé afin de résoudre les superpositions d’objets et les déviations au sein des pastilles, et inclut les longueurs des vias. Si le réseau n’est pas entièrement routé, la longueur Manhattan (X + Y) de la ligne de connexion est également incluse. Assurez-vous toujours que la Signal Length colonne est activée lorsque vous effectuez une mise en correspondance des longueurs.

Si des contraintes de conception de type « Longueur correspondante » ou « Longueur » sont configurées, la cellule « Longueur du signal » de chaque réseau visé par une contrainte est également colorée, surlignée en jaune si la route length constraint minimum, et non mise en évidence si la net passes the constraint, ou en rouge si la route length > constraint maximum.

En savoir plus sur la section « Réseaux » du panneau PCB.

Utilisation de la jauge de longueur de réseau

Si une contrainte de longueuret/ouune contrainte de longueur appariée est définie, vous pouvez surveiller la longueur d’accord pendant l’accord interactif de la longueur en affichant la jauge d’accord de longueur. Utilisez le Shift+G raccourci pour activer ou désactiver la jauge.

La jauge affiche la longueur routée actuelle sous forme de chiffre, et le curseur rouge/vert indique la longueur estimée. Si vous effectuez un réglage de longueur sur un routage existant, la longueur estimée correspond à la somme de toutes les pistes et de tous les arcs placés (la longueur physique réelle).

Les paramètres de la jauge sont calculés à partir des contraintes définies par les contraintes applicables.

Modification d’un motif de réglage placé

Pour modifier un motif d’accordage placé, cliquez une fois dessus pour le sélectionner et afficher les poignées d’édition.

Redimensionnez le cadre de sélection de l’accordéon pour modifier l’amplitude ou la longueur, cliquez et maintenez enfoncé pour le déplacer, puis modifiez le style dans le panneau Propriétés.

Modification d’un motif d’accordage placé
Change the style	Cliquez pour sélectionner un motif (ou plusieurs), puis modifiez le style et les autres paramètres dans le Properties panneau. Vous pouvez également utiliser les raccourcis: cliquez et maintenez enfoncé sur un motif d’accordage sélectionné pour les utiliser.
Move a pattern	Cliquez et faites glisser pour déplacer un motif. Alors que le motif « accordéon » ne prend pas en charge le concept de « manchon » et ne permet donc pas de le placer ou de le faire glisser autour d’un coin, les motifs « trombone » et « dent de scie » le permettent. En savoir plus sur l’utilisation des motifs « trombone » et « dent de scie ».
Resize the pattern	Cliquez et faites glisser sur un bord ou un sommet pour redimensionner la région englobante du motif : les sections du motif sont automatiquement redimensionnées pour s'adapter à la nouvelle forme de la région englobante.
Rotate an accordion	Sélectionnez le motif « accordéon », maintenez la touche CTRL, puis ( ) : Cliquez et faites glisser l’une des extrémités de la zone de sélection de l’accordéon pour le faire pivoter autour de l’extrémité opposée. Cliquez et faites glisser sur l'un ou l'autre côté de la zone de sélection de l'accordéon pour le faire pivoter autour de son centre. Appuyez sur la R touche pendant la rotation pour activer (ou désactiver) l'alignement par incréments de 45 degrés.
Change the layer	Le Properties panneau d’un motif de réglage placé et sélectionné dans l’espace de conception comprend le Layer menu déroulant dans sa Properties région. Utilisez ce menu déroulant pour modifier rapidement la couche de signal sur laquelle le motif d’accordage est placé (). Notez que vous pouvez sélectionner plusieurs objets de routage (motif d’accordage, pistes, arcs) et modifier leur couche de signal en une seule action.

Réglage de la longueur des paires différentielles

Le réglage de la longueur des paires différentielles comporte deux aspects : le premier consiste à régler les longueurs de chaque paire d’un ensemble de manière à ce que toutes les paires aient la même longueur ; le second consiste à régler la longueur du réseau le plus court au sein de chaque paire, un processus appelé phase matching. 

Pour ajuster la longueur des paires différentielles, créez les contraintes suivantes afin de cibler l’ensemble des paires différentielles :

• Une matched length constraint qui définit les exigences de correspondance des longueurs between pairs. Pour comparer la longueur d’une paire à celle d’une autre, activez l’ Group Matched Lengths option, comme décrit dans la section « Contrainte de conception de longueur appariée» ci-dessus.

• Une deuxième matched length constraint qui définit les within-pair exigences de correspondance de longueur. Pour vérifier la longueur d’un élément d’une paire par rapport à celle de l’autre élément de la même paire, activez l’ Within Differential Pair Length option, comme décrit ci-dessous.

Réglage de la longueur entre les paires différentielles

Une fois les paires différentielles routées, toute différence de longueur entre les paires peut être compensée.

Démonstration de l'ajustement des longueurs des paires, puis des longueurs au sein de chaque paire.

Réglage des longueurs entre les paires
Targeting the pairs	En règle générale, les paires sont ciblées par la contrainte de conception « Matched Length » (Longueurs appariées) à l’aide de l’un des mots-clés de requête relatifs aux paires différentielles : InAnyDifferentialPair, InDifferentialPair, InDifferentialPairClass, IsDifferentialPair. Pour faire correspondre les longueurs entre les paires, activez l’ Group Matched Lengths option dans la contrainte de conception « Matched Length » ( ).  Si vous avez défini des xSignals, ceux-ci peuvent être utilisés pour délimiter la portée des contraintes de conception relatives à l’ajustement des longueurs, et l’ Source Target option deviendra alors disponible dans la contrainte. Reportez-vous à la page « Définition des chemins de signaux haute vitesse avec xSignals » pour en savoir plus.
What is the target length?	La règle de conception « Longueur appariée » détecte la paire la plus longue ciblée par le champ d’application de la règle et utilise la Longest Signal Length valeur de cette paire comme Max Limit pour les autres paires ciblées, en définissant la Min Limit à Max Limit - Tolerance. Notez qu’il s’agit d’un processus dynamique : à mesure que les paires sont ajustées, il est possible qu’une paire nouvellement ajustée devienne la plus longue, son réseau le plus long devenant alors la nouvelle Longest Signal Length .
Tune the length of a pair	Pour ajuster la longueur d’une paire, exécutez la Route » Interactive Differential Pair Length Tuning commande. Comme pour le routage des paires différentielles, cette commande agit simultanément sur les deux réseaux de la paire. En savoir plus sur l’ajustement de la longueur d’un réseau.
Controlling the shape during tuning	Comme pour l'ajustement de la longueur d'un réseau unique, après avoir lancé la commande d'ajustement de longueur, vous devez sélectionner le style d'ajustement avant de cliquer sur un tracé. Pendant l'ajustement de longueur, les propriétés de ce style peuvent être modifiées à l'aide des raccourcis clavier ou en appuyant sur Tab pour accéder au Properties panneau.
Monitoring the progress	Pendant l'ajustement de la longueur, utilisez le Shift+G raccourci pour activer ou désactiver l’indicateur de longueur de réseau. Vous pouvez également suivre la progression dans le PCB panneau, en Nets mode ou xSignals mode (). Une surbrillance jaune indique une valeur inférieure à la contrainte Min Limit, tandis que la surbrillance en rouge indique une valeur supérieure à la Max Limit.
Adjusting the finished tuning shape	Les formes d’accordage sont des objets : elles peuvent être sélectionnées, déplacées, redimensionnées et supprimées. En savoir plus sur la modification d’un motif d’accordage placé.
Checking the results	Utilisez le PCB Rules and Violations panneau pour vérifier les between-pair contrainte(s) de longueur de réseau appariée(s) (). Ajustez les accordéons d’accord si nécessaire.

Alignement de phase statique pour les paires différentielles

Compte tenu du couplage différentiel intrinsèquement médiocre pouvant être obtenu lorsqu’une paire de signaux est implémentée sous forme de routage sur un circuit imprimé, l’adaptation des longueurs des deux réseaux de la paire joue un rôle essentiel dans l’efficacité globale du routage des paires différentielles.

L'adaptation de longueur garantit que les côtés positif et négatif de la paire arrivent en même temps, une technique appelée phase matching. L’approche la plus simple pour aligner la phase consiste à ajouter une forme d’ajustement de longueur à un endroit quelconque le long du réseau le plus court de la paire. Ce type d’ajustement de longueur est appelé static phase matching, ce qui signifie que les longueurs globales correspondent, mais qu’aucune tentative n’a été faite pour résoudre le décalage de longueur tel qu’il se produit le long du tracé différentiel.

Démonstration de l’ajustement des longueurs au sein de chaque paire.

Adaptation statique des longueurs au sein de la paire
Targeting the pairs	En règle générale, les paires sont ciblées par la contrainte de conception « Matched Length » (Longueurs appariées) à l’aide de l’un des mots-clés de requête relatifs aux paires différentielles : InAnyDifferentialPair, InDifferentialPair, InDifferentialPairClass, IsDifferentialPair. Pour faire correspondre les longueurs au sein de chaque paire, activez l’ Within Differential Pair Length option dans la contrainte de conception « Matched Length » ( ). Configurez la tolérance selon vos besoins.
Tune the length of the shorter net in the pair	Pour ajuster la longueur du réseau le plus court de la paire, exécutez la Route » Interactive Length Tuning commande. En savoir plus sur l’ajustement de la longueur d’un réseau.
Controlling the shape during tuning	Après avoir lancé la commande d’ajustement de longueur, vous devez sélectionner le style d’ajustement avant de cliquer sur un tracé. Pendant l’ajustement de longueur, les propriétés de ce style peuvent être modifiées à l’aide des raccourcis ou en appuyant sur Tab pour accéder au Properties panneau.
Monitoring the progress	Pendant le réglage de la longueur, utilisez le Shift+G raccourci pour activer ou désactiver l’indicateur de longueur de réseau. Vous pouvez également suivre la progression dans le PCB panneau, en Nets mode ou xSignals mode (). Une surbrillance jaune indique une valeur inférieure à la contrainte Min Limit, tandis que la surbrillance en rouge indique une valeur supérieure à la Max Limit.
Checking the results	Utilisez le PCB Rules and Violations panneau pour vérifier la within-pair contrainte(s) de longueur de réseau appariée(s) (). Réglez les curseurs de réglage si nécessaire.

Réglage automatique de la longueur

L’éditeur de circuits imprimés prend également en charge le réglage automatique de la longueur et du retard (ou « multi-réglage »), tant pour les réseaux simples que pour les paires différentielles. Les pistes régulières et les angles impairs (à l’exception des paires différentielles formant des angles impairs) sont également pris en charge.

Le processus d’ajustement automatique tentera d’ajuster les longueurs des réseaux actuellement sélectionnés, conformément aux contraintes de conception applicables en matière de « longueurs appariées » et de « longueurs ». Reportez-vous à la section « Configuration des contraintes de conception » pour en savoir plus.

Les longueurs peuvent être ajustées automatiquement, tant entre les réseaux et les paires qu’au sein de chaque paire.

Cette fonctionnalité s’utilise comme suit :

 

 

 

 

 

Alignement automatique de phase des paires de différentielles ()
Configure how lengths are matched	Configurez la longueur / longueur appariée (avec l’ Within Differential Pair Length option activée) pour les réseaux / paires différentielles / xSignals selon les besoins.
Select nets to be matched	Sélectionnez les réseaux dont les longueurs doivent être ajustées.
Static phase matching	L'adaptation statique est appliquée lorsque l'option Dynamic Phase Matching () / Dynamic Phase Tolerance () est disabled dans la contrainte « Matched Length ». Des motifs d’ajustement sont ajoutés n’importe où le long du réseau le plus court de la paire.
Dynamic phase matching	L'adaptation dynamique est appliquée lorsque l'option Dynamic Phase Matching () / Dynamic Phase Tolerance () est enabled dans la contrainte « Matched Length ». Les motifs d’ajustement sont généralement ajoutés en plusieurs points le long du réseau le plus court de la paire.
Configure the within pair Sawtooth tuning properties	Sélectionnez la Route » Automatic Length Tuning commande (raccourci : Ctrl+Alt+T) dans les menus principaux pour ouvrir la Auto Tuning Process boîte de dialogue (). Dans cette boîte de dialogue, sélectionnez le Within Pair Matching mode permettant d’ajuster les longueurs au sein de la paire. Configurez les attributs du style de motif en dent de scie selon vos besoins. Reportez-vous à la section « Motif d’accord en dent de scie» pour en savoir plus.
Auto tune the lengths	Cliquez OK dans la Auto Tuning Process boîte de dialogue ; le logiciel tentera alors de créer les motifs d’accord de phase.

Le réglage de phase est en bêta ouverte et disponible lorsque l' PCB.TraceTuning.PhaseTuning option est activée dans la boîte de dialogue « Paramètres avancés ».

Autres outils d'optimisation

Lectures recommandées

• Site web d’Eric Bogatin, conférencier spécialisé dans l’intégrité du signal et expert du secteur : http://www.bethesignal.com/

• Site web du Dr Howard Johnson, conférencier spécialisé dans la conception haute vitesse et expert du secteur http://www.signalintegrity.com/

• Site web de Lee Ritchey, conférencier et expert en conception de circuits imprimés à haute vitesse http://www.speedingedge.com/