Obsługa reguł projektowych dla xSignals

Reguły projektowe pozwalają przełożyć wymagania na zestaw instrukcji, które edytor PCB może zrozumieć i wykonywać. Reguły można sprawdzać podczas rozmieszczania obiektów — jest to tzw. Online DRC — lub po zakończeniu prac, w ramach tzw. Batch DRC. Obiekty xSignals mogą służyć do określania obiektów, do których ma być stosowana reguła projektowa.

► Dowiedz się więcej o regułach projektowych

► Dowiedz się więcej o dostrajaniu długości

Reguła dopasowania długości

Reguła projektowa Matched Lengths służy do zapewnienia, że różnice długości wskazanych sieci mieszczą się w określonym zakresie. Reguła ta jest niezbędna w projektach układów szybkich, w których znaczenie ma nie tylko czas dotarcia sygnałów (zależny od ich całkowitej długości), lecz także to, aby określone sygnały docierały w tym samym czasie. W zależności od szybkości przełączania sygnałów, ich funkcji oraz materiałów użytych w płytce dopuszczalna różnica może wynosić nawet 500 mils lub zaledwie 1 mil.

Poniższa ilustracja przedstawia przykład reguły projektowej Matched Lengths skonfigurowanej tak, aby obejmowała obiekty xSignals z klasy xSignal PCIE i sprawdzała różnice długości w obrębie każdej pary różnicowej w tej klasie xSignals. Długości tras każdej pary w tej klasie muszą zapewniać Delay Tolerance nie większe niż 2ps opóźnienia między dwiema sieciami tej pary.

Należy pamiętać, że w ustawieniach ograniczeń reguły projektowej Matched Lengths trzeba wybrać między dopasowaniem długości wszystkich objętych nią sieci (Group Matched Lengths) a dopasowaniem długości dwóch sieci w obrębie każdej pary różnicowej należącej do objętych regułą sieci.

Poniższa ilustracja przedstawia klasę xSignal PCIE_TX wybraną w panelu oraz należące do niej obiekty xSignals zaznaczone w obszarze projektowym.

Oprócz klasy PCIE zdefiniowano również klasy dla par TX i RX. Zwróć uwagę, że jeden z obiektów xSignals TX nie spełnia obowiązującej reguły dopasowania długości. ##

Jeśli planujesz dostrajanie długości obiektów xSignals obejmujących pojedyncze sieci i pary różnicowe, utwórz następujące reguły:

• Regułę dopasowania długości określającą wymagania dotyczące dopasowania długości between nets and differential pairs in xSignals. Aby skonfigurować regułę tak, by porównywała długość jednej sieci/pary z długością innej sieci/pary, włącz opcję Group Matched Lengths.

• Drugą regułę dopasowania długości, o wyższym priorytecie, określającą wymagania dotyczące dopasowania długości within-pair. Aby skonfigurować regułę tak, by porównywała długość jednego członu pary z długością drugiego, włącz opcję Within Differential Pair Length.

Zalecany sposób dostrajania długości takich obiektów xSignals:

1. Poprowadź ścieżki sieci i par różnicowych należących do obiektu xSignal.

2. Dostrój długości pojedynczych sieci za pomocą polecenia Interactive Length Tuning.

3. Dostrój długości between par za pomocą polecenia Interactive Differential Pair Length Tuning. Funkcja dostrajania długości przyjmuje długość najdłuższego sygnału w najdłuższej parze jako długość docelową i dostraja do niej najdłuższą sieć w danej parze.

4. Dostrój długość krótszej sieci within każdej pary do długości drugiej sieci w tej parze za pomocą polecenia Interactive Length Tuning.

5. Teraz możesz użyć panelu PCB Rules and Violations do sprawdzenia reguł Matched Net Length dotyczących within-pair. W tym celu wybierz Matched Net Lengths w sekcji Rule Classes panelu, a następnie kliknij prawym przyciskiem myszy odpowiednią regułę Matched Lengths i wybierz polecenie Run DRC Rule <RuleName> z menu kontekstowego. W razie potrzeby skoryguj meandry dostrajające długości pojedynczych sieci.

6. Następnie użyj panelu PCB Rules and Violations do sprawdzenia reguł Matched Net Length dotyczących between-pair, stosując opisaną wyżej procedurę. W razie potrzeby skoryguj meandry dostrajające długości par różnicowych.

Reguła długości

Reguła projektowa Length służy do zapewnienia, że całkowita długość poprowadzonej trasy mieści się w określonym zakresie. Reguła ta jest zazwyczaj używana do zapewnienia, że wskazane sieci nie przekraczają określonej długości, na przykład w celu spełnienia wymagań czasowych układu. Reguła długości uwzględnia wymienione powyżej zapytania typu xSignal.

Reguła ścieżki powrotnej

Reguła projektowa Return Path sprawdza ciągłość ścieżki powrotnej sygnału na wyznaczonej warstwie odniesienia powyżej lub poniżej sygnałów objętych regułą. Ścieżkę powrotną mogą tworzyć wypełnienia, regiony i wylewki poligonowe umieszczone na warstwie sygnałowej lub może nią być wewnętrzna warstwa płaszczyzny.

Warstwy ścieżki powrotnej to warstwy odniesienia zdefiniowane w wybranym profilu impedancji. Dodaj nową regułę projektową Return Path w kategorii reguł High Speed.

Poniższa ilustracja przedstawia naruszenie reguły Return Path: poligon ścieżki powrotnej obiektu xSignal ma otwór umożliwiający przejście przelotki.

Lokalizowanie naruszenia reguły Return Path za pomocą panelu PCB Rules and Violations. ##

Dokładne obliczanie długości

Kluczowym wymaganiem przy definiowaniu reguł projektowych dla układów szybkich jest dokładne obliczanie długości tras. Tradycyjna metoda obliczania długości sygnału polega na sumowaniu długości wszystkich segmentów trasy mierzonych wzdłuż ich osi oraz odległości pionowej wynikającej z wysokości przelotek, którą pierwotnie określano na podstawie grubości płytki.

Ta metoda nie jest wystarczająca w projektach układów szybkich z kilku powodów, takich jak:

• Obiekty ułożone jeden na drugim i nakładające się — algorytm, który po prostu sumuje długości wszystkich obiektów w sieci mierzone wzdłuż ich osi, nie uwzględnia obiektów ułożonych jeden na drugim ani nakładających się.
• Kręty przebieg trasy wewnątrz obiektu — obiekty tworzące trasę często znajdują się w całości wewnątrz pola lutowniczego lub przelotki, co może błędnie zwiększać obliczoną długość, jak pokazano na pierwszej ilustracji poniżej. Druga ilustracja przedstawia prawidłowy sposób obliczania długości, gdy częścią trasy jest obiekt wypełnienia.
• Długość przelotki — przelotki ślepe i zagrzebane nie przechodzą przez wszystkie warstwy płytki, więc grubość płytki nie pozwala wystarczająco dokładnie określić długości pionowej. Należy użyć rzeczywistej wysokości przelotki, uwzględniając grubości warstw miedzi i izolacji, przez które przechodzi.

Kalkulator długości w edytorze PCB wyznacza długość trasy z najwyższą możliwą dokładnością.

Długość jest dokładnie obliczana wzdłuż osi najkrótszej ścieżki, jak pokazano na tych dwóch ilustracjach.

Długości przelotek są obliczane dokładnie na podstawie warstw, przez które przechodzą, oraz wymiarów stosu warstw. Ilustracja z panelu PCB w trybie Nets.