差動ペア配線

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親ページ: 高速設計 差動信号の仕組みを示す説明図

差動ペア配線は、差動(等しく反対の)信号をプリント基板上で伝送できるバランスの取れた伝送システムを作成するために使用される設計技術です。通常、この差動配線は外部の差動伝送システム、例えばコネクタやケーブルに接続されます。

差動信号システムとは、信号が密接に結合された一対のキャリアを介して送信されるシステムで、そのうちの一方が信号を運び、もう一方が信号の等しいが反対のイメージを運ぶものです。差動信号は、信号源の論理参照グラウンドが負荷の論理参照グラウンドにうまく接続されない状況に対応するために開発されました。差動信号は、電子製品に存在する最も一般的な干渉アーティファクトであるコモンモード電気ノイズに対して本質的に免疫があります。差動信号のもう一つの大きな利点は、信号ペアから発生する電磁干渉(EMI)を最小限に抑えることができることです。

差動ペアPCB配線は、プリント基板上で差動(等しく反対の)信号を運ぶことができるバランスの取れた伝送システムを作成するために使用される設計技術です。通常、この差動配線は、コネクタやケーブルなどの外部差動伝送システムに接続されます。

PCB上の差動ルーティングの例

一対の差動ケーブルで達成される結合比が99%を超えることがある一方で、差動ペア配線で達成される結合は通常50%未満であることに注意することが重要です。現在の専門家の意見では、PCB配線の課題は特定の差動インピーダンスを達成しようとすることではなく、むしろ、外部ケーブリングからターゲットコンポーネントまで差動信号が良好な状態で到着することを確実にすることに焦点を当てるべきです。

業界で著名な高速PCB設計の専門家であるLee Ritcheyによると、差動信号伝送の成功には以下が必要です:

  • 受信側の差動ケーブルインピーダンスの半分に各配線信号のインピーダンスを設定する。
  • 2つの信号線がそれぞれ自身の特性インピーダンスで受信側で適切に終端されていること。
  • 2本の線は、設計に使用されるロジックファミリーと回路の周波数の許容範囲内で等しい長さであるべきである。タイミングを保持することに焦点を当て、設計のスキューバジェットを満たすのに十分近い長さに合わせるべきである。例えば、高速USBの場合、長さの不一致は150ミルを超えてはならず、DDR2クロックは25ミル以内に合わせる必要がある。
  • 2つの信号を並行して配線する利点を利用して、一致した長さの良質な配線を実現する。必要に応じて、障害物を避けるために分離して配線することは許容される。
  • 信号インピーダンスが維持される限り、レイヤーの変更は許容される。

詳細については、Lee W. Ritcheyによる記事「Differential Signaling Doesn't Require Differential Impedance」を参照してください。以下から入手できます:https://speedingedge.com/home/related-articles/

Altium Designerでの高速設計について学ぶには、このリンクを使用してください。Altium Designerでの高速設計

Altium Designerでの制御インピーダンス配線について学ぶには、このリンクを使用してください。Altium Designerでの制御インピーダンス配線

回路図からPCBエディタへの差動ペアの転送

回路図で差動ペアの指示をネットに配置した場合、デフォルトのプロジェクトオプション設定により、PCB上に差動ペアメンバーが作成されます。Options for PCB Projectダイアログで、この設定を構成するために使用されるオプションは次のとおりです:

  • Comparatorタブ - Extra Differential Pairs(その後、異なる差動ペアが後続の更新をチェックし、デザインルールを作成/変更している場合はルールオプションもあります)

  • ECO Generationタブ - Add Differential Pair(その後、差動ペアの変更が後続の更新をチェックし、デザインルールを作成/変更している場合はルールオプションもあります)

  • Class Generationタブ - Generate Net Classes(PCB差動ペア配線ルールの範囲を指定するために使用するネットクラスを作成している場合)

PCB上の差動ペアの表示と管理

差動ペアの定義は、PCBパネルDifferential Pairs Editorモードに設定することで表示および管理されます。下の画像は、差動ペアクラスROCKET_IO_LINESに属するペアを示しています。ペアV_RX0が強調表示されており、このペアのネットはV_RX0_NV_RX0_Pです。各メンバーのネット名の隣に表示される-および+は、ペアの正または負のメンバーであるかを示すシステムフラグです。

差動ペアは差動ペアエディタで表示および管理できます。Differential Pair Classes領域を右クリックして新しいクラスを作成します。 差動ペアは差動ペアエディタで表示および管理できます。Differential Pair Classes領域を右クリックして新しいクラスを作成します。

PCBパネルの差動ペアエディタモードでは、現在のPCB設計の差動ペア階層を反映するために、その3つの主要な領域が変更されます(上から順に):

  • Differential Pair Classes

  • クラス内の個々のメンバーDifferential Pairs

  • 差動ペアを形成する構成要素のNets(ネガティブおよびポジティブ)。

差動ペアクラスの定義

設計ルールによって対象とされる必要がある差動ペアが1つ以上ある場合がよくあります。このような状況では、差動ペアのクラスを定義し、それらを論理的なグループにクラスタリングすることができます。差動ペアクラスエントリを右クリックしてPropertiesを選択するか(またはエントリを直接ダブルクリックすると)、Edit Object Classダイアログが開き、クラスの差動ペアメンバーシップの名前を変更したり、表示/修正したりすることができます。すべてのクラス、差動ペアクラスを含む、を完全に制御および編集するには、メインメニューからDesign » Classesコマンドを使用して、Object Class Explorerダイアログを開きます。


オブジェクトクラスエクスプローラーは、差動ペアを含むすべてのクラスの作成、表示、および変更を可能にします。

クラスの操作について詳しくは、回路図&PCB上でのクラスの操作ページを参照してください。

差動ペアの管理

差動ペアは、回路図上で定義することも、PCBエディタ内で定義することもできます。後者での管理は、Differential PairsエリアのPCBパネルがDifferential Pairs Editorモードに設定されている場合に行われます。特定の差動ペアクラスが選択されると、そのクラスに属する現在定義されているすべての差動ペアオブジェクトがDifferential Pairsエリアにリスト表示されます。

エリア下のボタンを使用して、必要に応じて差動ペアを管理してください:

  • 新しい差動ペアオブジェクトを作成するには、Addボタンをクリックします。Differential Pairダイアログが表示されたら、正と負のネットの既存のネットを選択し、ペアに名前を付けてからOKをクリックします。

選択可能なネットのみがリストに表示されることに注意してください。既存の差動ペアの一部として定義されているネットはリストに表示されません。

名前付きネットから迅速にペアを作成します。 名前付きネットから迅速にペアを作成します。

  • 既存の差動ペアを変更するには、そのエントリを選択してEditボタンをクリックします。Differential Pairダイアログが開き、ペアに選択されたネットがPositive NetNegative Netのドロップダウンフィールドに入力されます。ペアのネットを1つまたは両方変更するか、必要に応じてペアの名前を変更します。

差動ペアエントリーを右クリックして、Propertiesを選択するか、エントリーを直接ダブルクリックすることもできます。

  • 既存の差動ペアを削除するには、そのエントリーを選択してDeleteボタンをクリックします。

設計ネットからの差動ペアの作成

一貫した命名規則を持つネットをペアリングする場合(例えば、共通のプレフィックスと一貫した正/負のサフィックスを持つ、TX0_PTX0_N のように)、Create Differential Pairs From Netsダイアログを使用できます。PCBパネルのDifferential Pairs EditorモードでCreate From Netsボタンをクリックすると、ダイアログが開きます。

ダイアログの上部にあるフィルターエントリーに応答して、作成する予定の差動ペアオブジェクトがリストされています。
ダイアログの上部にあるフィルターエントリーに応答して、作成する予定の差動ペアオブジェクトがリストされています。

この自動化された方法の効果は、差動ペアを構成する特定のネットに使用されている命名規則に直接依存します。理想的には、共通のルートに一貫した正/負の指示子(PおよびN)が続く命名規則が使用されます。例えば、設計内の差動信号である受信信号D_ETH_O.RXを考えてみましょう。この信号を構成する2つのネットはETH_O.RX_PETH_O.RX_Nです - これらはそれぞれ信号の正と負の側を表しています。

ダイアログの上部にあるフィルターを使用すると、ネットクラスと、正と負のネットを区別するために使用された特定の差別化要因(例えば、_P および _N)の観点から、これらのネットを迅速に対象とすることができます。また、作成される差動ペアオブジェクトに追加される接頭辞を定義し、どの差動ペアクラスに追加されるかも決定できます。

各差動ペアオブジェクトについて、ダイアログはその構成要素である正と負のネットをリストします。デフォルトでは、すべての見込み差動ペアオブジェクトが作成用に選択されており、関連するCreateチェックボックスをクリアすることで個々のものを除外できます。

すべてのオプションが必要に応じて設定されたら、Executeボタンをクリックします - 差動ペアオブジェクトが作成され、PCBパネルがそれに応じて更新されます。

  • Net(s)エントリをPCBパネルで右クリックしてPropertiesを選択するか(またはエントリを直接ダブルクリックすると)、必要に応じてネットのプロパティを表示/変更できる Edit Netダイアログが開きます。

  • Rule Wizardボタンを使用して、Differential Pair Rule Wizardにアクセスし、自動化されたプロセスで差動ペアルールのプロパティを実装します。差動ペアルールウィザードを使用してルールを定義するセクションを参照して、詳細を学びましょう。

xSignalsを差動ペアと共に使用する

メインページ: xSignalsを用いた高速信号経路の定義

信号経路に直列コンポーネントが含まれる差動ペアを持っている場合、xSignalsを作成することが有益かもしれません。xSignalは、二つのノード間の設計者が定義した信号経路です。これらは同じネット内の二つのノードであることも、異なるネットの二つのノードであることもあります。xSignalを使用すると、直列コンポーネントの両側にあるネットを含むように信号経路を定義できます。xSignalsの経路長計算には、xSignalsモードのPCBパネルでxSignalが選択されたときに表示される細い線によって示されるように、直列コンポーネントを通る経路の長さが含まれます。

これらの差動ペアはxSignalsとして定義されており、ルート長には直列コンポーネントが含まれます。これらの差動ペアはxSignalsとして定義されており、ルート長には直列コンポーネントが含まれます。

xSignalsは、マッチング長および長さのルールを含む設計ルールの範囲を指定するために使用できます。

xSignalsを使用して高速信号パスを定義するについてもっと学ぶ

適用可能な設計ルール

対話的に差動ペアを配線するには、以下の2つの設計ルールをPCB Rules and Constraints EditorダイアログDesign » Rules)作成し、設定してください:

  • 差動ペア配線 - ペア内のネットの配線幅、ペア内のネット間の隔たり(ギャップ)、および全体の非結合長(ギャップがMax Gap設定よりも広い場合にペアが非結合になる)を定義します。このルールの範囲を差動ペアである対象オブジェクトに設定します。例えば、IsDifferentialPairInDifferentialPairClass('全ての差動ペア')です。なお、Min/Preferred/Max Gap設定は配線時には使用できますが、設計ルールチェック中には使用できません。設計ルールチェック中には、ペア内のネット間の距離は、下記のハイライトボックスで説明されているように、適用される電気的クリアランス設計ルールによってテストされます。

  • 電気的クリアランス - 任意のネット、同じネット、または異なるネット上の任意の2つのプリミティブオブジェクト(例:パッド間、トラックとパッド間)の間の最小クリアランスを定義します。このルールの範囲を、例えばInDifferentialPairのメンバーであるオブジェクトを対象として設定し、以下に示すようにダイアログの制約領域で適切なオブジェクトタイプを選択します。

重要な注意: 差動ペアを配線する際、ペア内の配線されたネットは、適用される差動ペア配線設計ルールで定義された現在のMin/Preferred/Max Gap設定によって分離されます(配線中にギャップモードを切り替えるにはShift+6を押し、どのモードが適用されているかをステータスバーで確認してください)。しかし、設計ルールチェック中には、すべての電気オブジェクトが適用される電気クリアランス設計ルールを使用してテストされるため、差動ペアの配線に使用されたギャップ値が、電気クリアランス設計ルールによって設定された差動ペアネット間の最小許容クリアランスよりも小さい場合、電気クリアランス設計ルールの違反が発生します。ペア内のネットが適用される電気クリアランス設計ルールによって許可される最小設定よりも近くに配置されている場合は、差動ペアに対してDiff Pair Routing Gap設定と同等のクリアランスを許可する追加の電気クリアランス設計ルールを追加する必要があります。このルールには、テストされるネットタイプがSame Differential Pairに設定されていることも定義する設定が含まれている必要があります。これは、 この画像に示されています。

設計ルールの範囲設定

設計ルールの範囲は、ルールを適用したいオブジェクトのセットを定義します。差動ペアはオブジェクトの一つであるため、以下の例のようなクエリを使用できます:

  • InAnyDifferentialPair - 任意の差動ペア内のオブジェクトです。
  • InDifferentialPair('D_V_TX1') - 名前がD_V_TX1である差動ペアの両方のネットを対象とします。
  • InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') - ROCKET_IO_LINESと呼ばれる差動ペアクラスに属するすべてのペアのすべてのネットを対象とします。
  • (IsDifferentialPair And (Name = 'D_V_TX1')) - 名前がD_V_TX1である差動ペアオブジェクトを対象とします。
  • (IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) - 名前がDで始まるすべての差動ペアオブジェクトを対象とします。

差動ペアルールウィザードを使用してルールを定義する

ルールはPCB Rules and Constraints EditorDesign » Rules)を使用して手動で作成することができますが、Differential Pairs EditorモードのPCBパネルはDifferential Pair Rule Wizardの便利さを提供します。Rule Wizardボタン(PCBパネルのNets領域の下)を使用してウィザードにアクセスし、必要に応じてルールのプロパティを実装します。

差動ペアルールウィザードは、ルール定義プロセスをガイドします。
差動ペアルールウィザードは、ルール定義プロセスをガイドします。

ウィザードを起動する前にPCBパネルでの選択によって、ルールの範囲が決定されることに注意してください。

差動ペアクラス

All Differential Pairsクラスが選択されている場合、各ルールの範囲は全てになります。

特定の差動ペアクラスが選択された場合、各ルールに対するスコープはInDifferentialPairClass('ClassName')になります。

差動ペア

パネルで単一の差動ペアオブジェクトが選択された場合、スコープは以下の通りです:

  • 幅 - InDifferentialPair('PairName')
  • マッチしたネット長さと差動ペアの配線 - IsDifferentialPair And (Name = 'PairName'))

複数の差動ペアオブジェクトがパネルで選択されている場合、各ペアオブジェクトごとに個別のスコープエントリがあり、それぞれが「Or」演算子で区切られます。例えば、個別に選択された差動ペアオブジェクトD_ETH_O.TXD_ETH_O.RXを対象とする配線幅ルールのスコープは以下のようになります:
InDifferentialPair('D_ETH_O.TX') Or InDifferentialPair('D_ETH_O.RX')

差動ペア内のネットと、ペアの一部ではない他の電気オブジェクトとのクリアランスは、適用されるClearanceルールによって監視されることに注意してください。

差動ペアの配線

関連ページ: インタラクティブ配線

差動ペアはペアとして配線されます - つまり、2つのネットを同時に配線します。差動ペアを配線するには、RouteメニューやActive BarからInteractive Differential Pair Routingを選択します。ペア内のネットのうちの1つを選択するように求められます。どちらをクリックしても配線を開始できます。ペア内の正または負のトレースが選択されても、システムが自動的にもう一方のトレースも選択します。下のビデオは、差動ペアが配線されている様子を示しています。

差動ペア配線中に、以下の機能を実行できます:

  • Shift+R を押して、競合解決配線モード(回避、押しのけ、抱擁して押しのけ、最初の障害物で停止、障害物を無視)を切り替えます。
  • Shift+Spacebar を押して、利用可能なコーナースタイル(45度コーナー、コーナーに45度のアーク、90度コーナー、コーナーに90度のアーク)を切り替えます。
  • Spacebar を押して、2つのコーナー方向のサブモード間を切り替えます。
  • Backspace キーを押して、最後の頂点を削除します。
  • 3 を押して、可能な差動ペア配線幅(ユーザー選択、ルール最小、ルール推奨、ルール最大)を切り替えます。
  • Shift+6 を押して、可能な差動ペアギャップ(ルール最小、ルール推奨、ルール最大)を切り替えます。
  • 数値キーパッドの +- キーを使用して、配線レイヤーを切り替えます。
  • レイヤーを切り替えてビアを挿入するには:数値キーパッドの * キーを押すか、Ctrl+Shift+Wheel Scroll のショートカット組み合わせを使用します。その後
    • 4 を押して、可能なビアサイズ(ユーザー選択、ルール最小、ルール推奨、ルール最大)を切り替えます
    • 5 を押して、レイヤー変更時の可能なビアパターンを切り替えます
    • 6 を押して、可能なビアスタックを切り替えるか、8 を押して選択するリストを表示します(インタラクティブ配線中に配置されるビアを制御する方法について詳しくはこちら
  • Shift+F1 を押して、利用可能なコマンド内ショートカットをすべて表示します。
  • コーナーにアークモードでは、"," キーを押して最大アーク半径を減らし、"." キーを押して最大アーク半径を増やします。アークサイズはカーソルを動かすことでインタラクティブに変更できます。この設定は最大許容アーク半径を定義し、配線時にステータスバーに表示されます。

インタラクティブ差動ペア配線ツールを使用する場合、差動ペアの結合が優先されることに注意してください。そのため、SMD To Corner および SMD Entry の設計ルールが期待通りに機能しないことがあります。差動ペアを配線する際にこれらのルールを厳格に遵守する必要がある場合は、クイック差動ペア配線ツールを使用してください。

現在の配線モード、幅、ギャップ、ビアサイズなどの設定は、ステータスバー(下記参照)またはヘッズアップディスプレイで表示されます(Shift+Hでオン/オフ切り替え)。

差動ペア配線の動作の多くは、シングルネットインタラクティブ配線と同じです。

インタラクティブ配線についてもっと学ぶ

インタラクティブ差動ペアルータの設定

インタラクティブ差動ペア配線の設定の多くは、PropertiesパネルのInteractive Differential Pair Routingモードで、インタラクティブ差動ペア配線中に変更することができます。配線中にTabキーを押すと、パネルが表示されます。

差動ペアのメンバーを認識するために、カップリングの概念が使用されます。ソフトウェアが差動ペアに属するオブジェクトを認識すると、PropertiesパネルのInteractive SlidingまたはInteractive Via Draggingモード(以下で説明)でKeep Coupledオプションが有効になっている場合、ペアのパートナートラックやビアをドラッグしようとします。

次の折りたたみセクションには、利用可能なオプションとコントロールに関する情報が含まれています:

配線の品質向上

メイン記事:既存のルートのグロス化とリトレース

PCBエディタには、既存の配線の品質を向上させるための強力なツールが含まれています。これらのツールはグロッシングとリトレースと呼ばれ、どちらもRouteメニューで使用できます。

  • Gloss - トレースジオメトリの改善に焦点を当て、コーナーの数を減らし、ルート全体の長さを短くすることを試みています。グロッシングは、既存のトレース幅と差動ペアのギャップを保持します。グロッシングは、Preferences ダイアログ(画像を表示)のPCB - Interactive Routingページで設定された現在のGloss Effort (Routed)設定を尊重します。

  • Retrace - 全体のジオメトリが問題ないと仮定し、配線がデザイン ルールを満たしていることを確認することに重点を置きます。Gloss が既存のトレース幅とペアのギャップを保持する場合、Retrace はそれらを Preferred に変更します。リトレースは、差動ペア配線のデザイン ルールが変更され、その変更を既存の配線に適用する必要がある場合に使用する優れたツールです。

前のセクションの差動ペアの配線のアニメーションには、Gloss Effort (Routed)Strongに設定したグロス加工の簡単なデモが含まれています。

Glossing & Retracing of Existing Routesの詳細をご覧ください。

差動ペア配線のインタラクティブな変更

メイン記事:既存の配線の変更

配線中に、既存の配線の一部を変更する必要がある場合が多くあります。たとえば、パッド出口に満足できず、形状を変更したい場合などです(下のビデオを参照)。既存の配線は、線路セグメントをクリックしてドラッグする製図タイプの方法を使用して変更できますが、多くの場合、単純に再配線する方が簡単です。

これを行うには、Route » Interactive Differential Pair Routingコマンドを選択し、既存の配線の任意の場所をクリックします。新しいパスの配線に進み、必要に応じて既存の配線に合うように戻ってきます。これにより、古いパスと新しいパスの間にループが作成されます。ルートを右クリックまたはEscキーで終了すると、冗長なセグメント (冗長なビアを含む) が自動的に削除されます。

ループ除去機能は、Propertiesパネル内(インタラクティブ差動ペア配線モードの場合)またはPreferencesダイアログのPCB Editor - Interactive Routingページで、Automatically Remove Loopsオプションを有効にすることによって使用されます。配線中にこの機能のオンとオフを切り替えるには、Shift+Dショートカットを使用します。

差動ペア配線は、シングルネット配線とは少し異なります。シングル ネット配線は、最後のセグメントが中空 (先読みセグメント) になるように構成できます。このセグメントは、クリックしても配置されません。差動ペア配線には先読みセグメントが含まれていないため、クリックすると、表示されているすべてのセグメントが配置されます。カーソルを置いて、冗長なセグメントがないことを確認します。

トラックセグメントを手動でドラッグして差動ペアを調整する場合は、一方のペアメンバーをもう一方のペアメンバーと一緒に押すか、それぞれを個別にドラッグできます。

ループ削除機能を使用して、新しいパスに沿って差分ペアを対話形式で再配線すると、古い配線 ループが自動的に削除されます。ペアは、一方のルートをドラッグしてもう一方のルートをプッシュすることでも変更できます。

詳細については、既存の配線の変更を参照してください。

ドラッグによるインタラクティブ

PCB設計者は、設計変更が遅れたり、設計を完成させたりするために、配線の調整に多くの時間を費やすことがあります。これは、既存の配線を押したり押したり、ビアをドラッグしたり、コンポーネントをナッジしたりすることを意味します。

Propertiesパネルでビアドラッグの動作を調整します。

また、近隣の配線のグロス化のサポートに加えて、ドラッグによる操作もサポートされています。Via Dragingは、PCBエディタのPropertiesパネルのInteractive Via Dragging モードで設定されたNeighbor Glossingをサポートします。ドラッグ中にTabキーを押してパネルにアクセスし、設定を調整します。

差動ペア・ドラッグ

差動ペアのメンバーを認識するために、カップリングの概念が使用されます。ソフトウェアが差動ペアに属するオブジェクトを認識すると、ペアのパートナートラックをドラッグするか、PropertiesパネルのInteractive SlidingモードまたはInteractive Via DraggingモードでKeep Coupledオプションが有効になっている場合はビアをドラッグしようとします。

Xキーを押しながらビアペアをドラッグすると、ペアが90度回転します。

パートナー オブジェクトが結合されていることを確認するには、ソフトウェアによってオブジェクトが次のことを確認します:

  • ビアペアの場合 - ペアに属し、2 * Preferred Gapよりも近い

  • トラックペアの場合 - ペアに属し、同じレイヤー上にあり、Preferred Gap以下で離れている

使用可能なクリアランスの表示

配線中に立ち往生し、なぜルートがそのギャップに収まらないのか疑問に思ったことはありませんか?このフラストレーションは、差動ペアの配線中にさらに発生する可能性があります。Altium Designerには、クリアランス境界の動的表示と呼ばれる、これを支援する機能が含まれています。有効にすると、以下のビデオに示すように、既存のオブジェクト + 適用可能なクリアランス ルールによって定義された立ち入り禁止のクリアランス エリアが、ローカル表示円内に影付きのポリゴンとして表示されます。Ctrl+Wを押して、機能のオンとオフを切り替えます。

Simple demonstration of enabling the Clearance Display mode while routing a differential pair

差動ペア配線中にクリアランス境界を動的に表示します。

表示領域は、現在のカーソル位置の周囲の領域に制限することも、画面全体にすることもできます。これは、PreferencesダイアログのPCB Editor - Interactive RoutingページにあるReduce Clearance Display Areaサブオプションで制御します。

クイック差動ペア配線ツール

Quick Differential Pair Routing コマンド(メインメニューとアクティブバーからアクセス)は、設定と機能が少なくて軽い配線を提供し、より単純な設計に適しています。その一般的な動作とショートカットは、標準のインタラクティブ差動ペア配線コマンドと同じです。

機能には次のものが含まれます:

  • 最初の障害物で停止する、ウォークアラウンド、プッシュアンドショブなど、いくつかの配線モード。

  • トラックの角度と直交性を維持する強力なドラッグ機能。

  • ループ取り外し機能により、再配線を迅速かつ簡単に行うことができます。

クイック差動ペア配線ツールは、配線セクションを敷設するためのカーソルパスのたどり、シングルクリックの配線完了、障害物の押したり歩いたり、既存の接続を自動的にたどったりするなど、直感的な方法で配線の効率と柔軟性を最大化するのに役立ちます。

このルーターは、機能セットが縮小されているため、クイックと呼ばれます。Quick Differential Pair Router に含まれていない機能には、次のものがあります:

  • ターンスムージングなし

  • Any Angle配線にはほとんど対応していません

  • T字路の押し込みなし

  • Simple Push&Shoveサポート

  • マイタ比、最小アーク、またはパッドエントリの安定性はありません

  • 単純な Gloss Effort、Gloss Neighbor はサポートされていません

  • スタート・ピンを横方向に出るときに差動ペアの収束がない

  • 配線された差動ペアによる抱擁なし

  • 近隣の差動ペアが押されても差動ペアのメンテナンスが不要

これらの機能が必要な場合は、Interactive Differential Pair Routingツールを使用してください。

次の折りたたみ可能なセクションには、クイック差動ペア配線オプションと使用可能なコントロールに関する情報が含まれています。

差動ペアのメンバーを認識するために、カップリングの概念が使用されます。ソフトウェアが差動ペアに属するオブジェクトを認識すると、ペアのパートナートラックをドラッグするか、PropertiesパネルのInteractive SlidingモードまたはInteractive Via DraggingモードでKeep Coupledオプションが有効になっている場合はビアをドラッグしようとします。

差動ペアの長さの一致

差動ペアは、ノイズに対する固有の耐性と、信号に高品質のリターンパスを提供するという課題を簡素化するため、高速設計でよく使用されます。ただし、片面信号と同様に、信号のタイミング要件が満たされるように、その長さを管理する必要があります。

差動ペア配線中、ペアの 2 つのネットのそれぞれの長さがステータス バーに表示され、ヘッドアップ ディスプレイ (Shift+H でオン/オフを切り替えます) にも表示されます。PCBパネルに表示される長さの値は、ペアの配線からドロップアウトすると更新されます。

Use the Heads Up display to check the route lengths during differential pair routingペアの各ネットの現在の配線長がヘッズアップ ディスプレイに表示されます (Shift+Hでオン/オフを切り替えます)。

PCBパネルは、デザイン空間内のオブジェクトを調べるために使用され、ネット差動ペアxSignalsなどを調べるためのモードが含まれています。パネルには、信号の長さや遅延など、各ネット/差動ペア/xSignal の詳細が含まれています。パネルの各セクションを右クリックすると、そのセクションのコマンドのコンテキスト メニューが表示されます。たとえば、パネルがNetsモードの場合は、パネルのNetsセクションを右クリックし、Columnsサブメニューを使用してSignal LengthDelayなどの詳細を有効または無効にします。Length ルールや Matched Length ルールが適用されている場合、デザイン ルールに失敗したネットのSignal Length列はオレンジ (ターゲット長より小さい) または赤 (ターゲット長を超えている) でハイライト表示されます。

Use the PCB panel to monitor the progress of length matchingPCBパネルを使用して、長さの一致の進行状況を監視します。
PCBパネルについてもっと学ぶ

一致した長さと長さのデザインルール

長さ一致した長さのデザインルールを定義して、飛行時間とスキュータイミングの要件を満たすことができます。これらのルールは、デザインルールチェック(DRC)中に使用されるだけでなく、インタラクティブな長さ調整中にも使用されます。

一致した長さのデザイン ルールは、ルール スコープの対象となる最長のペアを検出し、そのペアのAverage Length値を参照として使用して他のターゲット ペアを比較します。これらのペアの長さは、ルールで定義された許容範囲 + または - 内にある必要があります。Average Lengthの値は、PCBパネルのDifferential Pairs Editorモードに表示されます。

長さと一致した長さのデザインルールは、Length UnitsまたはDelay Unitsでスコープを設定できます。ルールのスコープが遅延の場合、Length Tuning Gaugeも遅延を使用して表示されます。

ペア内およびペア間デザインルール

ペア間、および各ペア内で長さの要件が一致している可能性があります。

これを管理するには、適切な一致した長さのデザイン ルールを作成します:

  1. ペア全体(ペア間)に適用される一致長さデザインルールを定義します(Group Matched Lengthsオプションを選択することで実現します)。次の図に示すように、必要なペア (または xSignals) に適用するルールのスコープを設定します。

Matched Length design rule, configured to check the lengths between targetted pairs一致した長さルールを作成して、差動ペア間 (この例では xSignals) の長さ要件を定義します。

  1. ペア内に適用される別の一致長さデザインルールを定義します(Within Differential Pair Lengthオプションを選択することで実現します)。このルールにより、各ペア内の 2 つのネットの長さが許容範囲内に収まります。このルールは、次に示すように、差分ペアを対象とする Where the Object Matches設定を使用してスコープを設定する必要があることに注意してください。このルールは、ペア間ルールよりも優先度が高い必要があります。

Matched Length design rule, configured to check the lengths within each targetted pairペア内の長さ要件を定義するために、2 番目の一致した長さルールを作成します。

差動ペアの長さチューニング

メイン記事:長さチューニング

ペアの長さと各ペア内のネットは、2 つの長さ調整コマンドを使用して調整します。長さを調整するには:

  1. 差動ペアの長さは、RouteメニューのInteractive Diff Pair Length Tuningコマンドを使用して正確に調整できます。長さのチューニング中に、ショートカットを使用してアコーディオンのスタイルとサイズをインタラクティブに調整したり、Tabキーを押してDifferential Pair Length TuningモードでPropertiesパネルを開くことができます。このパネルでは、ターゲットの長さが定義されます:

    • 該当する長さおよび/または一致した長さのデザインルールから

    • ユーザーが選択したルーティングされた差分ペアから

    • 手動で、Target Lengthフィールドに値を入力します

     

The length of a differential pair can be interactively tuned to match the lengths of other pairs

  1. ペア内のネットをチューニングするには、RouteメニューのInteractive Length Tuningコマンドを使用します。ペアの長いネットをチューニングしようとすると、Target Length Shorter than Old Lengthというメッセージが表示されます。

The Length Tuning Gauge is used to check that the tuned length is within the rule requirements最初に差動ペアの長さを調整し、次にペア内の短い方のネットの長さを調整します。

長さのチューニング中にチューニングアコーディオンが表示されない場合は、現在の設定がアコーディオンを配置するために利用可能なスペースに適していない可能性があります。チューニング中にこれが発生した場合は、Tabキーを押してPropertiesパネルをDifferential Pair Length Tuningモードで開き、パネルのPatternセクションの設定が適切であることを確認してください。例えば:

  • Max Amplitudeの値が大きすぎる可能性があります

  • Styleがマイタ アークの場合、マイタ パーセンテージが大きすぎて、現在の振幅とスペースのアークを形成できない場合があります

良いオプションは、スタイルをマイター線に設定し、一時停止ボタンをクリックして長さの調整を再開し、12のショートカットを使用してMiterをインタラクティブに調整し、34のショートカットを使用してSpace (ピッチ) を調整し、と&を使用することです。Amplitudeを調整するためのショートカット。チューニングが思い通りになったら、Spacebarを押して好みのスタイルに切り替えます。

詳細については、アコーディオンのスタイル、振幅、ピッチを変更するために使用できるショートカットの詳細なリストを見つけるための長さチューニングページを参照してください。このページでは、長さと一致した長さのデザインルールに重複する設定がある場合に、ソフトウェアが従うルール設定を決定する方法についても説明します。

アコーディオンの長さのチューニングと変更のデモンストレーション

このビデオでは、長さ調整アコーディオンを追加することで、ペアの長さを他のペア (xSignal の長さに基づく) に対して調整する方法を示します。次に、各ペアの短い方のメンバーは、そのペアの長い方のメンバーに対して長さが調整されます。次に、ビデオでは、ペアをインタラクティブに移動および再形成する方法、チューニングアコーディオンを削除する方法、およびショートカットを使用して配置中に新しいアコーディオンを形作る方法を示します。

差動ペアの長さは、長さ調整アコーディオンを追加することで調整できます。アコーディオンは、移動、形状変更、削除が可能なオブジェクトです。

関連項目

## このページ(http://www.imx6rex.com/)の画像でiMX6 Rex開発ボードを使用してくださったFEDEVELアカデミー(www.fedevel.com))のロバート・フェラネックに感謝します。

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注記

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