Prise en charge des règles de conception pour les xSignals

Les règles de conception permettent de traduire vos exigences en un ensemble d’instructions que l’éditeur de PCB peut comprendre et respecter. Les règles peuvent être vérifiées pendant le placement des objets, par un contrôle appelé DRC en ligne, ou après coup, par un contrôle appelé DRC par lot. Les xSignals peuvent servir à définir les objets auxquels une règle de conception doit s’appliquer.

► En savoir plus sur les règles de conception

► En savoir plus sur l’ajustement des longueurs

Règle d’égalisation des longueurs

La règle de conception Matched Lengths permet de s’assurer que la longueur des nets spécifiés se situe dans la plage définie. Cette règle est essentielle dans une conception à haute vitesse, où l’enjeu n’est pas seulement le temps d’arrivée des signaux (déterminé par leur longueur totale), mais aussi la nécessité que les signaux spécifiés arrivent en même temps. Selon les vitesses de commutation des signaux, leur fonction et les matériaux utilisés dans le circuit imprimé, l’écart autorisé peut atteindre 500 mils ou être limité à 1 mil.

L’image ci-dessous présente un exemple de règle de conception Matched Lengths configurée pour cibler les xSignals de la classe xSignal PCIE, et vérifier l’écart de longueur au sein de chaque paire différentielle de cette classe xSignals. Les longueurs routées de chaque paire de la classe doivent produire un Delay Tolerance correspondant à un retard ne dépassant pas 2ps entre les deux nets de cette paire.

Notez que les contraintes de la règle de conception Matched Lengths imposent de choisir entre l’égalisation des longueurs de tous les nets ciblés (Group Matched Lengths) et l’égalisation des deux nets de chaque paire différentielle parmi les nets ciblés.

L’image ci-dessous montre la classe xSignal PCIE_TX sélectionnée dans le panneau, ainsi que les xSignals correspondants sélectionnés dans l’espace de conception.

Outre la classe PCIE, des classes sont également définies pour les paires TX et RX. Notez que l’un des xSignals TX ne respecte pas la règle d’égalisation des longueurs applicable. ##

Si vous prévoyez d’ajuster la longueur de xSignals comprenant des nets simples et des paires différentielles, créez les règles suivantes :

• Une règle d’égalisation des longueurs qui définit les exigences d’égalisation des longueurs between nets and differential pairs in xSignals. Pour configurer la règle afin qu’elle compare la longueur d’un net ou d’une paire à celle d’un autre net ou d’une autre paire, activez l’option Group Matched Lengths.

• Une seconde règle d’égalisation des longueurs, de priorité supérieure, qui définit les exigences d’égalisation des longueurs within-pair. Pour configurer la règle afin qu’elle compare la longueur d’un membre de la paire à celle de l’autre membre, activez l’option Within Differential Pair Length.

Une bonne méthode pour ajuster les longueurs de ces xSignals consiste à :

1. Router les nets et les paires différentielles du xSignal.

2. Ajuster la longueur des nets simples à l’aide de la commande Interactive Length Tuning.

3. Ajuster la longueur between des paires à l’aide de la commande Interactive Differential Pair Length Tuning. L’ajustement des longueurs utilise la longueur de signal la plus élevée de la paire la plus longue comme longueur cible et ajuste le net le plus long de la paire à cette longueur.

4. Ajuster la longueur du net le plus court within de chaque paire par rapport à l’autre net de la paire à l’aide de la commande Interactive Length Tuning.

5. Vous pouvez maintenant utiliser le panneau PCB Rules and Violations pour vérifier la ou les règles Matched Net Length within-pair. Pour ce faire, sélectionnez Matched Net Lengths dans la section Rule Classes du panneau, puis faites un clic droit sur la règle Matched Lengths souhaitée et sélectionnez la commande Run DRC Rule <RuleName> dans le menu contextuel. Ajustez les méandres d’ajustement des nets simples si nécessaire.

6. Utilisez ensuite le panneau PCB Rules and Violations pour vérifier la ou les règles Matched Net Length between-pair, en suivant la procédure décrite ci-dessus. Ajustez les méandres d’ajustement des paires différentielles si nécessaire.

Règle de longueur

La règle de conception Length permet de s’assurer que la longueur routée totale se situe dans la plage définie. Cette règle sert généralement à garantir que les nets ciblés ne dépassent pas la longueur spécifiée, par exemple pour respecter les exigences temporelles du circuit. La règle de longueur prend en charge les requêtes de type xSignal répertoriées ci-dessus.

Règle de chemin de retour

La règle de conception Return Path vérifie la continuité du chemin de retour du signal sur la couche de référence désignée, au-dessus ou au-dessous des signaux ciblés par la règle. Le chemin de retour peut être constitué de remplissages, de régions et de remplissages polygonaux placés sur une couche de signal, ou d’une couche de plan.

Les couches du chemin de retour sont les couches de référence définies dans le profil d’impédance sélectionné. Ajoutez une nouvelle règle de conception Return Path dans la catégorie de règles High Speed.

L’image ci-dessous montre une violation de la règle Return Path, où le polygone du chemin de retour du xSignal comporte une ouverture pour le passage d’un via.

Utilisation du panneau PCB Rules and Violations pour localiser une violation de la règle Return Path. ##

Calcul précis des longueurs

Le calcul précis des longueurs de routage est une exigence essentielle pour définir des règles de conception à haute vitesse. La méthode traditionnelle de calcul de la longueur d’un signal consiste à additionner les longueurs mesurées sur l’axe central de tous les segments d’un routage, ainsi que la distance verticale correspondant à la hauteur des vias, initialement déterminée par l’épaisseur du circuit imprimé.

Cette méthode n’est pas adaptée à une conception à haute vitesse pour plusieurs raisons, notamment :

• Objets superposés ou se chevauchant : un algorithme qui additionne simplement les longueurs mesurées sur l’axe central de tous les objets d’un net ne tient pas compte des objets superposés ou se chevauchant.
• Trajet de routage non direct à l’intérieur d’un objet : des objets de routage se trouvent souvent entièrement à l’intérieur d’une pastille ou d’un via, ce qui peut augmenter artificiellement la longueur, comme le montre la première image ci-dessous. La seconde image montre la méthode correcte de calcul de la longueur lorsqu’un objet de remplissage fait partie du routage.
• Longueur des vias : les vias borgnes et enterrés ne traversent pas toutes les couches du circuit imprimé ; l’épaisseur de celui-ci n’est donc pas suffisamment précise pour déterminer leur longueur verticale. Il faut utiliser la hauteur réelle du via, en tenant compte des épaisseurs de cuivre et d’isolant qu’il traverse.

Le calculateur de longueur de l’éditeur de PCB fournit la longueur de routage la plus précise possible.

La longueur est calculée avec précision le long de l’axe central du chemin le plus court, comme le montrent ces deux images.

Les longueurs des vias sont calculées avec précision en fonction des couches traversées et des dimensions de l’empilage. Image du panneau PCB en mode Nets.