차동 페어 라우팅은 인쇄 회로 기판 전반에 걸쳐 차동(크기는 같고 극성은 반대인) 신호를 전달할 수 있는 균형 잡힌 전송 시스템을 구현하기 위해 사용되는 설계 기법입니다. 일반적으로 이러한 차동 라우팅은 커넥터와 케이블 같은 외부 차동 전송 시스템과 인터페이스합니다.
차동 신호 시스템은 서로 강하게 결합된 한 쌍의 전송 경로를 통해 신호를 전달하는 방식으로, 한쪽은 원 신호를 전달하고 다른 한쪽은 그와 크기는 같고 극성은 반대인 신호를 전달합니다. 차동 신호 방식은 신호 소스의 논리 기준 접지와 부하의 논리 기준 접지가 충분히 잘 연결되지 못하는 상황에 대응하기 위해 개발되었습니다. 차동 신호는 본질적으로 공통 모드 전기 노이즈에 강하며, 이는 전자 제품에서 나타나는 간섭 현상 중 가장 흔한 형태입니다. 차동 신호의 또 다른 주요 장점은 신호 페어에서 발생하는 전자기 간섭(EMI)을 최소화한다는 점입니다.
차동 페어 PCB 라우팅은 인쇄 회로 기판 전반에 걸쳐 차동(크기는 같고 극성은 반대인) 신호를 전달할 수 있는 균형 잡힌 전송 시스템을 구현하기 위해 사용되는 설계 기법입니다. 일반적으로 이러한 차동 라우팅은 커넥터와 케이블 같은 외부 차동 전송 시스템과 인터페이스합니다.
꼬임쌍 차동 케이블에서 달성되는 결합 비율은 99%를 넘을 수 있지만, 차동 페어 라우팅에서 달성되는 결합은 일반적으로 50% 미만이라는 점에 유의해야 합니다. 현재 전문가들의 견해에 따르면 PCB 라우팅 작업의 목적은 특정 차동 임피던스를 반드시 맞추는 데 있기보다, 외부 케이블링으로부터 전달되는 차동 신호가 대상 부품에 양호한 상태로 도달하도록 하는 데 초점을 맞춰야 합니다.
업계에서 잘 알려진 고속 PCB 설계 전문가 Lee Ritchey에 따르면, 성공적인 차동 신호 전송을 위해서는 다음이 필요합니다:
각 라우팅 신호의 임피던스를 유입되는 차동 케이블 임피던스의 절반으로 설정할 것.
두 신호선 각각이 수신단에서 자신의 고유 임피던스로 적절히 종단될 것.
두 선의 길이는 설계에 사용된 로직 패밀리와 회로 주파수의 허용오차 범위 내에서 동일해야 합니다. 핵심은 타이밍 보존에 있으며, 설계의 스큐 예산을 만족할 수 있을 만큼 길이를 충분히 가깝게 맞춰야 합니다. 예를 들어 고속 USB의 경우 길이 불일치는 150 mils를 넘지 않아야 하며, DDR2 클록은 25 mils 이내로 매칭되어야 합니다.
두 신호를 나란히 라우팅하는 이점을 활용해 매칭된 길이의 고품질 라우팅을 달성할 것. 필요하다면 장애물을 우회하기 위해 분리하는 것도 허용됩니다.
신호 임피던스가 유지되는 한 레이어 변경은 허용됩니다.
회로도에서 PCB Editor로 차동 페어 전달하기
회로도에서 넷에 Differential Pair 지시자를 배치한 경우 , 기본 프로젝트 옵션 설정에 따라 PCB에서 차동 페어 멤버가 생성됩니다. 이를 구성하는 데는 Options for PCB Project 대화상자의 다음 옵션이 사용됩니다:
Comparator 탭 - Extra Differential Pairs (이후 업데이트 시 Different Differential Pair 검사와, 설계 규칙도 생성/변경하는 경우 Rules 옵션)
ECO Generation 탭 - Add Differential Pair (이후 업데이트 시 Change Differential Pair 검사와, 설계 규칙도 생성/변경하는 경우 Rules 옵션)
Class Generation 탭 - Generate Net Classes (PCB Differential Pair Routing 규칙의 범위를 지정하는 데 사용할 Net Class도 생성하는 경우)
PCB에서 차동 페어 보기 및 관리
차동 페어 정의는 PCB panel 을 Differential Pairs Editor 모드로 설정하여 보고 관리합니다. 아래 이미지는 Differential Pair Class ROCKET_IO_LINES에 속한 페어를 보여줍니다. 페어 V_RX0가 강조 표시되어 있으며, 이 페어의 넷은 V_RX0_N 및 V_RX0_P입니다. 각 멤버의 넷 이름 옆에 표시되는 - 및 + 는 해당 넷이 페어의 양(+) 또는 음(-) 멤버인지를 나타내는 시스템 플래그입니다.
차동 페어는 Differential Pair Editor에서 보고 관리할 수도 있습니다. Differential Pair Classes 영역에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 새 클래스를 만들 수 있습니다.
PCB 패널의 Differential Pairs Editor 모드에서는 세 개의 주요 영역이 현재 PCB 설계의 차동 페어 계층 구조를 반영하도록 변경됩니다(위에서부터 순서대로):
Differential Pair Classes .
클래스 내 개별 멤버 Differential Pairs .
차동 페어를 구성하는 Nets (음극 및 양극).
차동 페어 클래스 정의
설계 규칙의 적용 대상이 되어야 하는 차동 페어가 둘 이상인 경우가 많습니다. 이런 상황에서는 차동 페어 클래스를 정의하여 논리적 그룹으로 묶을 수 있습니다. 차동 페어 클래스 항목을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 Properties 을 선택하거나(또는 해당 항목을 직접 더블클릭하면) Edit Object Class dialog 가 열리며, 여기서 클래스 이름을 변경하거나 클래스의 차동 페어 멤버십을 확인/수정할 수 있습니다. Differential Pair Classes를 포함한 모든 클래스를 완전히 제어하고 편집하려면, 메인 메뉴의 Design » Classes 명령을 사용하여 Object Class Explorer dialog 를 여십시오.
Object Class Explorer를 사용하면 Differential Pairs를 포함한 모든 클래스를 생성, 조회 및 수정할 수 있습니다.
차동 페어 관리
차동 페어는 회로도에서도 정의할 수 있고 PCB Editor에서도 정의할 수 있습니다. 후자의 경우 관리는 PCB 패널을 Differential Pairs Editor 모드로 설정했을 때의 Differential Pairs 영역에서 수행됩니다. 선택된 특정 차동 페어 클래스에 대해, 해당 클래스에 속하는 현재 정의된 모든 차동 페어 객체가 Differential Pairs 영역에 나열됩니다.
필요에 따라 영역 아래의 버튼을 사용해 차동 페어를 관리하세요:
Add 버튼을 클릭합니다. 나타나는 Differential Pair 대화상자에서 양(+) 넷과 음(-) 넷에 대해 기존 넷을 선택하고, 페어 이름을 지정한 다음 OK 을 클릭합니다.
선택 목록에는 available 넷만 표시된다는 점에 유의하세요. 이미 기존 차동 페어의 일부로 정의된 넷은 표시되지 않습니다.
이름이 지정된 넷으로부터 빠르게 페어를 생성합니다.
기존 차동 페어를 수정하려면 해당 항목을 선택하고 Edit 버튼을 클릭합니다. Differential Pair 대화상자가 열리며 현재 선택된 페어의 넷이 Positive Net 및 Negative Net 드롭다운 필드에 입력되어 있습니다. 필요에 따라 페어의 한쪽 또는 양쪽 넷을 변경하거나 페어 이름을 바꾸세요.
차동 페어 항목을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 Properties 을 선택하거나, 해당 항목을 직접 더블클릭할 수도 있습니다.
기존 차동 페어를 삭제하려면 해당 항목을 선택하고 Delete 버튼을 클릭합니다.
설계 넷에서 차동 페어 생성
TX0_P 및 TX0_N), Create Differential Pairs From Nets 대화상자를 사용할 수 있습니다. 대화상자를 열려면 PCB 패널의 Differential Pairs Editor 모드에서 Create From Nets 버튼을 클릭하세요.
대화상자 상단의 필터 항목에 따라 생성 대상이 될 차동 페어 객체가 목록으로 표시됩니다.
이 자동화 방법의 효과는 차동 페어를 구성할 특정 넷에 어떤 명명 규칙이 사용되었는지에 직접적으로 좌우됩니다. 이상적으로는 공통 루트 뒤에 일관된 양/음 표시자(P 및 N)가 오는 명명 규칙을 사용해야 합니다. 예를 들어 설계 내 차동 신호인 수신기 신호 D_ETH_O.RX를 생각해 보겠습니다. 이 신호를 구성하는 두 넷은 ETH_O.RX_P 및 ETH_O.RX_N 이며, 각각 신호의 양측과 음측을 나타냅니다.
대화상자 상단의 필터를 사용하면 해당 넷이 속한 넷 클래스와, 의도된 페어링에서 양의 넷과 음의 넷을 구분하기 위해 사용된 특정 구분 요소(예: _P 및 _N)를 기준으로 이러한 넷을 빠르게 지정할 수 있습니다. 또한 생성될 차동 페어 객체에 추가할 접두사를 정의하고, 어떤 차동 페어 클래스에 추가할지도 결정할 수 있습니다.
각 차동 페어 객체에 대해 대화상자에는 이를 구성하는 양의 넷과 음의 넷이 표시됩니다. 기본적으로 생성 가능한 모든 차동 페어 객체가 생성 대상으로 선택되며, 개별 항목은 연결된 Create 확인란을 해제하여 제외할 수 있습니다.
모든 옵션을 필요에 맞게 설정했으면 Execute 버튼을 클릭하세요. 그러면 차동 페어 객체가 생성되고 PCB 패널도 그에 맞게 업데이트됩니다.
차동 페어와 xSignals 사용
Main page: xSignals로 고속 신호 경로 정의
차동 페어의 신호 경로에 직렬 부품이 포함되어 있다면 xSignals를 생성하는 것이 유용할 수 있습니다. xSignal은 두 노드 사이의 설계자 정의 신호 경로입니다. 동일한 넷 내의 두 노드일 수도 있고, 서로 다른 넷에 있는 두 노드일 수도 있습니다. xSignal을 사용하면 직렬 부품 양쪽의 넷을 포함하도록 신호 경로를 정의할 수 있습니다. xSignal의 라우트 길이 계산에는 직렬 부품을 통과하는 경로 길이도 포함되며, 이는 xSignals 모드의 PCB 패널에서 xSignal을 선택했을 때 표시되는 가는 선으로 확인할 수 있습니다.
이 차동 페어들은 xSignals로 정의되었으며, 라우트 길이에는 직렬 부품이 포함됩니다.
에 대해 자세히 알아보기적용 가능한 설계 규칙
차동 페어를 대화형으로 라우팅하려면 PCB Rules and Constraints Editor dialog (Design » Rules )에서 다음 두 가지 설계 규칙을 생성하고 구성하십시오.
Differential Pairs Routing - 페어 내 넷의 라우팅 폭, 페어 내 넷 사이의 간격(gap), 그리고 전체 비결합 길이(간격이 Max Gap 설정값보다 넓어지면 페어는 비결합 상태가 됨)를 정의합니다. 이 규칙의 스코프는 차동 페어인 객체를 대상으로 설정하십시오. 예: IsDifferentialPair 또는 InDifferentialPairClass('All Differential Pairs'). Min/Preferred/Max Gap 설정은 라우팅 중에는 사용할 수 있지만 설계 규칙 검사 중에는 사용할 수 없다는 점에 유의하십시오. 설계 규칙 검사 중에는 페어 내 넷 사이의 거리가 아래 강조 상자에서 설명한 것처럼 해당 Electrical Clearance 설계 규칙에 의해 검사됩니다.
Electrical Clearance - 임의의 두 기본 객체(예: pad-pad, track-pad) 사이의 최소 이격을 정의합니다. 대상은 모든 넷, 동일 넷 또는 서로 다른 넷 사이가 될 수 있습니다. 이 규칙의 스코프는 차동 페어의 구성원인 객체를 대상으로 설정하십시오. 예: InDifferentialPair, 그리고 아래와 같이 대화상자의 constraints 영역에서 적절한 객체 유형을 선택하십시오.
Important Note: 차동 페어를 라우팅할 때, 페어 내에서 라우팅된 넷들은 해당 Differential Pair Routing 설계 규칙에 정의된 현재 Min/Preferred/Max Gap 설정값만큼 이격됩니다(라우팅 중 Shift+6 를 눌러 Gap 모드를 순환할 수 있으며, 어떤 모드가 적용되고 있는지는 Status bar에서 확인할 수 있습니다). 그러나 설계 규칙 검사 중에는 모든 전기 객체가 해당 Electrical Clearance 설계 규칙을 사용해 검사되므로, 차동 페어 라우팅에 사용된 gap 값이 Electrical Clearance 설계 규칙에서 차동 페어 넷 사이에 허용한 최소 이격보다 작으면 Electrical Clearance 설계 규칙 위반이 발생합니다. 페어 내 넷이 해당 Electrical Clearance 설계 규칙에서 허용하는 최소 설정값보다 더 가깝게 배치된 경우, 차동 페어를 대상으로 하는 추가 Electrical Clearance 설계 규칙을 추가하여 Diff Pair Routing Gap 설정과 동일한 이격을 허용해야 합니다. 이 규칙은 또한 검사할 Net 유형을 정의하는 설정이 Same Differential Pair 로 지정되어 있어야 하며, 이는 에 표시된 것과 같습니다.
설계 규칙의 스코프 설정
설계 규칙의 스코프는 해당 규칙을 적용하려는 객체 집합을 정의합니다. 차동 페어는 하나의 객체이므로 다음 예와 같은 쿼리를 사용할 수 있습니다.
InAnyDifferentialPair - 객체가 임의의 차동 페어에 속하는지 여부입니다.
InDifferentialPair('D_V_TX1') - 이름이 D_V_TX1 인 차동 페어의 두 넷 모두를 대상으로 합니다.
InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') - ROCKET_IO_LINES 라는 차동 페어 클래스에 속한 모든 페어의 모든 넷을 대상으로 합니다.
(IsDifferentialPair And (Name = 'D_V_TX1')) - 이름이 D_V_TX1 인 차동 페어 객체를 대상으로 합니다.
(IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) - 이름이 문자 D 로 시작하는 모든 차동 페어 객체를 대상으로 합니다.
규칙 정의를 위한 Differential Pair Rule Wizard 사용
규칙은 PCB Rules and Constraints Editor (Design » Rules )를 사용해 수동으로 생성할 수 있지만, PCB 패널의 Differential Pairs Editor 모드에서는 Differential Pair Rule Wizard 의 편리한 기능을 제공합니다. Wizard에 액세스하고 필요한 대로 규칙 속성을 구현하려면 Rule Wizard 버튼(Nets 패널의 PCB 영역 아래)을 사용하십시오.
Differential Pair Rule Wizard 는 규칙 정의 과정을 단계별로 안내합니다.
규칙의 스코프는 wizard를 실행하기 전에 PCB 패널에서 선택한 항목에 따라 다음과 같이 달라집니다.
Differential Pair Class
All Differential Pairs 클래스가 선택된 경우, 각 규칙의 스코프는 All 가 됩니다.
특정 차동 페어 클래스가 선택된 경우, 각 규칙의 스코프는 InDifferentialPairClass('ClassName') 가 됩니다.
Differential Pair
패널에서 단일 차동 페어 객체가 선택된 경우, 스코프는 다음과 같습니다.
Width - InDifferentialPair('PairName')
Matched Net Lengths and Differential Pairs Routing - IsDifferentialPair And (Name = 'PairName'))
패널에서 여러 차동 페어 객체가 선택된 경우, 각 페어 객체마다 개별 스코프 항목이 생성되며 각각은 'Or' 연산자로 구분됩니다. 예를 들어, 개별적으로 선택된 차동 페어 객체 D_ETH_O.TX 및 D_ETH_O.RX 를 대상으로 하는 라우팅 Width 규칙의 스코프는 다음과 같습니다:InDifferentialPair('D_ETH_O.TX') Or InDifferentialPair('D_ETH_O.RX')
차동 페어 내 넷에서 페어에 속하지 않는 임의의 other 전기 객체까지의 이격은 해당 Clearance 규칙에 의해 모니터링된다는 점에 유의하십시오.
차동 페어 라우팅
Related page: 대화형 라우팅
차동 페어는 한 쌍으로 라우팅됩니다. 즉, 두 개의 넷을 동시에 라우팅합니다. 차동 페어를 라우팅하려면 Interactive Differential Pair Routing 메뉴 또는 Route 메뉴의 Active Bar 를 선택하십시오. 그러면 페어 내 넷 중 하나를 선택하라는 메시지가 표시됩니다. 둘 중 어느 것을 클릭해도 라우팅이 시작됩니다. 시스템이 다른 트레이스도 자동으로 선택하므로 페어에서 양(+) 또는 음(-) 트레이스 중 어느 것을 선택해도 상관없습니다. 아래 비디오는 차동 페어가 라우팅되는 모습을 보여줍니다.
차동 페어 라우팅 중에는 다음 기능을 수행할 수 있습니다.
Shift+R 충돌 해결 라우팅 모드(Walkaround, Push, Hug and Push, Stop at First Obstacle, Ignore Obstacles)를 순환합니다.
Shift+Spacebar 사용 가능한 코너 스타일(45도 코너, 코너 내 45도 아크, 임의 각도, 90도 코너, 코너 내 90도 아크)을 순환합니다.
임의 각도 코너 스타일로 diff pair를 라우팅할 때는 Shift 를 길게 눌러 접선 아크를 사용해 diff pair를 라우팅합니다.
Spacebar 를 눌러 두 코너 방향 하위 모드 사이를 전환합니다.
마지막 정점을 제거하려면 Backspace 키를 누르십시오.
가능한 diff pair 라우팅 폭(User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max)을 순환하려면 3 를 누르십시오.
가능한 diff pair gap(Rule Min, Rule Preferred, Rule Max)을 순환하려면 Shift+6 를 누르십시오.
숫자 키패드의 + 및 - 키를 사용하여 라우팅 레이어를 전환합니다.
레이어를 전환하고 비아 페어를 삽입하려면 숫자 키패드의 * 키를 누르거나 Ctrl+Shift+Wheel Scroll 단축키 조합을 사용한 다음,
Shift+F1 사용 가능한 모든 명령 중 단축키를 표시합니다.
코너 내 아크 모드에서는 ", " 키를 눌러 최대 아크 반경을 줄이고, ". " 키를 눌러 최대 아크 반경을 늘립니다. 아크 크기는 커서를 움직여 대화형으로 변경할 수 있습니다. 이 설정은 허용되는 최대 아크 반경을 정의하며, 라우팅 중 Status bar에 표시됩니다.
현재 라우팅 모드, 폭, 간격, 비아 크기 등의 많은 설정은 상태 표시줄(아래 그림 참조) 또는 Heads Up Display(Shift+H 로 켜기/끄기 전환) 에 표시됩니다.
Configuring the Interactive Differential Pair Router
에 대해 자세히 알아보십시오. 많은 대화형 차동 페어 라우팅 설정은 대화형 차동 페어 라우팅 중에 Interactive Differential Pair Routing 패널의 Properties 모드에서 변경할 수 있습니다. 라우팅 중 Tab 를 눌러 패널을 표시합니다.
차동 페어의 구성원을 인식하기 위해 Coupling 개념이 사용됩니다. 소프트웨어가 차동 페어에 속하는 객체를 인식하면, Keep Coupled 옵션이 Interactive Sliding 또는 Interactive Via Dragging 패널의 Properties 모드에서 활성화되어 있는 경우(아래 설명 참조) 페어의 상대 트랙 또는 비아를 드래그하려고 시도합니다.
다음의 접을 수 있는 섹션에는 사용 가능한 옵션 및 컨트롤에 대한 정보가 포함되어 있습니다:
Net Information
DP Name – 차동 페어 이름을 표시합니다.
DP Class – 해당 라우팅이 속한 차동 페어 클래스(차동 페어 클래스의 구성원인 경우)를 표시합니다.
Selected
Length – 선택한 세그먼트의 총 길이 합계입니다.
Delay – 미배선 구간을 포함한 선택한 세그먼트의 총 지연입니다.
Total
Length – 총 Signal Length 입니다. Signal Length 는 전체 노드 간 거리의 정확한 계산값입니다. 배치된 객체를 분석하여 패드 내부의 적층 또는 중첩 객체와 우회 경로를 해석하며, 비아 길이도 포함됩니다. 넷이 완전히 라우팅되지 않은 경우 연결선의 Manhattan(X + Y) 길이도 포함됩니다.
Delay – Total Length 의 라우팅된 세그먼트 지연입니다.
Properties
Layer – 드롭다운을 사용하여 라우팅이 위치한 레이어를 지정합니다.
Gap – 드롭다운 또는 Shift+6 단축키를 사용하여 허용 가능한 클리어런스를 순환 선택합니다.
Min – 동일한 차동 페어 내 서로 다른 넷의 프리미티브 사이 최소 허용 클리어런스를 지정하려면 선택합니다.
Preferred – 동일한 차동 페어 내 서로 다른 넷의 프리미티브 사이 선호 클리어런스를 지정하려면 선택합니다.
Max – 동일한 차동 페어 내 서로 다른 넷의 프리미티브 사이 최대 허용 클리어런스를 지정하려면 선택합니다.
Via – 비아가 템플릿과 연결되어 있으면 템플릿 이름이 여기에 표시됩니다.
Via Diameter – 비아 직경을 지정합니다.
Via Hole Size – 비아 홀 크기를 지정합니다.
Width – 드롭다운을 사용하여 폭을 지정합니다.
Min – 현재 넷에 대해 정의된 설계 규칙 최소 폭이 사용됨을 의미합니다
Preferred – 현재 넷에 대해 정의된 설계 규칙 선호 폭이 사용됨을 의미합니다.
Max – 현재 넷에 대해 정의된 설계 규칙 최대 폭이 사용됨을 의미합니다.
Interactive Routing Options
Rules
적용 가능한 설계 규칙으로 정의된 제약 조건은 Rules 패널의 Properties 섹션 아래에 나열됩니다.
Via Constraint – 클릭하면 비아에 대한 PCB 규칙을 정의할 수 있는 Edit PCB Rule 대화상자가 열립니다.
Differential Pair Constraint – 클릭하면 차동 페어에 대한 PCB 규칙을 정의할 수 있는 Edit PCB Rule 대화상자가 열립니다.
라우팅 품질 향상
Main article: 기존 라우트의 Glossing 및 Retracing
PCB 편집기에는 기존 라우팅의 품질을 향상시키는 강력한 도구가 포함되어 있습니다. 이러한 도구를 Glossing과 Retracing이라고 하며, 둘 다 Route 메뉴에서 사용할 수 있습니다.
Gloss - 은(는) 트레이스 형상을 개선하는 데 중점을 두며, 코너 수를 줄이고 전체 라우트 길이를 단축하려고 시도합니다. Gloss는 기존 트레이스 폭과 차동 페어 간격을 유지합니다. Glossing은 Preferences 대화상자의 PCB - Interactive Routing 페이지에서 구성된 현재 Gloss Effort (Routed) 설정을 따릅니다(show image ).
Retrace - 전체 형상이 만족스럽다고 가정하고, 대신 라우팅이 설계 규칙을 충족하는지 검증하는 데 중점을 둡니다. Gloss가 기존 트레이스 폭과 페어 간격을 유지하는 반면, Retrace는 이를 Preferred 값으로 변경합니다. Retrace는 Differential Pair Routing 설계 규칙이 변경되었고 그 변경 사항을 기존 라우팅에 적용해야 할 때 사용하기에 매우 유용한 도구입니다.
이전 섹션 Routing a Differential Pair 의 애니메이션에는 Gloss Effort (Routed) 가 Strong로 설정된 상태에서의 glossing 간단한 데모가 포함되어 있습니다.
차동 페어 라우팅의 인터랙티브 수정
Main page: 기존 라우트 수정
라우팅 중에는 기존 라우팅의 일부를 변경해야 하는 경우가 많이 있습니다. 예를 들어 패드 출구가 마음에 들지 않아 다시 형상을 잡고 싶을 수 있습니다(아래 비디오 참조). 클릭하고 트랙 세그먼트를 드래그하는 제도 방식으로 기존 라우팅을 변경할 수도 있지만, 대개는 단순히 다시 라우팅하는 것이 더 쉽습니다.
이렇게 하려면 Route » Interactive Differential Pair Routing 명령을 선택한 다음 기존 라우팅의 아무 곳이나 클릭하십시오. 새 경로를 라우팅한 뒤 필요한 위치에서 다시 기존 라우팅과 만나도록 진행합니다. 그러면 이전 경로와 새 경로 사이에 루프가 생성됩니다. 라우트를 종료하기 위해 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하거나 Esc 를 누르면 중복 세그먼트가 자동으로 제거되며, 여기에는 중복 비아도 포함됩니다.
차동 페어 라우팅은 단일 넷 라우팅과 약간 다릅니다. 단일 넷 라우팅은 마지막 세그먼트를 속이 빈 형태(look-ahead 세그먼트)로 구성할 수 있으며, 이 세그먼트는 클릭해도 배치되지 않습니다. 차동 페어 라우팅에는 look-ahead 세그먼트가 없으므로 클릭하면 보이는 모든 세그먼트가 배치됩니다. 중복 세그먼트가 생기지 않도록 커서를 적절히 위치시키십시오.
트랙 세그먼트를 수동으로 드래그하여 차동 페어를 조정하는 경우, 한 페어 멤버로 다른 멤버를 밀어낼 수도 있고 각각을 독립적으로 드래그할 수도 있습니다.
루프 제거 기능을 사용하면 새 경로를 따라 차동 페어를 인터랙티브하게 다시 라우팅할 수 있으며, 이전 라우팅 루프는 자동으로 제거됩니다. 한 라우트를 드래그하여 다른 라우트를 밀어내는 방식으로도 페어를 수정할 수 있습니다.
인터랙티브 비아 드래깅
PCB 설계자는 늦은 설계 변경이나 설계 완료를 위해 라우팅을 조정하는 데 많은 시간을 들일 수 있습니다. 이는 기존 라우팅을 밀고 이동시키거나, 비아를 드래그하거나, 컴포넌트를 조금씩 움직이는 작업을 의미할 수 있습니다.
Properties panel에서 비아 드래깅 동작을 조정하십시오.
인접 라우트의 glossing 지원과 더불어 비아 드래깅도 지원됩니다. 비아 드래깅은 Neighbor Glossing 을 지원하며, PCB 편집기의 Properties 패널에서 Interactive Via Dragging 모드를 통해 구성됩니다. 비아를 드래그하는 동안 Tab 를 눌러 패널에 접근하고 설정을 조정하십시오.
차동 페어 드래깅
차동 페어의 멤버를 인식하기 위해 Coupling 개념이 사용됩니다. 소프트웨어가 차동 페어에 속한 객체를 인식하면, Properties 패널의 Interactive Sliding 또는 Interactive Via Dragging 모드에서 Keep Coupled 옵션이 활성화된 경우 페어의 상대 트랙 또는 비아도 함께 드래그하려고 시도합니다.
비아 페어를 드래그하는 동안 X를 눌러 페어를 90도 회전합니다.
상대 객체가 커플링되어 있는지 확인하기 위해 소프트웨어는 다음을 검사합니다.
비아 페어의 경우 - 해당 페어에 속하고, 2 * Preferred Gap
보다 더 가깝습니다.
트랙 페어의 경우 - 해당 페어에 속하고, 동일한 레이어에 있으며, 간격이 다음보다 크지 않습니다. Preferred Gap
사용 가능한 클리어런스 표시
라우팅 중에 왜 라우트가 그 틈을 통과하지 못하는지 궁금해하며 막혀본 적이 있습니까? 이런 답답함은 차동 페어 라우팅 중에 더 자주 발생할 수 있습니다. Altium Designer에는 이를 돕는 dynamic display of clearance boundaries 기능이 포함되어 있습니다. 활성화하면 existing objects + the applicable clearance rule 로 정의된 통과 금지 클리어런스 영역이 아래 비디오와 같이 로컬 보기 원 안에 음영 처리된 폴리곤으로 표시됩니다. 이 기능을 켜거나 끄려면 Ctrl+W 를 누르십시오.
차동 페어 라우팅 중 클리어런스 경계를 동적으로 표시합니다.
표시 영역은 현재 커서 위치 주변 영역으로 제한할 수도 있고 전체 화면으로 설정할 수도 있습니다. 이는 Preferences 대화상자의 PCB Editor - Interactive Routing 페이지에 있는 Reduce Clearance Display Area 하위 옵션으로 제어됩니다.
Quick Differential Pair Routing Tool
The Quick Differential Pair Routing 명령 (메인 메뉴와 Active Bar 에서 액세스)은 더 적은 설정과 기능으로 더 가벼운 라우팅을 제공하며, 보다 단순한 설계에 적합합니다. 일반적인 동작과 단축키는 표준 Interactive Differential Pair Routing 명령과 동일합니다.
기능은 다음과 같습니다:
첫 번째 장애물에서 정지, 우회(walkaround), 푸시 앤 셔브(push and shove)와 같은 다양한 라우팅 모드
트랙 각도와 직교성을 유지하는 강력한 드래깅 기능
재라우팅을 빠르고 쉽게 수행할 수 있게 해주는 루프 제거 기능
Quick Differential Pair Routing 도구는 직관적인 방식으로 라우팅 효율성과 유연성을 극대화하도록 도와주며, 커서 경로를 따라 라우트 구간 배치, 클릭 한 번으로 라우팅 완료, 장애물 밀어내기 또는 우회, 기존 연결 자동 추적 등을 해당 설계 규칙에 따라 수행합니다.
이 라우터를 Quick 라고 부르는 이유는 제공하는 기능 세트가 축소되어 있기 때문입니다. Quick Differential Pair Router에 포함되지 않는 기능은 다음과 같습니다:
턴 스무딩 없음
Any Angle 라우팅 지원이 제한적임
T-접합부 푸시 없음
단순한 Push&Shove 지원
Miter Ratio, Min Arc 또는 Pad Entry Stability 없음
단순한 Gloss Effort, Gloss Neighbor 지원 없음
시작 핀을 측면으로 빠져나갈 때 차동 페어 수렴 없음
라우팅된 차동 페어의 허깅(hugging) 없음
인접 차동 페어가 밀릴 때 차동 페어 유지 기능 없음
이러한 기능이 필요하면 Interactive Differential Pair Routing 도구를 사용하십시오.
차동 페어의 구성원을 인식하기 위해 Coupling 개념이 사용됩니다. 소프트웨어가 차동 페어에 속한 객체를 인식하면, Keep Coupled 패널의 Interactive Sliding 또는 Interactive Via Dragging 모드에서 Properties 옵션이 활성화된 경우 해당 페어의 짝 트랙 또는 비아를 드래그하려고 시도합니다.
Net Information
DP Name – 차동 페어 이름을 표시합니다.
DP Class – 라우팅이 속한 차동 페어 클래스(차동 페어 클래스의 멤버인 경우)를 표시합니다.
Selected
Length – 선택한 세그먼트의 총 길이 합계입니다.
Delay – 미배선 구간을 포함한 선택한 세그먼트의 총 지연입니다.
Total
Length – 총 Signal Length 입니다. Signal Length 는 전체 노드 간 거리의 정확한 계산값입니다. 배치된 객체를 분석하여 패드 내부의 적층 또는 중첩 객체와 우회 경로를 해석하며, 비아 길이도 포함됩니다. 넷이 완전히 라우팅되지 않은 경우 연결선의 맨해튼(X + Y) 길이도 포함됩니다.
Delay – Total Length 의 라우팅된 세그먼트 지연입니다.
Properties 패널의
Differential Pair Routing 모드에서
DP Name ,
DP Class ,
Length ,
Delay 의 클릭 가능한 링크를 선택하면
PCB – Nets panel 로 이동하며, সেখানে 연관된 넷의 세부 정보를 보고 변경할 수 있습니다.
Properties
Layer – 드롭다운을 사용하여 라우팅이 위치한 레이어를 지정합니다.
Gap – 드롭다운 또는 Shift+6 단축키를 사용하여 허용 가능한 클리어런스를 순환 선택합니다.
Min – 동일한 차동 페어 내 서로 다른 넷의 프리미티브 간 최소 허용 클리어런스를 지정하려면 선택합니다.
Preferred – 동일한 차동 페어 내 서로 다른 넷의 프리미티브 간 선호 클리어런스를 지정하려면 선택합니다.
Max – 동일한 차동 페어 내 서로 다른 넷의 프리미티브 간 최대 허용 클리어런스를 지정하려면 선택합니다.
Via – 비아가 템플릿과 연결되어 있으면 여기 표시됩니다.
Via Diameter – 비아 직경을 지정합니다.
Via Hole Size – 비아 홀 크기를 지정합니다.
Width – 드롭다운을 사용하여 폭을 지정합니다.
Min – 현재 넷에 대해 정의된 설계 규칙 최소 폭이 사용됨을 의미합니다
Preferred – 현재 넷에 대해 정의된 설계 규칙 선호 폭이 사용됨을 의미합니다.
Max – 현재 넷에 대해 정의된 설계 규칙 최대 폭이 사용됨을 의미합니다.
Interactive Routing Options
Routing Mode – 드롭다운 또는 Shift+R 단축키를 사용하여 원하는 라우팅 모드를 순환 선택합니다. 다음 옵션을 사용할 수 있습니다:
Ignore Obstacles – 기존 객체를 무시하도록 선택합니다(라우팅을 자유롭게 배치할 수 있음). 위반 사항은 강조 표시됩니다.
Walkaround Obstacles – Interactive Router가 기존 트랙, 패드 및 비아를 피해 라우팅하도록 선택합니다. 이 모드에서 위반을 발생시키지 않고 장애물을 우회할 수 없으면 라우트가 막혔음을 나타내는 표시가 나타납니다.
Push Obstacles – Interactive Router가 기존 트랙을 옆으로 밀어내도록 선택합니다. 이 모드는 새 라우팅을 위해 비아도 밀어낼 수 있습니다. 이 모드에서 위반을 발생시키지 않고 장애물을 밀어낼 수 없으면 라우트가 막혔음을 나타내는 표시가 나타납니다.
HugNPush Obstacles – Interactive Router가 기존 트랙, 패드 및 비아에 가능한 한 가깝게 붙어(hug) 라우팅하고, 필요 시 장애물을 밀어내며 라우팅을 계속하도록 선택합니다. 이 모드에서 위반을 발생시키지 않고 장애물을 허깅하거나 밀어낼 수 없으면 라우트가 막혔음을 나타내는 표시가 나타납니다.
Stop At First Obstacle – 이 모드에서는 라우팅 엔진이 경로를 가로막는 첫 번째 장애물에서 멈춥니다.
AutoRoute Current Layer – 현재 레이어에서만 자동 라우팅을 활성화하려면 선택합니다.
AutoRoute MultiLayer – 여러 레이어에서 자동 라우팅을 활성화하려면 선택합니다.
Corner Style – 원하는 라우팅 코너 스타일을 선택하거나 Shift+Spacebar 단축키를 사용하여 코너 스타일을 순환 선택합니다.
Restrict to 90/45 – 라우팅을 90도와 45도로만 제한하려면 활성화합니다.
Automatically Remove Loops – 수동 라우팅 중 생성되는 불필요한 루프를 자동으로 제거하려면 활성화합니다. 이를 통해 불필요한 트랙을 수동으로 제거하지 않고도 연결을 다시 라우팅할 수 있습니다. 그러나 전원 넷처럼 루프가 필요한 경우도 있으므로, 동일한 넷에 대해 이 전역 설정을 재정의하려면 Shift+D 단축키를 사용하여 이 옵션을 전환할 수 있습니다.
Remove Loops With Vias – 비아가 포함된 루프도 자동으로 제거하려면 활성화합니다. 루프 제거 시 비아를 유지하려면 이 옵션을 비활성화합니다.
Remove Net Antennas – 다른 프리미티브와 연결되지 않아 안테나를 형성하는 트랙 또는 아크 끝을 제거하려면 이 옵션을 활성화합니다.
Display Clearance Boundaries – 기존 객체와 적용 가능한 클리어런스 규칙으로 정의되는 진입 금지 클리어런스 영역을 로컬 보기 원 안에 음영 처리된 폴리곤으로 표시하려면 이 옵션을 활성화합니다. 이 옵션은 Ignore Obstacles 라우팅 모드에서는 사용할 수 없습니다.
Reduce Clearance Display Area – 더 작은 클리어런스 경계를 사용하려면 이 옵션을 활성화합니다. 이 옵션은 Display Clearance Boundaries option 가 활성화된 경우에만 사용할 수 있습니다.
Rules
적용 가능한 설계 규칙에 정의된 제약 조건은 Properties 패널의 Rules 섹션 아래에 나열됩니다.
Via Constraint – 클릭하면 비아에 대한 PCB 규칙을 정의할 수 있는 Edit PCB Rule 대화상자가 열립니다.
Differential Pair Constraint – 클릭하면 차동 페어에 대한 PCB 규칙을 정의할 수 있는 Edit PCB Rule 대화상자가 열립니다.
차동 페어 길이 맞추기
차동 페어는 본질적으로 노이즈에 강하고 신호에 대한 고품질 리턴 패스를 제공하는 문제를 단순화해 주기 때문에 고속 설계에서 자주 사용됩니다. 그러나 단일 종단 신호와 마찬가지로, 신호 타이밍 요구 사항을 충족하려면 길이를 관리해야 합니다.
차동 페어 라우팅 중에는 페어를 구성하는 두 넷 각각의 길이가 상태 표시줄에 표시되며, Heads-up display에도 표시됩니다(Shift+H 로 켜기/끄기 전환). PCB 패널에 표시되는 길이 값은 페어 라우팅을 종료하면 업데이트됩니다.
페어 내 각 넷의 현재 라우트 길이는 Heads-up display에 표시됩니다(Shift+H 로 켜기/끄기 전환).
PCB 패널은 설계 공간의 객체를 검사하는 데 사용되며, Nets , Differential Pairs , xSignals 등을 검사하는 모드를 포함합니다. 이 패널에는 각 넷/차동 페어/xSignal에 대한 세부 정보가 포함되며, 여기에는 신호 길이와 지연도 포함됩니다. 패널의 각 섹션에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하면 해당 섹션의 명령 컨텍스트 메뉴가 표시됩니다. 예를 들어 패널이 Nets 모드일 때 패널의 Nets 섹션에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 Columns 하위 메뉴를 사용하면 Signal Length 및 Delay 같은 세부 정보의 표시 여부를 설정할 수 있습니다. Length 및/또는 Matched Length 규칙이 적용되어 있을 때 설계 규칙을 충족하지 못하는 넷의 Signal Length 열은 주황색(목표 길이보다 짧음) 또는 빨간색(목표 길이 초과)으로 강조 표시됩니다.
길이 매칭 진행 상황을 모니터링하려면 PCB 패널을 사용하십시오.
► PCB 패널에 대해 자세히 알아보기
Matched Length 및 Length 설계 규칙
Length 및 Matched Length 설계 규칙은 비행 시간과 스큐 타이밍 요구 사항이 충족되도록 정의할 수 있습니다. 이러한 규칙은 설계 규칙 검사(DRC) 중에 사용될 뿐만 아니라 대화형 길이 튜닝 중에도 사용됩니다.
Matched Length 설계 규칙은 규칙 범위가 대상으로 하는 쌍들 중 가장 긴 쌍을 감지하고, 그 쌍의 Average Length 값을 기준값으로 사용하여 다른 대상 쌍들과 비교하며, 그 길이가 규칙에 정의된 Tolerance의 ± 범위 내에 있도록 요구합니다. Average Length 값은 PCB 패널의 Differential Pairs Editor 모드에 표시됩니다.
Length 및 Matched Length 설계 규칙은 Length Units 또는 Delay Units 기준으로 범위를 지정할 수 있습니다. 규칙이 delay 기준으로 범위 지정된 경우, Length Tuning Gauge도 delay 기준으로 표시됩니다.
쌍 내부 및 쌍 간 설계 규칙
쌍들 사이뿐 아니라 각 쌍 내부에서도 길이 매칭 요구사항이 있을 가능성이 높습니다.
이를 관리하려면 적절한 Matched Length 설계 규칙을 생성합니다.
쌍들 전체에 걸쳐(쌍 간) 적용되는 Matched Length 설계 규칙을 정의합니다(Group Matched Lengths 옵션 선택으로 구현). 아래 이미지와 같이 필요한 쌍(또는 xSignals)에 규칙 범위를 지정합니다.
차동 쌍 간, 또는 이 예제에서는 xSignals 간 길이 요구사항을 정의하는 matched length 규칙을 생성합니다.
쌍 내부에 적용되는 또 다른 Matched Length 설계 규칙을 정의합니다(Within Differential Pair Length 옵션 선택으로 구현). 이 규칙은 각 쌍 내부의 두 net 길이가 허용오차 내에 있도록 보장합니다. 아래와 같이 이 규칙은 차동 쌍을 대상으로 하는 Where the Object Matches 설정을 사용해 범위를 지정해야 합니다. 이 규칙은 쌍 간 규칙보다 더 높은 우선순위를 가져야 합니다.
쌍 내부의 길이 요구사항을 정의하는 두 번째 matched length 규칙을 생성합니다.
차동 쌍 길이 튜닝
Main article: 길이 튜닝
쌍의 길이와 각 쌍 내부 net의 길이는 두 가지 길이 튜닝 명령을 사용해 조정합니다. 길이를 튜닝하려면:
차동 쌍의 길이는 Route 메뉴의 Interactive Diff Pair Length Tuning 명령을 사용하여 정확하게 튜닝할 수 있습니다. 길이 튜닝 중에는 단축키를 사용해 아코디언 스타일과 크기를 대화형으로 조정하거나, Tab 를 눌러 Properties 패널을 Differential Pair Length Tuning 모드로 열 수 있습니다. 패널에서 목표 길이는 다음 기준으로 정의됩니다.
적용 가능한 Length 및/또는 Matched Length 설계 규칙에서
사용자가 선택한 라우팅된 diff pair에서
수동으로 Target Length 필드에 값을 입력
쌍 내부의 net을 튜닝하려면 Route 메뉴의 Interactive Length Tuning 명령을 사용합니다. 쌍에서 더 긴 net을 튜닝하려고 하면 Target Length Shorter than Old Length 메시지가 표시됩니다.
먼저 차동 쌍의 길이를 튜닝한 다음, 쌍 내부에서 더 짧은 net의 길이를 튜닝합니다.
길이 튜닝 중 튜닝 아코디언이 나타나지 않는다면, 현재 설정이 아코디언을 배치할 수 있는 공간에 적합하지 않을 가능성이 큽니다. 튜닝 중 이런 상황이 발생하면 Tab 를 눌러 Properties panel 를 Differential Pair Length Tuning 모드로 열고, 패널의 Pattern 섹션 설정이 적절한지 확인하십시오. 예를 들면 다음과 같습니다.
Max Amplitude 값이 너무 클 수 있습니다.
Style 가 Mitered Arcs인 경우, 현재 Amplitude와 Space에서 아크를 형성하기에는 Miter percentage가 너무 클 수 있습니다.
좋은 방법은 Style을 Mitered Lines로 설정하고, Pause 버튼을 클릭해 길이 튜닝을 재개한 다음, 1 및 2 단축키로 Miter 를 대화형으로 조정하고, 3 및 4 단축키로 Space (pitch)를 조정하며, , 및 . 단축키로 Amplitude 를 조정하는 것입니다. 원하는 형태로 튜닝되면 Spacebar 를 눌러 선호하는 Style로 순환 전환합니다.
자세한 내용은 Length Tuning 페이지를 참조하십시오. 여기에는 아코디언 스타일, amplitude, pitch를 변경하는 데 사용할 수 있는 단축키의 상세 목록이 있습니다. 또한 Length 및 Matched Length 설계 규칙에 중복 설정이 있을 때 소프트웨어가 어떤 규칙 설정을 따르는지도 설명합니다.
길이 튜닝 및 아코디언 수정 데모
이 비디오는 길이 튜닝 아코디언을 추가하여 쌍 길이를 다른 쌍과 비교해 튜닝하는 과정(xSignal 길이 기준)을 보여줍니다. 그런 다음 각 쌍의 더 짧은 구성원을 해당 쌍의 더 긴 구성원에 맞춰 길이 튜닝합니다. 이어서 쌍을 대화형으로 이동하고 형태를 변경하는 방법, 튜닝 아코디언을 삭제하는 방법, 그리고 배치 중 단축키를 사용해 새 아코디언의 형태를 만드는 방법을 보여줍니다.
차동 쌍의 길이는 길이 튜닝 아코디언을 추가하여 조정할 수 있습니다. 아코디언은 이동, 형태 변경, 삭제가 가능한 객체입니다.
참고 항목
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