L’instradamento di coppie differenziali è una tecnica di progettazione impiegata per creare un sistema di trasmissione bilanciato in grado di trasportare segnali differenziali (uguali e opposti) su un circuito stampato. In genere, questo instradamento differenziale si interfaccia con un sistema di trasmissione differenziale esterno, come un connettore e un cavo.
Un sistema di segnalazione differenziale è un sistema in cui un segnale viene trasmesso lungo una coppia di conduttori strettamente accoppiati, uno dei quali trasporta il segnale e l’altro trasporta un’immagine del segnale uguale ma opposta. La segnalazione differenziale è stata sviluppata per gestire situazioni in cui la massa di riferimento logica della sorgente del segnale non poteva essere ben collegata alla massa di riferimento logica del carico. La segnalazione differenziale è intrinsecamente immune al rumore elettrico di modo comune, che è l’artefatto di interferenza più comune presente in un prodotto elettronico. Un altro importante vantaggio della segnalazione differenziale è che riduce al minimo l’interferenza elettromagnetica (EMI) generata dalla coppia di segnali.
L’instradamento PCB di coppie differenziali è una tecnica di progettazione impiegata per creare un sistema di trasmissione bilanciato in grado di trasportare segnali differenziali (uguali e opposti) su un circuito stampato. In genere, questo instradamento differenziale si interfaccia con un sistema di trasmissione differenziale esterno, come un connettore e un cavo.
È importante notare che, mentre il rapporto di accoppiamento ottenuto in un cavo differenziale a coppia intrecciata può essere superiore al 99%, l’accoppiamento ottenuto nell’instradamento di coppie differenziali sarà tipicamente inferiore al 50%. L’opinione corrente degli esperti è che il compito dell’instradamento PCB non sia cercare di garantire il raggiungimento di una specifica impedenza differenziale, bensì concentrarsi sul fatto che il segnale differenziale arrivi in buone condizioni al componente di destinazione mentre viaggia dal cablaggio esterno.
Secondo Lee Ritchey, noto esperto del settore nella progettazione di PCB ad alta velocità, una segnalazione differenziale efficace richiede:
Impostare ciascuna delle impedenze dei segnali instradati a metà dell’impedenza del cavo differenziale in ingresso.
Che ciascuna delle due linee di segnale sia correttamente terminata con la propria impedenza caratteristica all’estremità del ricevitore.
Che le due linee abbiano la stessa lunghezza, entro le tolleranze della famiglia logica e della frequenza del circuito utilizzata nel progetto. L’attenzione dovrebbe essere posta sulla conservazione del timing; far corrispondere le lunghezze in misura sufficiente a soddisfare il budget di skew del progetto. Esempi di tolleranze di lunghezza includono USB ad alta velocità, dove il disallineamento di lunghezza non dovrebbe essere superiore a 150 mil; i clock DDR2 devono essere abbinati entro 25 mil.
Sfruttare il vantaggio di instradare i due segnali affiancati per contribuire a ottenere un instradamento di buona qualità con lunghezze abbinate. Dove necessario, è accettabile separarli per aggirare ostacoli.
I cambi di layer sono accettabili finché vengono mantenute le impedenze dei segnali.
Trasferimento delle coppie differenziali al PCB Editor dallo schematico
Se hai posizionato direttive Differential Pair sulle net nello schematico , le impostazioni predefinite delle opzioni del progetto faranno sì che i membri delle coppie differenziali vengano creati sul PCB. Per configurarlo vengono utilizzate le seguenti opzioni nella finestra di dialogo Options for PCB Project :
Scheda Comparator - Extra Differential Pairs (quindi i controlli Different Differential Pair per gli aggiornamenti successivi, e le opzioni Rules se stai anche creando/modificando regole di progettazione)
Scheda ECO Generation - Add Differential Pair (quindi i controlli Change Differential Pair per gli aggiornamenti successivi, e le opzioni Rules se stai anche creando/modificando regole di progettazione)
Scheda Class Generation - Generate Net Classes (se stai anche creando una Net Class da usare per definire l’ambito di una regola PCB Differential Pair Routing)
Visualizzazione e gestione delle coppie differenziali sul PCB
Le definizioni delle coppie differenziali vengono visualizzate e gestite nel PCB panel impostato sulla modalità Differential Pairs Editor . L’immagine seguente mostra le coppie che appartengono alla Differential Pair Class ROCKET_IO_LINES. La coppia V_RX0 è evidenziata; le net in questa coppia sono V_RX0_N e V_RX0_P. I simboli - e + visualizzati accanto al nome della net di ciascun membro sono un flag di sistema che indica se si tratta del membro positivo o negativo della coppia.
Le coppie differenziali possono essere visualizzate e gestite nel Differential Pair Editor. Fai clic con il pulsante destro del mouse nell’area Differential Pair Classes per creare una nuova classe.
Nella modalità Differential Pairs Editor del pannello PCB , le sue tre aree principali cambiano per riflettere la gerarchia delle coppie differenziali del progetto PCB corrente (in ordine dall’alto):
Differential Pair Classes .
I singoli membri Differential Pairs all’interno di una classe.
Le Nets costituenti (negativa e positiva) che formano una coppia differenziale.
Definizione di una Differential Pair Class
Spesso c’è più di una coppia differenziale che deve essere interessata da una regola di progettazione. In questa situazione, puoi definire classi di coppie differenziali, raggruppandole in gruppi logici. Facendo clic con il pulsante destro del mouse su una voce di classe di coppie differenziali e selezionando Properties (oppure facendo doppio clic direttamente sulla voce) si aprirà la finestra di dialogo Edit Object Class dialog nella quale puoi rinominare o visualizzare/modificare l’appartenenza delle coppie differenziali alla classe. Per il controllo completo e la modifica di tutte le classi, incluse le Differential Pair Classes, apri la finestra di dialogo Object Class Explorer dialog usando il comando Design » Classes dai menu principali.
Object Class Explorer consente la creazione, la visualizzazione e la modifica di tutte le classi, incluse le Differential Pairs.
Gestione delle coppie differenziali
Le coppie differenziali possono essere definite nello schematico e anche nel PCB Editor. La gestione in quest’ultimo viene eseguita dall’area Differential Pairs del pannello PCB , quando configurato nella modalità Differential Pairs Editor . Per la particolare classe di coppie differenziali selezionata, tutti gli oggetti coppia differenziale attualmente definiti che appartengono a quella classe saranno elencati nell’area Differential Pairs .
Usa i pulsanti sotto l’area per gestire le coppie differenziali secondo necessità:
Add . Nella finestra di dialogo Differential Pair risultante, seleziona le net esistenti sia per la net positiva sia per quella negativa, assegna un nome alla coppia, quindi fai clic su OK .
Nota che per la selezione vengono elencate solo le net available . Le net attualmente definite come parte di coppie differenziali esistenti non vengono elencate.
Crea rapidamente coppie a partire dalle net denominate.
Per modificare una coppia differenziale esistente, seleziona la relativa voce e fai clic sul pulsante Edit . Si aprirà la finestra di dialogo Differential Pair , con le net attualmente scelte per la coppia inserite nei campi a discesa Positive Net e Negative Net . Modifica una o entrambe le net della coppia o rinomina la coppia secondo necessità.
Puoi anche fare clic con il pulsante destro del mouse su una voce di coppia differenziale, quindi selezionare Properties , oppure fare doppio clic direttamente sulla voce.
Per eliminare una coppia differenziale esistente, seleziona la relativa voce e fai clic sul pulsante Delete .
Creazione di coppie differenziali dalle net di progetto
TX0_P e TX0_N), puoi usare la finestra di dialogo Create Differential Pairs From Nets . Fai clic sul pulsante Create From Nets nel pannello PCB in modalità Differential Pairs Editor per aprire la finestra di dialogo.
I potenziali oggetti coppia differenziale vengono elencati per la creazione in risposta ai filtri inseriti nella parte superiore della finestra di dialogo.
L’efficacia di questo metodo automatizzato dipende direttamente dalla convenzione di denominazione utilizzata per le specifiche net che costituiranno le coppie differenziali. Idealmente, verrà utilizzata una convenzione di denominazione tale per cui una radice comune sia seguita da un indicatore positivo/negativo coerente (P e N). Ad esempio, considera il segnale del ricevitore D_ETH_O.RX, che è un segnale differenziale nel progetto. Le due net che costituiscono questo segnale sono ETH_O.RX_P e ETH_O.RX_N - queste rappresentano rispettivamente i lati positivo e negativo del segnale.
I filtri nella parte superiore della finestra di dialogo consentono di individuare rapidamente queste net in termini di classe di net a cui appartengono e del particolare fattore distintivo utilizzato per distinguere le net positive e negative in un accoppiamento previsto, ad esempio, _P e _N. Puoi anche definire un prefisso da aggiungere agli oggetti coppia differenziale creati e determinare anche in quale classe di coppie differenziali devono essere aggiunti.
Per ciascun oggetto coppia differenziale, la finestra di dialogo elenca le net positive e negative che lo costituiscono. Per impostazione predefinita, tutti i potenziali oggetti coppia differenziale sono selezionati per la creazione e quelli individuali possono essere esclusi deselezionando la casella di controllo Create associata.
Quando tutte le opzioni sono impostate come richiesto, fai clic sul pulsante Execute - gli oggetti coppia differenziale verranno creati e il pannello PCB si aggiornerà di conseguenza.
Facendo clic con il pulsante destro del mouse su una voce Net(s) nel pannello PCB e selezionando Properties (oppure facendo doppio clic direttamente sulla voce) si aprirà la finestra di dialogo Edit Net dialog nella quale puoi visualizzare/modificare le proprietà della net secondo necessità.
Usa il pulsante Rule Wizard per accedere a Differential Pair Rule Wizard e implementare le proprietà della regola delle coppie differenziali in un processo automatizzato. Per ulteriori informazioni, fai riferimento alla sezione Using the Differential Pair Rule Wizard to Define the Rules qui sotto.
Uso degli xSignals con le coppie differenziali
Main page: Definizione dei percorsi di segnali ad alta velocità con xSignals
Se le tue coppie differenziali hanno componenti in serie nel percorso del segnale, potrebbe essere utile creare degli xSignals. Un xSignal è un percorso di segnale definito dal progettista tra due nodi. Possono essere due nodi all'interno della stessa net oppure due nodi in net diverse. Utilizzando un xSignal, puoi definire il percorso del segnale in modo che includa la net su entrambi i lati di un componente in serie. I calcoli della lunghezza di instradamento per gli xSignals includono la lunghezza del percorso attraverso il componente in serie, come mostrato dalla linea sottile visualizzata quando un xSignal è selezionato nella modalità xSignals del pannello PCB .
Queste coppie differenziali sono state definite come xSignals; la lunghezza di instradamento include il componente in serie.
Regole di progettazione applicabili
Per instradare interattivamente una coppia differenziale, crea e configura le seguenti due regole di progettazione nella finestra di dialogo PCB Rules and Constraints Editor dialog (Design » Rules ):
Instradamento delle coppie differenziali - definisce la larghezza di instradamento delle net nella coppia, la separazione (gap) tra le net della coppia e la lunghezza complessiva non accoppiata (la coppia diventa non accoppiata quando il gap è più ampio dell'impostazione Max Gap ). Imposta l'ambito di questa regola in modo che punti agli oggetti che sono una coppia differenziale, ad esempio, IsDifferentialPair oppure InDifferentialPairClass('All Differential Pairs'). Nota che le impostazioni Min/Preferred/Max Gap possono essere usate durante l'instradamento ma non durante il controllo delle regole di progettazione. Durante il controllo delle regole di progettazione, la distanza tra le net di una coppia viene verificata dalla regola di progettazione Electrical Clearance applicabile, come spiegato nel riquadro evidenziato qui sotto.
Electrical Clearance - definisce la distanza minima tra due oggetti primitivi qualsiasi (ad es., pad-pad, track-pad) su qualsiasi net, sulla stessa net oppure tra net diverse. Imposta l'ambito di questa regola in modo che punti agli oggetti che sono membri di una coppia differenziale, ad esempio, InDifferentialPair, e seleziona i tipi di oggetto appropriati nella sezione dei vincoli della finestra di dialogo, come mostrato di seguito.
Important Note: Durante l'instradamento di una coppia differenziale, le net instradate nella coppia saranno separate dall'impostazione corrente Min/Preferred/Max Gap definita nella regola di progettazione Differential Pair Routing applicabile (premi Shift+6 per scorrere le modalità Gap durante l'instradamento; controlla la barra di stato per vedere quale modalità viene applicata). Tuttavia, durante il controllo delle regole di progettazione, tutti gli oggetti elettrici verranno verificati usando la regola di progettazione Electrical Clearance applicabile, quindi se il valore di gap usato per instradare la coppia differenziale è inferiore alla distanza minima consentita tra le net della coppia differenziale impostata dalla regola di progettazione Electrical Clearance, si verificherà una violazione della regola di progettazione Electrical Clearance. Se le net della coppia sono posizionate più vicine tra loro rispetto all'impostazione minima consentita dalla regola di progettazione Electrical Clearance applicabile, dovrai aggiungere un'ulteriore regola di progettazione Electrical Clearance destinata alle coppie differenziali, consentendo loro di avere una distanza pari all'impostazione Diff Pair Routing Gap. Anche questa regola dovrebbe avere l'impostazione che definisce i tipi di Net da verificare impostata su Same Differential Pair , come mostrato in .
Impostazione dell'ambito delle regole di progettazione
L'ambito della regola di progettazione definisce l'insieme di oggetti a cui vuoi applicare la regola. Poiché una coppia differenziale è un oggetto, puoi usare query come nei seguenti esempi:
InAnyDifferentialPair - l'oggetto appartiene a una qualsiasi coppia differenziale.
InDifferentialPair('D_V_TX1') - punta a entrambe le net nella coppia differenziale denominata D_V_TX1.
InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') - punta a tutte le net in tutte le coppie appartenenti alla classe di coppie differenziali chiamata ROCKET_IO_LINES.
(IsDifferentialPair And (Name = 'D_V_TX1')) - punta all'oggetto coppia differenziale che ha nome D_V_TX1.
(IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) - punta a tutti gli oggetti coppia differenziale il cui nome inizia con la lettera D.
Uso del Differential Pair Rule Wizard per definire le regole
Sebbene le regole possano essere create manualmente usando PCB Rules and Constraints Editor (Design » Rules ), il pannello PCB in modalità Differential Pairs Editor offre la praticità di Differential Pair Rule Wizard . Usa il pulsante Rule Wizard (sotto la sezione Nets nel pannello PCB ) per accedere al Wizard e implementare le proprietà della regola secondo necessità.
Differential Pair Rule Wizard ti guida attraverso il processo di definizione della regola.
Nota che l'ambito delle regole dipenderà dalla selezione nel pannello PCB prima di avviare il wizard, come segue:
Differential Pair Class
Se è selezionata la classe All Differential Pairs , l'ambito sarà All per ciascuna regola.
Se è selezionata una specifica classe di coppie differenziali, l'ambito sarà InDifferentialPairClass('ClassName') per ciascuna regola.
Differential Pair
Se nel pannello è selezionato un singolo oggetto coppia differenziale, gli ambiti saranno:
Larghezza - InDifferentialPair('PairName')
Lunghezze net abbinate e instradamento delle coppie differenziali - IsDifferentialPair And (Name = 'PairName'))
Se nel pannello sono selezionati più oggetti coppia differenziale, ci saranno voci di ambito individuali per ciascun oggetto coppia, ciascuna separata da un operatore 'Or'. Ad esempio, una regola Width di instradamento destinata agli oggetti coppia differenziale selezionati singolarmente D_ETH_O.TX e D_ETH_O.RX avrà un ambito di:InDifferentialPair('D_ETH_O.TX') Or InDifferentialPair('D_ETH_O.RX')
Nota che la distanza tra una net in una coppia differenziale e qualsiasi oggetto elettrico other che non fa parte della coppia è monitorata dalla regola Clearance applicabile.
Instradamento di una coppia differenziale
Related page: Instradamento interattivo
Le coppie differenziali vengono instradate come una coppia, cioè si instradano due net simultaneamente. Per instradare una coppia differenziale, seleziona Interactive Differential Pair Routing dal menu Route oppure Active Bar . Ti verrà chiesto di selezionare una delle net della coppia; fai clic su una delle due per iniziare l'instradamento. Non importa se viene selezionata la traccia positiva o negativa della coppia, poiché il sistema selezionerà automaticamente anche l'altra traccia. Il video qui sotto mostra l'instradamento di una coppia differenziale.
Durante l'instradamento di una coppia differenziale, puoi eseguire le seguenti funzioni:
Shift+R per scorrere le modalità di instradamento per la risoluzione dei conflitti (Walkaround, Push, Hug and Push, Stop at First Obstacle, Ignore Obstacles).
Shift+Spacebar per scorrere gli stili d'angolo disponibili (angolo a 45 gradi, arco a 45 gradi nell'angolo, qualsiasi angolo, angolo a 90 gradi, arco a 90 gradi nell'angolo).
Quando instradi una coppia diff usando lo stile d'angolo a qualsiasi angolo, tieni premuto Shift per instradare la coppia diff usando archi tangenti.
Premi Spacebar per alternare tra le due sottomodalità di direzione dell'angolo.
Premi il tasto Backspace per rimuovere l'ultimo vertice.
Premi 3 per scorrere le possibili larghezze di instradamento della coppia diff (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max).
Premi Shift+6 per scorrere i possibili gap della coppia diff (Rule Min, Rule Preferred, Rule Max).
Usa i tasti + e - sul tastierino numerico per cambiare layer di instradamento.
Per cambiare layer e inserire una coppia di via: premi il tasto * sul tastierino numerico oppure usa la combinazione di tasti Ctrl+Shift+Wheel Scroll , quindi
Premi 4 per scorrere le possibili dimensioni delle via (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max)
Premi 5 per alternare tra pattern di via sfalsati e perpendicolari durante un cambio layer oppure, in alternativa, sposta il cursore per alternare il pattern
Premi 6 per scorrere i possibili stack di via, oppure premi 8 per visualizzare un elenco da cui selezionare (scopri di più su controlling the vias placed during interactive routing )
Shift+F1 per visualizzare tutte le scorciatoie disponibili durante il comando.
Nelle modalità arco nell'angolo, premi il tasto ", " per diminuire il raggio massimo dell'arco e il tasto ". " per aumentarlo. La dimensione dell'arco può essere modificata interattivamente spostando il cursore. L'impostazione definisce il raggio massimo dell'arco consentito, che viene visualizzato sulla barra di stato durante l'instradamento.
Quando usi lo strumento Interactive Differential Pair Routing, tieni presente che l'accoppiamento della coppia differenziale ha la priorità. Pertanto, le regole di progettazione SMD To Corner e SMD Entry potrebbero non funzionare come previsto. Se è richiesto il rigoroso rispetto di queste regole durante l'instradamento di una coppia differenziale, usa lo strumento Quick Differential Pair Routing tool .
Le principali limitazioni attuali dell'instradamento di coppie differenziali a qualsiasi angolo sono:
La rimozione automatica dei loop nelle coppie differenziali a qualsiasi angolo è supportata. Questa funzionalità è in Open Beta ed è disponibile quando l'opzione Legacy.PCB.Routing.LoopRemoval è disabilitata nella finestra di dialogo Advanced Settings .
Molte delle impostazioni, come la modalità di instradamento corrente, larghezza, gap e dimensione del via, sono visualizzate sulla barra di stato (mostrata sotto) o nell'Heads Up Display (Shift+H per attivarlo/disattivarlo).
Molti dei comportamenti di instradamento delle coppie differenziali sono uguali a quelli dell'instradamento interattivo di una singola net.
Scopri di più su Interactive Routing
Configurazione dell'Interactive Differential Pair Router
Molte delle impostazioni dell'instradamento interattivo delle coppie differenziali possono essere modificate durante l'instradamento interattivo delle coppie differenziali, nella modalità Interactive Differential Pair Routing del pannello Properties . Premere Tab durante l'instradamento per visualizzare il pannello.
Per riconoscere i membri di una coppia differenziale, viene utilizzato il concetto di Coupling. Quando il software riconosce oggetti che appartengono a una coppia differenziale, tenterà di trascinare la traccia o il via partner della coppia se l'opzione Keep Coupled è abilitata nelle modalità Interactive Sliding o Interactive Via Dragging del pannello Properties (descritte di seguito).
Le seguenti sezioni comprimibili contengono informazioni sulle opzioni e sui controlli disponibili:
Net Information
DP Name – visualizza il nome della coppia differenziale.
DP Class – visualizza la classe di coppia differenziale a cui appartiene l'instradamento (se è membro di una classe di coppie differenziali).
Selected
Length – la somma della lunghezza totale dei segmenti selezionati.
Delay – il ritardo totale dei segmenti selezionati, inclusi quelli non instradati.
Total
Length – il totale Signal Length . Il Signal Length è il calcolo accurato della distanza totale da nodo a nodo. Gli oggetti posizionati vengono analizzati per risolvere oggetti impilati o sovrapposti e percorsi tortuosi all'interno dei pad, e le lunghezze dei via sono incluse. Se la net non è completamente instradata, viene inclusa anche la lunghezza Manhattan (X + Y) della linea di connessione.
Delay – il ritardo dei segmenti instradati del Total Length .
Selezionare i collegamenti cliccabili di DP Name , DP Class , Length e Delay dalla modalità Differential Pair Routing del pannello Properties per essere reindirizzati al pannello PCB – Differential Pairs Editor , dove è possibile visualizzare e modificare i dettagli delle net associate.
Properties
Layer – utilizzare il menu a discesa per specificare su quale layer si trova l'instradamento.
Gap – utilizzare il menu a discesa o la scorciatoia Shift+6 per scorrere i clearance consentiti.
Min – selezionare per specificare il clearance minimo consentito tra primitive su net diverse all'interno della stessa coppia differenziale.
Preferred – selezionare per specificare il clearance preferito tra primitive su net diverse all'interno della stessa coppia differenziale.
Max – selezionare per specificare il clearance massimo consentito tra primitive su net diverse all'interno della stessa coppia differenziale.
Via – se il via è associato a un template, qui viene visualizzato il nome del template.
Via Diameter – specificare il diametro del via.
Via Hole Size – specificare la dimensione del foro del via.
Width – utilizzare il menu a discesa per specificare la larghezza.
Min – indica che verrà utilizzata la larghezza minima della regola di progettazione definita per la net corrente
Preferred – indica che verrà utilizzata la larghezza preferita della regola di progettazione definita per la net corrente.
Max – indica che verrà utilizzata la larghezza massima della regola di progettazione definita per la net corrente.
Interactive Routing Options
Rules
I vincoli definiti dalle regole di progettazione applicabili saranno elencati nella sezione Rules del pannello Properties .
Via Constraint – fai clic per aprire la finestra di dialogo Edit PCB Rule , nella quale puoi definire le regole PCB per le via.
Differential Pair Constraint – fai clic per aprire la finestra di dialogo Edit PCB Rule , nella quale puoi definire le regole PCB per la coppia differenziale.
Migliorare la qualità del routing
Main article: Glossing & Retracing dei percorsi esistenti
L’editor PCB include potenti strumenti per migliorare la qualità del routing esistente. Questi strumenti sono noti come Glossing e Retracing ed entrambi sono disponibili nel menu Route .
Gloss - si concentra sul miglioramento della geometria della traccia, cercando di ridurre il numero di angoli e accorciare la lunghezza complessiva del percorso. Gloss preserva la larghezza della traccia esistente e il gap della coppia differenziale. Il glossing rispetta l’impostazione corrente di Gloss Effort (Routed) configurata nella pagina PCB - Interactive Routing della finestra di dialogo Preferences (show image ).
Retrace - presuppone che la geometria complessiva sia soddisfacente, concentrandosi invece sulla verifica che il routing rispetti le regole di progettazione. Mentre Gloss preserva la larghezza della traccia esistente e il gap della coppia, Retrace li modifica ai valori Preferred. Retrace è uno strumento eccellente da usare quando una regola di progettazione Differential Pair Routing è cambiata e tale modifica deve essere applicata al routing esistente.
L’animazione nella sezione precedente, Routing a Differential Pair , include una semplice dimostrazione del glossing con Gloss Effort (Routed) impostato su Strong.
Modifica interattiva del routing della coppia differenziale
Main page: Modifica dei percorsi esistenti
Durante il routing ci saranno molte situazioni in cui dovrai modificare parte del routing esistente; ad esempio, potresti non essere soddisfatto delle uscite dai pad e volerle rimodellare (come mostrato nel video qui sotto). Sebbene sia possibile modificare il routing esistente con un approccio di tipo drafting, facendo clic e trascinando i segmenti di traccia, spesso è più semplice eseguire nuovamente il routing.
Per farlo, seleziona il comando Route » Interactive Differential Pair Routing , quindi fai clic in un punto qualsiasi del routing esistente. Procedi quindi a instradare il nuovo percorso, tornando a incontrare il routing esistente dove necessario. Questo creerà un loop tra il vecchio percorso e quello nuovo. Quando fai clic con il pulsante destro del mouse o premi Esc per terminare il routing, i segmenti ridondanti vengono rimossi automaticamente, incluse eventuali via ridondanti.
La funzione di rimozione dei loop viene utilizzata abilitando l’opzione
Automatically Remove Loops - sia dal
Properties panel (mentre sei in modalità di routing interattivo di coppie differenziali), sia nella pagina
PCB Editor - Interactive Routing page della finestra di dialogo
Preferences . Per attivare o disattivare questa funzione durante il routing, usa la scorciatoia da tastiera
Shift+D .
Il routing di coppie differenziali è leggermente diverso dal routing di una singola net. Il routing di una singola net può essere configurato in modo che l’ultimo segmento sia vuoto (il segmento look-ahead); questo segmento non viene posizionato quando fai clic. Il routing di coppie differenziali non include segmenti look-ahead, quindi quando fai clic verranno posizionati tutti i segmenti visibili. Posiziona il cursore in modo da assicurarti che non vi siano segmenti ridondanti.
Se stai regolando coppie differenziali trascinando manualmente i segmenti di traccia, puoi spingere un membro della coppia con l’altro oppure trascinare ciascuno in modo indipendente.
Usa la funzione di rimozione dei loop per re-instradare interattivamente una coppia differenziale lungo un nuovo percorso; il vecchio loop di routing viene rimosso automaticamente. Le coppie possono anche essere modificate trascinando un percorso in modo che spinga l’altro.
Trascinamento interattivo delle via
I progettisti PCB possono dedicare molto tempo alla regolazione del routing, magari a causa di una modifica tardiva del progetto o per completare il design. Questo può significare spingere e spostare il routing esistente, trascinare via e dare piccoli spostamenti ai componenti.
Regola il comportamento del trascinamento delle via nel pannello Properties.
A complemento del supporto per il glossing dei percorsi vicini, è supportato anche il trascinamento delle via. Il trascinamento delle via supporta Neighbor Glossing , configurato tramite la modalità Interactive Via Dragging del pannello Properties dell’editor PCB. Premi Tab durante il trascinamento delle via per accedere al pannello e regolare le impostazioni.
Trascinamento della coppia differenziale
Per riconoscere i membri di una coppia differenziale, viene utilizzato il concetto di Coupling. Quando il software riconosce oggetti che appartengono a una coppia differenziale, tenterà di trascinare la traccia partner o la via della coppia se l’opzione Keep Coupled è abilitata nelle modalità Interactive Sliding o Interactive Via Dragging del pannello Properties .
Premi X mentre trascini una coppia di via per ruotare la coppia di 90 gradi.
Per confermare che gli oggetti partner siano accoppiati, il software verifica che gli oggetti:
Per le coppie di via - appartengano alla coppia e siano più vicini di 2 * Preferred Gap
Per le coppie di tracce - appartengano alla coppia, siano sullo stesso layer, siano separati da non più di Preferred Gap
Visualizzazione della clearance disponibile
Ti è mai capitato di bloccarti durante il routing, chiedendoti perché il percorso non riesca a passare attraverso quello spazio? Questa frustrazione è ancora più probabile durante il routing di coppie differenziali. Altium Designer include una funzione per aiutarti, chiamata dynamic display of clearance boundaries . Quando è abilitata, l’area di rispetto no-go definita da existing objects + the applicable clearance rule viene visualizzata come poligoni ombreggiati all’interno di un cerchio di visualizzazione locale, come mostrato nel video qui sotto. Premi Ctrl+W per attivare e disattivare la funzione.
Visualizza dinamicamente i contorni di clearance durante il routing di coppie differenziali.
L’area visualizzata può essere limitata a una regione attorno alla posizione corrente del cursore oppure può essere l’intero schermo. Questo è controllato dalla sotto-opzione Reduce Clearance Display Area nella pagina PCB Editor - Interactive Routing della finestra di dialogo Preferences .
Lo strumento Quick Differential Pair Routing
Il comando Quick Differential Pair Routing (accessibile dal menu principale e dal Active Bar ) offre un routing più leggero, con meno impostazioni e funzionalità, adatto a progetti più semplici. Il suo comportamento generale e le scorciatoie sono gli stessi del comando standard Interactive Differential Pair Routing.
Le funzionalità includono:
Una serie di modalità di routing, come: arresto al primo ostacolo, aggiramento e push and shove.
Potenti funzionalità di trascinamento che mantengono gli angoli delle tracce e l'ortogonalità.
Una funzione di rimozione dei loop che rende il re-routing un processo rapido e semplice.
Lo strumento Quick Differential Pair Routing aiuta a massimizzare l'efficienza e la flessibilità del routing in modo intuitivo, includendo il tracciamento del percorso del cursore per posare sezioni di routing, il completamento del routing con un solo clic, la spinta o l'aggiramento degli ostacoli e il seguire automaticamente le connessioni esistenti, il tutto in conformità con le regole di progettazione applicabili.
Questo router è indicato come Quick perché offre un insieme ridotto di funzionalità. Le funzionalità non incluse nel Quick Differential Pair Router comprendono:
Nessuna smussatura delle svolte
Supporto limitato per il routing Any Angle
Nessuna spinta delle giunzioni a T
Supporto Push&Shove semplice
Nessun Miter Ratio, Min Arc o Pad Entry Stability
Gloss Effort semplice, senza supporto per Gloss Neighbor
Nessuna convergenza della coppia differenziale quando si esce lateralmente dai pin iniziali
Nessun hugging da parte delle coppie differenziali instradate
Nessun mantenimento della coppia differenziale quando una coppia differenziale vicina viene spinta
Se hai bisogno di una qualsiasi di queste funzionalità, usa lo strumento Interactive Differential Pair Routing .
Per riconoscere i membri di una coppia differenziale, viene utilizzato il concetto di Coupling. Quando il software riconosce oggetti che appartengono a una coppia differenziale, tenterà di trascinare la traccia partner o il via della coppia se l'opzione Keep Coupled è abilitata nelle modalità Interactive Sliding o Interactive Via Dragging del pannello Properties .
Net Information
DP Name – visualizza il nome della coppia differenziale.
DP Class – visualizza la classe di coppia differenziale a cui appartiene il routing (se è membro di una classe di coppie differenziali).
Selected
Length – la somma della lunghezza totale dei segmenti selezionati.
Delay – il ritardo totale dei segmenti selezionati, inclusi quelli non instradati.
Total
Length – il totale Signal Length . Il Signal Length è il calcolo accurato della distanza totale da nodo a nodo. Gli oggetti posizionati vengono analizzati per risolvere oggetti sovrapposti o impilati e percorsi tortuosi all'interno dei pad, e vengono incluse le lunghezze dei via. Se la net non è completamente instradata, viene inclusa anche la lunghezza Manhattan (X + Y) della linea di connessione.
Delay – il ritardo dei segmenti instradati del Total Length .
Seleziona i collegamenti cliccabili di
DP Name ,
DP Class ,
Length e
Delay dalla modalità
Differential Pair Routing del pannello
Properties per essere reindirizzato al pannello
PCB – Nets panel , dove puoi visualizzare e modificare i dettagli delle net associate.
Properties
Layer – usa il menu a discesa per specificare su quale layer si trova il routing.
Gap – usa il menu a discesa o la scorciatoia Shift+6 per scorrere i clearance consentiti.
Min – seleziona per specificare il clearance minimo consentito tra primitive su net diverse all'interno della stessa coppia differenziale.
Preferred – seleziona per specificare il clearance preferito tra primitive su net diverse all'interno della stessa coppia differenziale.
Max – seleziona per specificare il clearance massimo consentito tra primitive su net diverse all'interno della stessa coppia differenziale.
Via – se il via è associato a un template, qui viene visualizzato il nome del template.
Via Diameter – specifica il diametro del via.
Via Hole Size – specifica la dimensione del foro del via.
Width – usa il menu a discesa per specificare la larghezza.
Min – indica che verrà utilizzata la larghezza minima definita dalla regola di progettazione per la net corrente
Preferred – indica che verrà utilizzata la larghezza preferita definita dalla regola di progettazione per la net corrente.
Max – indica che verrà utilizzata la larghezza massima definita dalla regola di progettazione per la net corrente.
Interactive Routing Options
Routing Mode – usa il menu a discesa o la scorciatoia Shift+R per scorrere le modalità di routing desiderate. Sono disponibili le seguenti scelte:
Ignore Obstacles – seleziona per ignorare gli oggetti esistenti (il routing può essere posizionato liberamente). Le violazioni vengono evidenziate.
Walkaround Obstacles – seleziona per fare in modo che l'Interactive Router instradi attorno a tracce, pad e via esistenti. Se questa modalità non riesce ad aggirare un ostacolo senza causare una violazione, compare un indicatore che mostra che il routing è bloccato.
Push Obstacles – seleziona per fare in modo che l'Interactive Router sposti le tracce esistenti fuori dal percorso. Questa modalità può anche spingere i via per fare spazio al nuovo routing. Se questa modalità non riesce a spingere un ostacolo senza causare una violazione, compare un indicatore che mostra che il routing è bloccato.
HugNPush Obstacles – seleziona per fare in modo che l'Interactive Router aderisca il più possibile a tracce, pad e via esistenti e, dove necessario, spinga gli ostacoli per continuare il routing. Se questa modalità non riesce ad aderire o a spingere un ostacolo senza causare una violazione, compare un indicatore che mostra che il routing è bloccato.
Stop At First Obstacle – in questa modalità, il motore di routing si fermerà al primo ostacolo che incontra.
AutoRoute Current Layer – seleziona per abilitare l'auto-routing solo sul layer corrente.
AutoRoute MultiLayer – seleziona per abilitare l'auto-routing su più layer.
Corner Style – seleziona lo stile d'angolo di routing desiderato oppure usa la scorciatoia Shift+Spacebar per scorrere gli stili d'angolo.
Restrict to 90/45 – abilita per limitare il routing solo a 90 gradi e 45 gradi.
Automatically Remove Loops – abilita per rimuovere automaticamente eventuali loop ridondanti creati durante il routing manuale. Questo ti consente di re-instradare una connessione senza dover rimuovere manualmente le tracce ridondanti. Tuttavia, ci sono casi in cui è necessario instradare net, come le net di alimentazione e quando servono loop; puoi attivare/disattivare questa opzione per una net selezionata usando la scorciatoia Shift+D per sovrascrivere questa impostazione globale per la stessa net.
Remove Loops With Vias – abilita per rimuovere automaticamente i loop con via. Disabilita questa opzione se vuoi che i via rimangano durante la rimozione dei loop.
Remove Net Antennas – abilita questa opzione per rimuovere qualsiasi estremità di traccia o arco che non sia connessa ad alcun'altra primitiva e che formi un'antenna.
Display Clearance Boundaries – abilita questa opzione per visualizzare l'area di clearance vietata definita dagli oggetti esistenti e dalla regola di clearance applicabile come poligoni ombreggiati all'interno di un cerchio di visualizzazione locale. Questa opzione non è disponibile nella modalità di routing Ignore Obstacles .
Reduce Clearance Display Area – abilita questa opzione per usare un contorno di clearance più piccolo. Questa opzione è disponibile solo quando Display Clearance Boundaries option è abilitato.
Rules
I vincoli definiti dalle regole di progettazione applicabili saranno elencati nella sezione Rules del pannello Properties .
Via Constraint – fai clic per aprire la finestra di dialogo Edit PCB Rule in cui puoi definire le regole PCB per un via.
Differential Pair Constraint – fai clic per aprire la finestra di dialogo Edit PCB Rule in cui puoi definire le regole PCB per la coppia differenziale.
Abbinamento delle lunghezze delle coppie differenziali
Le coppie differenziali sono spesso utilizzate nei progetti ad alta velocità grazie alla loro intrinseca immunità al rumore e al fatto che semplificano la sfida di fornire un percorso di ritorno di alta qualità per i segnali. Tuttavia, come i segnali single-ended, le loro lunghezze devono essere gestite per garantire il rispetto dei requisiti di temporizzazione del segnale.
Durante il routing delle coppie differenziali, la lunghezza di ciascuna delle due net della coppia viene visualizzata nella barra di stato e anche nell'Heads-up display (Shift+H per attivarlo/disattivarlo). I valori di lunghezza visualizzati nel pannello PCB vengono aggiornati quando esci dal routing di una coppia.
La lunghezza corrente del routing di ciascuna net della coppia viene visualizzata nell'Heads-up display (Shift+H per attivarlo/disattivarlo).
Il pannello PCB viene utilizzato per esaminare gli oggetti nello spazio di progettazione e include modalità per esaminare, tra gli altri, Nets , Differential Pairs e xSignals . Il pannello include dettagli su ciascuna net/coppia differenziale/xSignal, inclusi la lunghezza del segnale e il ritardo; fai clic con il pulsante destro in ciascuna sezione del pannello per visualizzare un menu contestuale di comandi per quella sezione. Ad esempio, quando il pannello è in modalità Nets , fai clic con il pulsante destro nella sezione Nets del pannello e usa il sottomenu Columns per abilitare o disabilitare dettagli come Signal Length e Delay . Quando sono applicate regole Length e/o Matched Length, la colonna Signal Length per le net che non soddisfano la regola di progettazione verrà evidenziata in arancione (inferiore alla lunghezza target) o in rosso (supera la lunghezza target).
Usa il pannello PCB per monitorare l'avanzamento dell'abbinamento delle lunghezze.
► Scopri di più sul pannello PCB
Regole di progettazione Matched Length e Length
Le regole di progettazione Length e Matched Length possono essere definite per garantire il rispetto dei requisiti di tempo di volo e skew. Oltre a essere utilizzate durante un design rule check (DRC), queste regole vengono usate anche durante il tuning interattivo della lunghezza.
La regola di progettazione Matched Length rileva la coppia più lunga tra quelle interessate dall’ambito della regola e usa il valore Average Length di quella coppia come riferimento per confrontare le altre coppie interessate, richiedendo che le loro lunghezze rientrino entro + o - la Tolerance definita nella regola. Il valore Average Length viene mostrato nella modalità Differential Pairs Editor del pannello PCB .
Le regole di progettazione Length e Matched Length possono essere applicate in base a Length Units o Delay Units . Se le regole sono applicate in base al ritardo, anche il Length Tuning Gauge verrà visualizzato usando il ritardo.
Regole di progettazione Within-Pair e Between Pair
È probabile che siano presenti requisiti di matched length tra le coppie e anche all’interno di ciascuna coppia.
Per gestire questa situazione, creare regole di progettazione Matched Length adeguate:
Definire una regola di progettazione Matched Length che si applichi tra le coppie (between pairs) ottenuta selezionando l’opzione Group Matched Lengths . Applicare la regola alle coppie richieste (o xSignals), come mostrato nell’immagine seguente.
Creare una regola di matched length per definire i requisiti di lunghezza tra le coppie differenziali oppure, in questo esempio, tra gli xSignals.
Definire un’altra regola di progettazione Matched Length che si applichi all’interno della coppia (within pair), ottenuta selezionando l’opzione Within Differential Pair Length . Questa regola garantisce che le lunghezze delle due net all’interno di ciascuna coppia rientrino nella tolleranza. Si noti che questa regola deve essere applicata usando un’impostazione Where the Object Matches che abbia come destinazione le coppie differenziali, come mostrato di seguito. Questa regola deve avere una priorità più alta rispetto alla regola tra coppie.
Creare una seconda regola di matched length per definire i requisiti di lunghezza all’interno delle coppie.
Length Tuning di una coppia differenziale
Main article: Length Tuning
La lunghezza delle coppie, e delle net all’interno di ciascuna coppia, viene regolata usando i due comandi di length tuning. Per regolare le lunghezze:
La lunghezza di una coppia differenziale può essere regolata con precisione usando il comando Interactive Diff Pair Length Tuning nel menu Route . Durante il length tuning, è possibile usare scorciatoie per regolare in modo interattivo lo stile e la dimensione della fisarmonica, oppure premere Tab per aprire il pannello Properties in modalità Differential Pair Length Tuning . Nel pannello, la lunghezza target viene definita:
Dalle regole di progettazione Length e/o Matched Length applicabili
Da una coppia differenziale instradata selezionata dall’utente
Manualmente, inserendo il valore nel campo Target Length
Per regolare una net all’interno di una coppia, usare il comando Interactive Length Tuning nel menu Route . Se si tenta di regolare la net più lunga della coppia, verrà visualizzato il messaggio Target Length Shorter than Old Length .
Regolare prima le lunghezze delle coppie differenziali, quindi regolare la lunghezza della net più corta all’interno di una coppia.
Se durante il length tuning non compaiono le fisarmoniche di regolazione, molto probabilmente le impostazioni correnti non sono adatte allo spazio disponibile per posizionare una fisarmonica. Se ciò accade durante la regolazione, premere Tab per aprire Properties panel in modalità Differential Pair Length Tuning e verificare che le impostazioni nella sezione Pattern del pannello siano appropriate. Per esempio:
Il valore Max Amplitude potrebbe essere troppo grande
Quando Style è impostato su Mitered Arcs, la percentuale di smusso potrebbe essere troppo elevata per formare un arco con l’Amplitude e lo Space correnti
Una buona opzione consiste nell’impostare lo Style su Mitered Lines, fare clic sul pulsante Pause per riprendere il length tuning, quindi usare le scorciatoie 1 & 2 per regolare in modo interattivo l’Miter , le scorciatoie 3 & 4 per regolare il Space (pitch), e le scorciatoie , e & . per regolare l’Amplitude . Quando la regolazione ha l’aspetto desiderato, premere Spacebar per passare ciclicamente allo Style preferito.
Fare riferimento alla pagina Length Tuning per ulteriori informazioni; vi si trova un elenco dettagliato delle scorciatoie che possono essere usate per modificare lo stile della fisarmonica, l’ampiezza e il pitch. La pagina spiega anche come il software decide quali impostazioni di regola rispettare quando sono presenti impostazioni sovrapposte nelle regole di progettazione Length e Matched Length.
Dimostrazione del Length Tuning e della modifica delle fisarmoniche
Il video mostra la regolazione delle lunghezze delle coppie rispetto ad altre coppie (in base alle lunghezze degli xSignal) aggiungendo fisarmoniche di length tuning. Il membro più corto di ciascuna coppia viene quindi regolato in lunghezza rispetto al membro più lungo di quella coppia. Il video mostra poi come le coppie possano essere spostate e rimodellate in modo interattivo, come una fisarmonica di regolazione possa essere eliminata e come una nuova fisarmonica possa essere modellata durante il posizionamento usando scorciatoie.
La lunghezza di una coppia differenziale può essere regolata aggiungendo fisarmoniche di length tuning. La fisarmonica è un oggetto che può essere spostato, rimodellato ed eliminato.
Vedere anche
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