Délai de propagation de la broche dans le boîtier

En un coup d'œil

Cet article explique pourquoi le délai de propagation interne au boîtier, associé à chaque broche, est important dans les conceptions à haute vitesse, en particulier au-delà de 500 MHz. Il montre comment Altium Designer permet d’en tenir compte à l’aide des valeurs de longueur interne au boîtier (Pin Package Length) ou de délai de propagation (Propagation Delay), dans les éditeurs de schémas et de PCB. Il présente l’origine de ces informations, leur incidence sur les calculs de longueur des signaux et de délai de routage, leur transfert entre le schéma et le PCB, ainsi que les moyens de consulter les résultats dans le panneau PCB et les flux de travail xSignals. Si vous souhaitez obtenir une adaptation des longueurs plus précise et une meilleure visibilité sur les temps de propagation dans votre conception, cet article vous aidera à comprendre exactement où interviennent ces paramètres et comment les utiliser. Poursuivez votre lecture pour fiabiliser vos contraintes de conception à haute vitesse.

- Découvrez ce qu’est le délai de propagation interne au boîtier associé à une broche, pourquoi des composants compatibles broche à broche peuvent malgré tout se comporter différemment et à quel stade du processus de conception ces données doivent être prises en compte.
- Découvrez comment Altium Designer gère les paramètres Pin Package Length et Propagation Delay, et comment chaque valeur contribue aux calculs de longueur des signaux et de délai de propagation.
- Apprenez où saisir, transférer et consulter ces valeurs dans l’éditeur de schémas, l’éditeur de PCB, le panneau PCB et l’environnement xSignals.
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Dans toute conception à haute vitesse au-delà de 500 MHz, le support de connexion, ou le fil de bonding relié à la puce, introduit un retard dans le signal. Ce retard interne au composant est appelé retard broche-boîtier. Même si deux composants sont entièrement compatibles broche à broche du point de vue de la conception et du PCB, les temps de propagation dans leur boîtier diffèrent d’un composant à l’autre et doivent donc être pris en compte. Les informations sur les temps de propagation figurent dans le document IBIS 6 du composant. Les informations relatives aux broches du boîtier doivent être prises en compte lors de la planification des E/S, ou après la synthèse dans le cas d’un FPGA. Tous les fabricants de composants devraient être en mesure de fournir les retards du boîtier, exprimés soit sous forme de retard en picosecondes, soit sous forme de longueur.

Le retard peut être intégré à votre conception sous forme de Pin Package Length ou de Propagation Delay, à l’aide des champs correspondants de la broche dans l’éditeur de schémas ou de la pastille/du via dans l’éditeur de PCB. Les valeurs saisies sont traitées comme suit :

Pin Package Length - toutes les longueurs broche-boîtier de chaque net sont additionnées dans l’éditeur de PCB pour obtenir la longueur totale broche/boîtier, qui est incluse dans la Signal Length globale de ce net. Consultez le mode Nets du panneau PCB pour en savoir plus sur la longueur du signal.

Propagation Delay - toutes les valeurs de retard définies par l’utilisateur pour les broches/pastilles et les vias de chaque net sont ajoutées au retard de routage de ce net dans l’éditeur de PCB. Le retard de routage est calculé automatiquement par le solveur de champ Simbeor® intégré au gestionnaire d’empilage des couches. Les retards des pastilles et des vias ne sont pas calculés automatiquement, mais peuvent être définis par l’utilisateur.

  • Les règles de conception de longueur et d’appariement des longueurs peuvent être configurées en fonction de la longueur ou du retard.

  • La longueur du signal, la longueur totale broche/boîtier et le retard peuvent être affichés dans différents modes du panneau PCB, notamment le mode Nets, le mode Éditeur de paires différentielles et le mode xSignals. Cliquez avec le bouton droit sur un en-tête de colonne du panneau PCB pour afficher ou masquer des colonnes.

  • Le solveur Simbeor SFS (solveur de champ quasi statique) de Simberian® est utilisé pour calculer le retard de routage à partir des propriétés physiques définies dans le gestionnaire d’empilage des couches.

  • Les valeurs de longueur broche-boîtier et de retard de propagation définies par l’utilisateur sont indépendantes l’une de l’autre ; elles sont ajoutées respectivement aux valeurs de longueur du signal et de retard, comme décrit ci-dessus. Puisqu’elles n’interagissent pas entre elles, les deux valeurs peuvent être spécifiées si nécessaire.

Intégration du retard dans le schéma

Les longueurs broche-boîtier peuvent être définies comme un attribut de la broche du composant schématique dans le panneau Properties en mode Pin. Le logiciel utilise par défaut les unités du document sous-jacent ; saisissez les unités avec la valeur si nécessaire.

Saisissez la longueur broche-boîtier avec les unités requises.
Saisissez la longueur broche-boîtier avec les unités requises.

  • Les propriétés des broches des composants peuvent également être modifiées dans l’éditeur de bibliothèques ou sur la feuille de schéma, dans l’onglet Pins du panneau Properties en mode Component. Cliquez sur  dans cet onglet du panneau pour ouvrir l’éditeur de broches de composant, où vous pouvez modifier toutes les propriétés de toutes les broches de ce composant. Les valeurs peuvent être modifiées directement dans la grille (sélectionnez une cellule et saisissez une nouvelle valeur), et les touches fléchées permettent de passer aux cellules adjacentes. Les unités par défaut sont automatiquement ajoutées si elles ne sont pas saisies.
  • Vous pouvez également utiliser le panneau SCHLIB List pour copier-coller plusieurs valeurs de Pin/Pkg Lengths ou de Propagation Delay provenant d’une fiche technique dans un ensemble de broches de composant sélectionnées dans l’éditeur de bibliothèques de schémas – afficher l’image.
    • Outre le collage du contenu du presse-papiers directement dans les cellules sélectionnées, vous pouvez cliquer avec le bouton droit dans le panneau pour accéder à la boîte de dialogue Smart Grid Paste, qui permet de mieux contrôler l’ajout de données aux broches. Pour en savoir plus, consultez Modification des attributs à l’aide des outils Smart Grid.

Définition du retard dans l’éditeur de PCB

Les valeurs de longueur broche-boîtier et de retard de propagation sont transférées à la conception du PCB, comme le montre le mode Pad du panneau Properties.

Les valeurs de longueur broche-boîtier et de retard de propagation sont transférées du schéma au PCB, mais elles peuvent également être définies directement dans le PCB.
Les valeurs de longueur broche-boîtier et de retard de propagation sont transférées du schéma au PCB, mais elles peuvent également être définies directement dans le PCB.

Notez que si les valeurs de longueur broche-boîtier et de retard de propagation définies dans les propriétés des pastilles diffèrent de celles configurées pour les broches correspondantes des symboles schématiques, des ordres de modification technique (ECO) seront générés pour les remplacer par les valeurs du schéma lors de la prochaine mise à jour du PCB (sauf si la détection des modifications de ces valeurs et/ou la génération des ECO correspondants sont désactivées dans les options du projet).

Pour plus d’informations, consultez la page Maintenir la synchronisation entre les schémas et le PCB.

Examen de la longueur broche/boîtier et du retard de propagation dans le panneau PCB

La Pin/Pkg Length est automatiquement prise en compte dans les calculs de Signal Length, affichés dans différents modes du panneau PCB. Réglez le panneau sur le mode Nets pour examiner (ou modifier) la valeur de Pin/Pkg Length des broches du net sélectionné. Remarquez que la colonne Routed Length indique la longueur du routage, tandis que la colonne Signal Length indique la longueur du routage augmentée des longueurs broche/boîtier de ce net.

La Pin/Pkg Length et son incidence sur la Signal Length sont présentées dans le mode Nets du panneau PCB.
La Pin/Pkg Length et son incidence sur la Signal Length sont présentées dans le mode Nets du panneau PCB.

Dans l’image ci-dessous, la colonne Delay de propagation indique que deux paires de xSignals ne respectent pas une règle de conception d’appariement des longueurs. La mise en surbrillance dans la colonne Retard indique que la règle est configurée pour utiliser des unités de retard plutôt que des unités de longueur.

La colonne Retard indique que deux paires de xSignals ne respectent pas une règle de conception d’appariement des longueurs. La colonne Retard indique que deux paires de xSignals ne respectent pas une règle de conception d’appariement des longueurs. 

La longueur du signal, la longueur totale broche/boîtier et le retard peuvent être affichés dans différents modes du panneau PCB, notamment le mode Nets, le mode Éditeur de paires différentielles et le mode xSignals. Cliquez avec le bouton droit sur un en-tête de colonne du panneau PCB pour afficher ou masquer des colonnes.

Prise en compte de la longueur dans les xSignals

La Pin/Pkg Length est automatiquement incluse dans la longueur totale du xSignal lorsque :

  • Le signal fait partie de la définition d’un xSignal
  • La pastille n’est pas connectée selon une topologie de routage fly-by (une seule piste est connectée à cette pastille)

Les pastilles connectées selon une topologie de routage fly-by (avec un point d’entrée et un point de sortie) sont exclues du calcul de longueur.

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