Supporto delle regole di progettazione per xSignals

Le regole di progettazione sono il modo in cui traduci i tuoi requisiti in un insieme di istruzioni che l’editor PCB può comprendere e rispettare. Le regole possono essere verificate durante il posizionamento degli oggetti, definito Online DRC, oppure come post-processo, definito Batch DRC. Gli xSignals possono essere utilizzati per definire gli oggetti ai quali deve essere applicata una regola di progettazione.

► Scopri di più su Design Rules

► Scopri di più su Length Tuning

Regola Matched Length

La regola di progettazione Matched Length viene utilizzata per garantire che la lunghezza delle net specificate rientri nell’intervallo definito. Questa regola è essenziale in una progettazione ad alta velocità, dove la sfida non riguarda solo il tempo necessario affinché i segnali arrivino (determinato dalla loro lunghezza complessiva), ma anche quanto sia importante che i segnali specificati arrivino contemporaneamente. A seconda della velocità di commutazione dei segnali, della funzione del segnale e dei materiali utilizzati nella scheda, la differenza consentita può essere pari a 500 mil oppure ridursi a 1 mil.

L’immagine seguente mostra un esempio della regola di progettazione Matched Length configurata per agire sugli xSignals nella classe xSignal PCIE, e per verificare una differenza di lunghezza all’interno di ciascuna coppia differenziale in quella classe di xSignals. Ogni coppia nella classe deve avere lunghezze di instradamento tali da produrre un Delay Tolerance di non più di 2ps di ritardo tra le due net di quella coppia.

Nota che i vincoli della regola di progettazione Matched Length richiedono di scegliere tra l’abbinamento della lunghezza di tutte le net interessate (Group Matched Lengths) oppure l’abbinamento delle due net all’interno di ciascuna coppia differenziale nelle net interessate.

L’immagine seguente mostra la classe xSignal PCIE_TX selezionata nel pannello e quegli xSignals selezionati nell’area di progettazione.

Oltre alla classe PCIE, sono definite anche classi per le coppie TX e RX. Nota che uno degli xSignals TX non soddisfa la regola Matched Length applicabile. ##

Se prevedi di eseguire il length tuning di xSignals che includono net singole e coppie differenziali, crea le seguenti regole:

• Una regola Matched Length che definisce i requisiti di abbinamento della lunghezza between nets and differential pairs in xSignals. Per configurare la regola in modo che verifichi la lunghezza di una net/coppia rispetto alla lunghezza di un’altra net/coppia, abilita l’opzione Group Matched Lengths .
• Una seconda regola Matched Length, con priorità più alta, che definisce i requisiti di abbinamento della lunghezza within-pair. Per configurare la regola in modo che verifichi la lunghezza di un membro della coppia rispetto all’altro membro della coppia, abilita l’opzione Within Differential Pair Length .

Un buon approccio per regolare le lunghezze di tali xSignals è:

1. Instradare le net e le coppie differenziali dello xSignal.
2. Eseguire il length tuning delle net singole usando il comando Interactive Length Tuning .
3. Eseguire il length tuning between delle coppie usando il comando Interactive Differential Pair Length Tuning . Il length tuning utilizza la lunghezza del segnale più lungo nella coppia più lunga come Target Length e regola la net più lunga della coppia su questa lunghezza.
4. Eseguire il length tuning della net più corta within di ciascuna coppia rispetto all’altra net della coppia usando il comando Interactive Length Tuning .
5. Ora puoi usare il pannello PCB Rules and Violations per verificare le regole within-pair Matched Net Length. Per farlo, seleziona Matched Net Lengths nella sezione Rule Classes del pannello, quindi fai clic con il pulsante destro sulla regola Matched Length richiesta e seleziona il comando Run DRC Rule <RuleName> dal menu contestuale. Se necessario, regola le fisarmoniche di tuning delle net singole.
6. Quindi usa il pannello PCB Rules and Violations per verificare le regole between-pair Matched Net Length, utilizzando il processo appena descritto. Se necessario, regola le fisarmoniche di tuning delle coppie differenziali.

Regola Length

La regola di progettazione Length viene utilizzata per garantire che la lunghezza complessiva di instradamento rientri nell’intervallo specificato. Questa regola viene tipicamente usata per assicurare che le net di destinazione non siano più lunghe della lunghezza specificata, ad esempio per garantire che i requisiti di temporizzazione del circuito siano soddisfatti. La regola Length rispetta le query del tipo xSignal elencate sopra.

Regola Return Path

La regola di progettazione Return Path verifica la presenza di un percorso di ritorno continuo del segnale sul layer di riferimento designato sopra o sotto i segnali interessati dalla regola. Il percorso di ritorno può essere creato da riempimenti, regioni e colate poligonali posizionati su un signal layer, oppure può essere un plane layer.

I layer del percorso di ritorno sono i layer di riferimento definiti nel profilo di impedenza selezionato. Aggiungi una nuova regola di progettazione Return Path nella categoria di regole High Speed.

L’immagine seguente mostra una violazione della regola Return Path, in cui il poligono del percorso di ritorno dello xSignal presenta un foro per consentire il passaggio di una via.

Uso del pannello PCB Rules and Violations per individuare una violazione della regola Return Path. ##

Calcoli accurati della lunghezza

Un requisito fondamentale nella definizione delle regole di progettazione ad alta velocità è il calcolo accurato delle lunghezze di instradamento. L’approccio tradizionale al calcolo della lunghezza del segnale consiste nel sommare la lunghezza della linea centrale di tutti i segmenti utilizzati in un instradamento, nonché la distanza verticale dovuta all’altezza delle via, originariamente determinata dallo spessore della scheda.

Questo approccio non è adeguato per una progettazione ad alta velocità per diversi motivi, tra cui:

• Oggetti impilati e sovrapposti - un algoritmo che somma semplicemente la lunghezza della linea centrale di tutti gli oggetti in una net non tiene conto di oggetti impilati o sovrapposti.
• Percorso di instradamento irregolare all’interno di un oggetto - spesso sono presenti oggetti di instradamento completamente all’interno di un pad o di una via, che possono aggiungere falsamente lunghezza, come mostrato nella prima immagine qui sotto. La seconda immagine mostra il modo corretto di calcolare la lunghezza quando un oggetto fill fa parte dell’instradamento.
• Lunghezza della via - le via cieche e interrate non attraversano tutti i layer della scheda, quindi lo spessore della scheda non è sufficientemente accurato per determinare la lunghezza verticale. Deve essere utilizzata l’altezza reale della via, tenendo conto degli spessori di rame e di isolamento attraversati dalla via.

Il calcolatore di lunghezza dell’editor PCB restituisce la lunghezza di instradamento più accurata possibile.

Il calcolo della lunghezza viene eseguito con precisione lungo la linea centrale del percorso più corto, come mostrato in queste due immagini.

Per le via vengono calcolate lunghezze accurate, basate sui layer attraversati e sulle dimensioni dello stackup. Immagine dal pannello PCB in modalità Nets.