Ritardo del pin nel package

A colpo d'occhio

Questo articolo spiega perché il ritardo dei pin nel package è importante nei progetti ad alta velocità, soprattutto oltre i 500 MHz, e mostra come Altium Designer consente di tenerne conto utilizzando i valori di lunghezza dei pin nel package (Pin Package Length) o di ritardo di propagazione (Propagation Delay), sia nell’editor degli schemi elettrici sia nell’editor PCB. Illustra da dove provengono queste informazioni sul ritardo, come i relativi valori influiscono sui calcoli della lunghezza del segnale e del ritardo di instradamento, come vengono trasferiti tra schema elettrico e PCB e dove è possibile verificare i risultati nel pannello PCB e nei flussi di lavoro con xSignals. Se hai bisogno di un adattamento più preciso delle lunghezze e di una maggiore visibilità sulle temporizzazioni del tuo progetto, questo articolo ti aiuterà a capire esattamente dove intervengono queste impostazioni e come utilizzarle. Continua a leggere per rendere più affidabili i vincoli del tuo progetto ad alta velocità.

- Scopri che cos’è il ritardo dei pin nel package, perché dispositivi con piedinatura compatibile possono comunque comportarsi in modo diverso e quando considerare questi dati nel flusso di progettazione.
- Scopri come Altium Designer gestisce i parametri Pin Package Length e Propagation Delay e come ciascun valore contribuisce ai calcoli della lunghezza e del ritardo del segnale.
- Scopri dove inserire, trasferire e verificare questi valori nell’editor degli schemi elettrici, nell’editor PCB, nel pannello PCB e nell’ambiente xSignals.
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In ogni progetto ad alta velocità oltre i 500 MHz, il mezzo di connessione, o il filo di bonding verso il die, introduce un ritardo nel segnale. Questo ritardo interno al dispositivo è detto ritardo pin-package. Anche se due dispositivi sono completamente compatibili a livello di pin dal punto di vista del progetto e del PCB, i tempi di propagazione nel package differiscono da un dispositivo all'altro e devono quindi essere presi in considerazione. Le informazioni sui tempi di propagazione sono disponibili nel documento IBIS 6 del dispositivo. Le informazioni sui pin del package devono essere considerate durante la fase di pianificazione degli I/O oppure, per un FPGA, dopo la sintesi. Tutti i produttori di dispositivi dovrebbero essere in grado di fornire i ritardi del package, specificati come ritardo in picosecondi o come lunghezza.

Il ritardo può essere incluso nel progetto come Pin Package Length oppure come Propagation Delay, utilizzando i rispettivi campi per il pin nell'editor degli schemi o per il pad/via nell'editor PCB. I valori inseriti vengono gestiti come segue:

Pin Package Length - tutte le lunghezze pin-package di ciascuna net vengono sommate nell'editor PCB per ottenere la lunghezza totale pin/package, che viene inclusa nella Signal Length complessiva della net. Consulta la modalità Nets del pannello PCB per saperne di più sulla lunghezza del segnale.

Propagation Delay - tutti i valori di ritardo definiti dall'utente per pin/pad e via di ciascuna net vengono sommati al ritardo di instradamento della net nell'editor PCB. Il ritardo di instradamento viene calcolato automaticamente dal risolutore di campo Simbeor® integrato nel Layer Stack Manager. I ritardi di pad e via non vengono calcolati automaticamente, ma possono essere definiti dall'utente.

  • Le regole di progettazione Length e Matched Lengths possono essere configurate in base alla lunghezza o al ritardo.

  • La lunghezza del segnale, la lunghezza totale pin/package e il ritardo possono essere visualizzati in varie modalità del pannello PCB, tra cui la modalità Nets, la modalità Differential Pairs Editor e la modalità xSignals. Fai clic con il pulsante destro del mouse sull'intestazione di una colonna nel pannello PCB per attivare/disattivare le colonne.

  • Simbeor SFS (risolutore di campo quasi-statico) di Simberian® viene utilizzato per calcolare il ritardo di instradamento in base alle proprietà fisiche definite nel Layer Stack Manager.

  • I valori di lunghezza pin-package e di ritardo di propagazione definiti dall'utente sono indipendenti tra loro e vengono aggiunti rispettivamente ai valori di lunghezza del segnale e di ritardo, come appena descritto. Poiché non interagiscono tra loro, è possibile specificarli entrambi, se necessario.

Inclusione del ritardo nello schema

Le lunghezze pin-package possono essere definite come attributo del pin di un componente dello schema nel pannello Properties in modalità Pin. Per impostazione predefinita, il software utilizza le unità del documento corrente; se necessario, inserisci le unità insieme al valore.

Inserisci la lunghezza pin-package con le unità desiderate.
Inserisci la lunghezza pin-package con le unità desiderate.

  • Le proprietà dei pin dei componenti possono essere modificate anche nell'editor delle librerie o sul foglio dello schema, nella scheda Pins del pannello Properties in modalità Component. Fai clic su  in questa scheda del pannello per aprire l'editor dei pin del componente, in cui puoi modificare tutte le proprietà di tutti i pin del componente. I valori possono essere modificati direttamente nella griglia (seleziona una cella e digita un nuovo valore) e puoi utilizzare i tasti freccia per passare alle celle adiacenti. Se non vengono specificate, le unità predefinite vengono aggiunte automaticamente.
  • In alternativa, utilizza il pannello SCHLIB List per copiare/incollare più valori di Pin/Pkg Lengths o Propagation Delay da una scheda tecnica a un insieme di pin di componenti selezionati nell'editor delle librerie schematiche – mostra immagine.
    • Oltre a incollare il contenuto degli appunti direttamente nelle celle selezionate, puoi fare clic con il pulsante destro del mouse nel pannello per accedere alla finestra di dialogo Smart Grid Paste, che offre un maggiore controllo sull'importazione di dati aggiuntivi nei pin. Scopri di più sulla modifica degli attributi con gli strumenti Smart Grid.

Definizione del ritardo nell'editor PCB

I valori di lunghezza pin-package e di ritardo di propagazione vengono trasferiti al layout PCB, come mostrato nella modalità Pad del pannello Properties.

I valori di lunghezza pin-package e di ritardo di propagazione vengono trasferiti dallo schema al PCB oppure possono essere definiti direttamente nel PCB.
I valori di lunghezza pin-package e di ritardo di propagazione vengono trasferiti dallo schema al PCB oppure possono essere definiti direttamente nel PCB.

Tieni presente che, se i valori di lunghezza pin-package e di ritardo di propagazione nelle proprietà dei pad sono diversi da quelli configurati per i pin corrispondenti dei simboli schematici, al successivo aggiornamento del PCB verranno generati degli ECO per sovrascriverli con i valori dello schema (a meno che nelle opzioni del progetto non siano disabilitati il rilevamento delle modifiche a questi valori e/o la generazione dei relativi ECO).

Per ulteriori informazioni, consulta la pagina Mantenere sincronizzati schemi e PCB.

Esame della lunghezza pin/package e del ritardo di propagazione nel pannello PCB

La Pin/Pkg Length viene inclusa automaticamente nei calcoli di Signal Length, visualizzati in varie modalità del pannello PCB. Imposta il pannello sulla modalità Nets per esaminare (o modificare) il valore di Pin/Pkg Length per i pin della net scelta. Nota come la colonna Routed Length riporti la lunghezza dell'instradamento, mentre la colonna Signal Length riporti la lunghezza dell'instradamento più eventuali lunghezze pin/package presenti nella net.

La Pin/Pkg Length e il suo effetto sulla Signal Length sono mostrati nella modalità Nets del pannello PCB.
La Pin/Pkg Length e il suo effetto sulla Signal Length sono mostrati nella modalità Nets del pannello PCB.

Nell'immagine seguente, la colonna Delay relativa al ritardo di propagazione mostra che due coppie di xSignals violano una regola di progettazione Matched Lengths. Poiché l'evidenziazione si trova nella colonna Delay, ciò indica che la regola è configurata per utilizzare unità di ritardo anziché unità di lunghezza.

La colonna Delay mostra che due coppie di xSignals violano una regola di progettazione Matched Lengths. La colonna Delay mostra che due coppie di xSignals violano una regola di progettazione Matched Lengths. 

La lunghezza del segnale, la lunghezza totale pin/package e il ritardo possono essere visualizzati in varie modalità del pannello PCB, tra cui la modalità Nets, la modalità Differential Pairs Editor e la modalità xSignals. Fai clic con il pulsante destro del mouse sull'intestazione di una colonna nel pannello PCB per attivare/disattivare le colonne.

Come viene inclusa la lunghezza negli xSignals

La Pin/Pkg Length viene inclusa automaticamente nella lunghezza complessiva dell'xSignal quando:

  • Il segnale fa parte della definizione di un xSignal
  • Il pad non è collegato con una topologia di instradamento fly-by (al pad è collegata una sola pista)

I pad collegati con una topologia di instradamento fly-by (con un punto di ingresso e uno di uscita) sono esclusi dal calcolo della lunghezza.

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