O encaminhamento de pares diferenciais é uma técnica de projeto utilizada para criar um sistema de transmissão equilibrado capaz de transportar sinais diferenciais (iguais e opostos) através de uma placa de circuito impresso. Normalmente, este encaminhamento diferencial fará interface com um sistema de transmissão diferencial externo, como um conector e cabo.
Um sistema de sinalização diferencial é aquele em que um sinal é transmitido através de um par de condutores fortemente acoplados, sendo que um deles transporta o sinal e o outro transporta uma imagem igual mas oposta do sinal. A sinalização diferencial foi desenvolvida para responder a situações em que a massa de referência lógica da fonte do sinal não podia ser bem ligada à massa de referência lógica da carga. A sinalização diferencial é intrinsecamente imune ao ruído elétrico de modo comum, que é o mais comum artefacto de interferência presente num produto eletrónico. Outra grande vantagem da sinalização diferencial é que minimiza a interferência eletromagnética (EMI) gerada pelo par de sinais.
O encaminhamento PCB de pares diferenciais é uma técnica de projeto utilizada para criar um sistema de transmissão equilibrado capaz de transportar sinais diferenciais (iguais e opostos) através de uma placa de circuito impresso. Normalmente, este encaminhamento diferencial fará interface com um sistema de transmissão diferencial externo, como um conector e cabo.
É importante notar que, embora a razão de acoplamento obtida num cabo diferencial de par entrançado possa ser superior a 99%, o acoplamento obtido no encaminhamento de pares diferenciais será tipicamente inferior a 50%. A opinião atual dos especialistas é que a tarefa de encaminhamento na PCB não deve ser tentar garantir que é obtida uma impedância diferencial específica, mas sim concentrar-se em assegurar que o sinal diferencial chega em boas condições ao componente de destino, à medida que viaja a partir da cablagem externa.
Segundo Lee Ritchey, um reconhecido especialista da indústria em projeto de PCBs de alta velocidade, uma sinalização diferencial bem-sucedida requer:
Definir cada uma das impedâncias dos sinais encaminhados para metade da impedância do cabo diferencial de entrada.
Que cada uma das duas linhas de sinal seja corretamente terminada na sua própria impedância característica na extremidade do recetor.
Que as duas linhas tenham o mesmo comprimento, dentro das tolerâncias da família lógica e da frequência do circuito usadas no projeto. O foco deve estar em preservar o sincronismo; faça corresponder os comprimentos o suficiente para satisfazer o orçamento de skew do projeto. Exemplos de tolerâncias de comprimento incluem USB de alta velocidade, em que a discrepância de comprimento não deve ser superior a 150 mils; os relógios DDR2 precisam de ser correspondidos dentro de 25 mils.
Utilizar a vantagem de encaminhar os dois sinais lado a lado para ajudar a obter um encaminhamento de boa qualidade com comprimentos correspondidos. Quando necessário, é aceitável separá-los para contornar obstáculos.
As mudanças de camada são aceitáveis desde que as impedâncias dos sinais sejam mantidas.
Transferir os pares diferenciais para o Editor PCB a partir dos esquemáticos
Se tiver colocado diretivas de Differential Pair nas nets do esquemático , as predefinições das opções do projeto farão com que os membros dos pares diferenciais sejam criados na PCB. As seguintes opções na caixa de diálogo Options for PCB Project são usadas para configurar isto:
Separador Comparator - Extra Differential Pairs (depois as verificações Different Differential Pair para atualizações subsequentes, e as opções Rules se também estiver a criar/alterar regras de projeto)
Separador ECO Generation - Add Differential Pair (depois as verificações Change Differential Pair para atualizações subsequentes, e as opções Rules se também estiver a criar/alterar regras de projeto)
Separador Class Generation - Generate Net Classes (se também estiver a criar uma Net Class para usar no âmbito de uma regra PCB Differential Pair Routing)
Visualizar e gerir pares diferenciais na PCB
As definições de pares diferenciais são visualizadas e geridas no painel PCB definido para o modo Differential Pairs Editor . A imagem abaixo mostra os pares que pertencem à Differential Pair Class ROCKET_IO_LINES. O par V_RX0 está destacado; as nets neste par são V_RX0_N e V_RX0_P. As indicações - e + apresentadas junto ao nome da net de cada membro são uma sinalização do sistema que indica se se trata do membro positivo ou negativo do par.
Os pares diferenciais podem ser visualizados e geridos no Differential Pair Editor. Clique com o botão direito na região Differential Pair Classes para criar uma nova classe.
No modo Differential Pairs Editor do painel PCB , as suas três regiões principais mudam para refletir a hierarquia de pares diferenciais do projeto PCB atual (por ordem, de cima para baixo):
Differential Pair Classes .
Membro individual Differential Pairs dentro de uma classe.
As Nets constituintes (negativa e positiva) que formam um par diferencial.
Definir uma classe de pares diferenciais
Muitas vezes existe mais do que um par diferencial que precisa de ser abrangido por uma regra de projeto. Nesta situação, pode definir classes de pares diferenciais, agrupando-os em grupos lógicos. Clicar com o botão direito numa entrada de classe de pares diferenciais e depois selecionar Properties (ou fazer duplo clique diretamente na entrada) abrirá a caixa de diálogo Edit Object Class dialog na qual pode mudar o nome ou ver/modificar a pertença de pares diferenciais da classe. Para controlo e edição completos de todas as classes, incluindo Differential Pair Classes, abra a caixa de diálogo Object Class Explorer dialog utilizando o comando Design » Classes nos menus principais.
O Object Class Explorer permite criar, visualizar e modificar todas as classes, incluindo Differential Pairs.
Gerir pares diferenciais
Os pares diferenciais podem ser definidos no esquemático e também no Editor PCB. A gestão neste último é realizada a partir da região Differential Pairs do painel PCB , quando configurado no seu modo Differential Pairs Editor . Para a classe de pares diferenciais selecionada, todos os objetos de pares diferenciais atualmente definidos que pertencem a essa classe serão listados na região Differential Pairs .
Utilize os botões abaixo da região para gerir os seus pares diferenciais conforme necessário:
Add . Na caixa de diálogo Differential Pair resultante, selecione nets existentes para as nets positiva e negativa, atribua um nome ao par e depois clique em OK .
Note que apenas as nets available são apresentadas para seleção. As nets atualmente definidas como parte de pares diferenciais existentes não são listadas.
Crie rapidamente pares a partir das nets com nome.
Para modificar um par diferencial existente, selecione a respetiva entrada e clique no botão Edit . A caixa de diálogo Differential Pair abrirá com as nets atualmente escolhidas para o par introduzidas nos campos pendentes Positive Net e Negative Net . Altere uma ou ambas as nets do par ou mude o nome do par conforme necessário.
Também pode clicar com o botão direito numa entrada de par diferencial, e depois selecionar Properties , ou fazer duplo clique diretamente na entrada.
Para eliminar um par diferencial existente, selecione a respetiva entrada e clique no botão Delete .
Criar pares diferenciais a partir de nets do projeto
TX0_P e TX0_N), pode utilizar a caixa de diálogo Create Differential Pairs From Nets . Clique no botão Create From Nets no painel PCB no modo Differential Pairs Editor para abrir a caixa de diálogo.
Os objetos de pares diferenciais potenciais são listados para criação em resposta às entradas de filtro no topo da caixa de diálogo.
A eficácia deste método automatizado depende diretamente da convenção de nomenclatura que foi usada para as nets específicas que irão constituir os pares diferenciais. Idealmente, será utilizada uma convenção de nomenclatura em que uma raiz comum é seguida por um indicador positivo/negativo consistente (P e N). Por exemplo, considere o sinal recetor D_ETH_O.RX, que é um sinal diferencial no projeto. As duas nets que constituem este sinal são ETH_O.RX_P e ETH_O.RX_N - estas representam os lados positivo e negativo do sinal, respetivamente.
Os filtros no topo da caixa de diálogo permitem-lhe identificar rapidamente estas nets em termos da classe de net a que pertencem e do fator diferenciador específico que foi usado para distinguir as nets positiva e negativa num emparelhamento pretendido, por exemplo, _P e _N. Também pode definir um prefixo a adicionar aos objetos de pares diferenciais criados e determinar em que classe de pares diferenciais devem ser adicionados.
Para cada objeto de par diferencial, a caixa de diálogo lista as respetivas nets positiva e negativa constituintes. Por predefinição, todos os objetos de pares diferenciais potenciais são selecionados para criação e os individuais podem ser excluídos desmarcando a caixa de verificação Create associada.
Quando todas as opções estiverem definidas conforme necessário, clique no botão Execute - os objetos de pares diferenciais serão criados e o painel PCB será atualizado em conformidade.
Clicar com o botão direito numa entrada Net(s) no painel PCB e depois selecionar Properties (ou fazer duplo clique diretamente na entrada) abrirá a caixa de diálogo Edit Net dialog na qual pode ver/modificar as propriedades da net conforme necessário.
Utilize o botão Rule Wizard para aceder ao Differential Pair Rule Wizard e implementar as propriedades da regra de par diferencial num processo automatizado. Consulte a secção Using the Differential Pair Rule Wizard to Define the Rules abaixo para saber mais.
Utilizar xSignals com Pares Diferenciais
Main page: Definir Caminhos de Sinal de Alta Velocidade com xSignals
Se os seus pares diferenciais tiverem componentes em série no caminho do sinal, poderá ser vantajoso criar xSignals. Um xSignal é um caminho de sinal definido pelo projetista entre dois nós. Podem ser dois nós dentro da mesma net ou podem ser dois nós em nets diferentes. Ao utilizar um xSignal, pode definir o caminho do sinal para que inclua a net de cada lado de um componente em série. Os cálculos do comprimento do encaminhamento para xSignals incluem o comprimento do caminho através do componente em série, conforme mostrado pela linha fina apresentada quando um xSignal é selecionado no modo xSignals do painel PCB .
Estes pares diferenciais foram definidos como xSignals; o comprimento do encaminhamento inclui o componente em série.
Regras de Projeto Aplicáveis
Para encaminhar interativamente um par diferencial, crie e configure as duas regras de projeto seguintes na caixa de diálogo PCB Rules and Constraints Editor dialog (Design » Rules ):
Differential Pairs Routing - define a largura de encaminhamento das nets do par, a separação (gap) entre as nets do par e o comprimento total desacoplado (o par fica desacoplado quando o gap é maior do que a definição Max Gap ). Defina o âmbito desta regra para objetos de destino que sejam um par diferencial, por exemplo, IsDifferentialPair ou InDifferentialPairClass('All Differential Pairs'). Note que as definições Min/Preferred/Max Gap podem ser utilizadas durante o encaminhamento, mas não durante a verificação das regras de projeto. Durante a verificação das regras de projeto, a distância entre as nets de um par é testada pela regra de projeto Electrical Clearance aplicável, conforme explicado na caixa de destaque abaixo.
Electrical Clearance - define o afastamento mínimo entre quaisquer dois objetos primitivos (por exemplo, pad-pad, track-pad) em qualquer net, na mesma net ou entre nets diferentes. Defina o âmbito desta regra para objetos de destino que sejam membros de um par diferencial, por exemplo, InDifferentialPair, e selecione os tipos de objeto apropriados na região de restrições da caixa de diálogo, conforme mostrado abaixo.
Important Note: À medida que encaminha um par diferencial, as nets encaminhadas do par serão separadas pela definição atual de Min/Preferred/Max Gap definida na regra de projeto Differential Pair Routing aplicável (prima Shift+6 para alternar entre os modos de Gap durante o encaminhamento; consulte a barra de estado para ver qual o modo que está a ser aplicado). No entanto, durante a verificação das regras de projeto, todos os objetos elétricos serão testados utilizando a regra de projeto Electrical Clearance aplicável, pelo que, se o valor do gap utilizado para encaminhar o par diferencial for inferior ao afastamento mínimo permitido entre as nets do par diferencial definido pela regra de projeto Electrical Clearance, ocorrerá uma violação da regra de projeto Electrical Clearance. Se as nets do par forem colocadas mais próximas umas das outras do que a definição mínima permitida pela regra de projeto Electrical Clearance aplicável, terá de adicionar uma regra de projeto Electrical Clearance adicional direcionada para os pares diferenciais, permitindo que estes tenham um afastamento igual à definição Diff Pair Routing Gap. Esta regra também deverá ter a definição que define os tipos de Net a testar ajustada para Same Differential Pair , conforme mostrado em .
Definir o Âmbito das Regras de Projeto
O âmbito da regra de projeto define o conjunto de objetos ao qual pretende que a regra seja aplicada. Uma vez que um par diferencial é um objeto, pode utilizar consultas como nos exemplos seguintes:
InAnyDifferentialPair - o objeto está em qualquer par diferencial.
InDifferentialPair('D_V_TX1') - visa ambas as nets no par diferencial com o nome D_V_TX1.
InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') - visa todas as nets em todos os pares pertencentes à classe de pares diferenciais chamada ROCKET_IO_LINES.
(IsDifferentialPair And (Name = 'D_V_TX1')) - visa o objeto de par diferencial que tem o nome D_V_TX1.
(IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) - visa todos os objetos de par diferencial cujo nome começa com a letra D.
Utilizar o Assistente de Regras de Pares Diferenciais para Definir as Regras
Embora as regras possam ser criadas manualmente utilizando o PCB Rules and Constraints Editor (Design » Rules ), o painel PCB no modo Differential Pairs Editor oferece a conveniência do Differential Pair Rule Wizard . Utilize o botão Rule Wizard (abaixo da região Nets no painel PCB ) para aceder ao Assistente e implementar as propriedades da regra conforme necessário.
O Differential Pair Rule Wizard orienta-o ao longo do processo de definição da regra.
Note que o âmbito das regras dependerá da seleção no painel PCB antes de iniciar o assistente, da seguinte forma:
Differential Pair Class
Se a classe All Differential Pairs estiver selecionada, o âmbito será All para cada regra.
Se estiver selecionada uma classe específica de pares diferenciais, o âmbito será InDifferentialPairClass('ClassName') para cada regra.
Differential Pair
Se estiver selecionado um único objeto de par diferencial no painel, os âmbitos serão:
Largura - InDifferentialPair('PairName')
Comprimentos de Net Correspondentes e Encaminhamento de Pares Diferenciais - IsDifferentialPair And (Name = 'PairName'))
Se estiverem selecionados vários objetos de par diferencial no painel, existirão entradas de âmbito individuais para cada objeto de par, cada uma separada por um operador 'Or'. Por exemplo, uma regra de Width de encaminhamento direcionada individualmente para os objetos de par diferencial selecionados D_ETH_O.TX e D_ETH_O.RX terá um âmbito de:InDifferentialPair('D_ETH_O.TX') Or InDifferentialPair('D_ETH_O.RX')
Note que o afastamento de uma net num par diferencial para qualquer objeto elétrico other que não faça parte do par é monitorizado pela regra Clearance aplicável.
Encaminhar um Par Diferencial
Related page: Encaminhamento Interativo
Os pares diferenciais são encaminhados como um par - ou seja, encaminha duas nets em simultâneo. Para encaminhar um par diferencial, selecione Interactive Differential Pair Routing no menu Route ou a Active Bar . Ser-lhe-á pedido que selecione uma das nets do par; clique em qualquer uma delas para iniciar o encaminhamento. Não importa se a pista positiva ou negativa de um par é selecionada, uma vez que o sistema selecionará automaticamente a outra pista também. O vídeo abaixo mostra um par diferencial a ser encaminhado.
Durante o encaminhamento de pares diferenciais, pode executar as seguintes funções:
Shift+R para alternar entre os modos de encaminhamento de resolução de conflitos (Walkaround, Push, Hug and Push, Stop at First Obstacle, Ignore Obstacles).
Shift+Spacebar para alternar entre os estilos de canto disponíveis (canto de 45 graus, arco de 45 graus no canto, qualquer ângulo, canto de 90 graus, arco de 90 graus no canto).
Ao encaminhar um par diferencial utilizando o estilo de canto em qualquer ângulo, prima e mantenha premido Shift para encaminhar o par diferencial utilizando arcos tangentes.
Prima Spacebar para alternar entre os dois submodos de direção de canto.
Prima a tecla Backspace para remover o último vértice.
Prima 3 para alternar entre as larguras possíveis do par diferencial (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max).
Prima Shift+6 para alternar entre os gaps possíveis do par diferencial (Rule Min, Rule Preferred, Rule Max).
Utilize as teclas + e - no teclado numérico para mudar de camada de encaminhamento.
Para mudar de camada e inserir um par de vias: prima a tecla * no teclado numérico ou utilize a combinação de atalhos Ctrl+Shift+Wheel Scroll , e depois
Prima 4 para alternar entre os tamanhos possíveis de via (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max)
Prima 5 para alternar entre padrões de vias escalonados e perpendiculares durante uma mudança de camada ou, em alternativa, mova o cursor para alternar o padrão
Prima 6 para alternar entre as configurações possíveis de pilha de vias, ou prima 8 para apresentar uma lista para seleção (saiba mais sobre controlling the vias placed during interactive routing )
Shift+F1 para apresentar todos os atalhos disponíveis durante o comando.
Nos modos de arco no canto, prima a tecla ", " para diminuir o raio máximo do arco e a tecla ". " para aumentar o raio máximo do arco. O tamanho do arco pode ser alterado interativamente movendo o cursor. A definição estabelece o raio máximo de arco permitido, que é apresentado na barra de estado enquanto está a encaminhar.
Ao utilizar a ferramenta Interactive Differential Pair Routing, note que o acoplamento do par diferencial tem prioridade. Por isso, as regras de projeto SMD To Corner e SMD Entry poderão não funcionar como esperado. Se for necessário o cumprimento rigoroso destas regras ao encaminhar um par diferencial, utilize a ferramenta Quick Differential Pair Routing tool .
As principais limitações atuais do encaminhamento de pares diferenciais em qualquer ângulo são:
A remoção automática de loops em pares diferenciais em qualquer ângulo é suportada. Esta funcionalidade está em Open Beta e está disponível quando a opção Legacy.PCB.Routing.LoopRemoval está desativada na caixa de diálogo Advanced Settings .
Muitas das definições, tais como o modo de encaminhamento atual, largura, separação e tamanho da via, são apresentadas na barra de estado (mostrada abaixo) ou no Heads Up Display (Shift+H para o ativar/desativar).
Muitos dos comportamentos do encaminhamento de pares diferenciais são iguais aos do encaminhamento interativo de rede única.
Saiba mais sobre Interactive Routing
Configurar o Interactive Differential Pair Router
Muitas das definições do encaminhamento interativo de pares diferenciais podem ser alteradas durante o encaminhamento interativo de pares diferenciais, no modo Interactive Differential Pair Routing do painel Properties . Prima Tab durante o encaminhamento para apresentar o painel.
Para reconhecer os membros de um par diferencial, é utilizado o conceito de Coupling. Quando o software reconhece objetos que pertencem a um par diferencial, tentará arrastar a pista ou via parceira do par se a opção Keep Coupled estiver ativada nos modos Interactive Sliding ou Interactive Via Dragging do painel Properties (que são descritos abaixo).
As seguintes secções expansíveis contêm informações sobre as opções e controlos disponíveis:
Net Information
DP Name – apresenta o nome do par diferencial.
DP Class – apresenta a classe de pares diferenciais à qual o encaminhamento pertence (se for membro de uma classe de pares diferenciais).
Selected
Length – a soma total dos comprimentos dos segmentos selecionados.
Delay – o atraso total dos segmentos selecionados, incluindo os que não foram encaminhados.
Total
Length – o valor total de Signal Length . O Signal Length é o cálculo exato da distância total de nó a nó. Os objetos colocados são analisados para resolver objetos empilhados ou sobrepostos e percursos sinuosos dentro de pads, e os comprimentos das vias são incluídos. Se a net não estiver completamente encaminhada, o comprimento Manhattan (X + Y) da linha de ligação também é incluído.
Delay – o atraso dos segmentos encaminhados da Total Length .
Selecione as ligações clicáveis de DP Name , DP Class , Length e Delay no modo Differential Pair Routing do painel Properties para ser redirecionado para o painel PCB – Differential Pairs Editor , onde poderá visualizar e alterar os detalhes das nets associadas.
Properties
Layer – utilize a lista pendente para especificar em que camada o encaminhamento se encontra.
Gap – utilize a lista pendente ou o atalho Shift+6 para percorrer as folgas permitidas.
Min – selecione para especificar a folga mínima permitida entre primitivas em nets diferentes dentro do mesmo par diferencial.
Preferred – selecione para especificar a folga preferencial entre primitivas em nets diferentes dentro do mesmo par diferencial.
Max – selecione para especificar a folga máxima permitida entre primitivas em nets diferentes dentro do mesmo par diferencial.
Via – se a via estiver associada a um template, o nome do template é apresentado aqui.
Via Diameter – especifique o diâmetro da via.
Via Hole Size – especifique o tamanho do furo da via.
Width – utilize a lista pendente para especificar a largura.
Min – indica que será utilizada a largura mínima definida pela regra de design para a net atual
Preferred – indica que será utilizada a largura preferencial definida pela regra de design para a net atual.
Max – indica que será utilizada a largura máxima definida pela regra de design para a net atual.
Interactive Routing Options
Rules
As restrições definidas pelas regras de projeto aplicáveis serão listadas na secção Rules do painel Properties .
Via Constraint – clique para abrir a caixa de diálogo Edit PCB Rule , na qual pode definir regras PCB para via.
Differential Pair Constraint – clique para abrir a caixa de diálogo Edit PCB Rule , na qual pode definir regras PCB para o par diferencial.
Melhorar a Qualidade do Encaminhamento
Main article: Glossing & Retracing de Encaminhamentos Existentes
O editor PCB inclui ferramentas poderosas para melhorar a qualidade do encaminhamento existente. Estas ferramentas são conhecidas como Glossing e Retracing e ambas estão disponíveis no menu Route .
Gloss - foca-se em melhorar a geometria da pista, tentando reduzir o número de cantos e encurtar o comprimento total do encaminhamento. O Gloss preserva a largura existente da pista e o espaçamento do par diferencial. O Glossing respeita a definição atual de Gloss Effort (Routed) configurada na página PCB - Interactive Routing da caixa de diálogo Preferences (mostrar imagem ).
Retrace - assume que a geometria global é satisfatória, focando-se antes em verificar se o encaminhamento cumpre as regras de projeto. Enquanto o Gloss preserva a largura existente da pista e o espaçamento do par, o Retrace altera-os para Preferred. O Retrace é uma excelente ferramenta para utilizar quando uma regra de projeto Differential Pair Routing foi alterada, e essa alteração precisa de ser aplicada ao encaminhamento existente.
A animação na secção anterior, Routing a Differential Pair , inclui uma demonstração simples de glossing com Gloss Effort (Routed) definido como Strong.
Modificar Interativamente o Encaminhamento do Par Diferencial
Main page: Modificar Encaminhamentos Existentes
Durante o encaminhamento haverá muitas situações em que precisará de alterar parte do encaminhamento existente; por exemplo, pode não estar satisfeito com as saídas dos pads e querer remodelá-las (como mostrado no vídeo abaixo). Embora possa alterar o encaminhamento existente utilizando uma abordagem do tipo desenho, clicando e arrastando segmentos de pista, muitas vezes é mais fácil voltar simplesmente a encaminhar.
Para o fazer, selecione o comando Route » Interactive Differential Pair Routing e depois clique em qualquer ponto do encaminhamento existente. Prossiga com o encaminhamento do novo percurso, regressando para encontrar o encaminhamento existente onde for necessário. Isto criará um loop entre o percurso antigo e o novo. Quando clicar com o botão direito ou premir Esc para terminar o encaminhamento, os segmentos redundantes são removidos automaticamente, incluindo quaisquer vias redundantes.
A funcionalidade de remoção de loops é usada ao ativar a opção
Automatically Remove Loops - quer a partir do
painel Properties (enquanto está no modo de encaminhamento interativo de pares diferenciais), quer na página
PCB Editor - Interactive Routing da caixa de diálogo
Preferences . Para ativar ou desativar esta funcionalidade durante o encaminhamento, utilize o atalho de teclado
Shift+D .
O encaminhamento de pares diferenciais é ligeiramente diferente do encaminhamento de rede única. O encaminhamento de rede única pode ser configurado para que o último segmento seja oco (o segmento de pré-visualização); este segmento não é colocado quando clica. O encaminhamento de pares diferenciais não inclui segmentos de pré-visualização, por isso, quando clica, colocará todos os segmentos visíveis. Posicione o cursor de modo a garantir que não existem segmentos redundantes.
Se estiver a ajustar pares diferenciais arrastando manualmente segmentos de pista, pode empurrar um membro do par com o outro ou arrastar cada um de forma independente.
Utilize a funcionalidade de remoção de loops para voltar a encaminhar interativamente um par diferencial ao longo de um novo percurso; o loop do encaminhamento antigo é removido automaticamente. Os pares também podem ser modificados arrastando um encaminhamento de modo a empurrar o outro.
Arrastamento Interativo de Vias
Os projetistas de PCB podem passar muito tempo a ajustar o encaminhamento, talvez devido a uma alteração tardia do projeto, ou para conseguir concluir o seu desenho. Isto pode significar empurrar e desviar encaminhamentos existentes, arrastar vias e ajustar componentes.
Ajuste o comportamento de arrastamento de vias no painel Properties.
Complementando o suporte para glossing dos encaminhamentos vizinhos, o arrastamento de vias também é suportado. O arrastamento de vias suporta Neighbor Glossing , configurado através do modo Interactive Via Dragging do painel Properties do editor PCB. Prima Tab durante o arrastamento de vias para aceder ao painel e ajustar as definições.
Arrastamento de Par Diferencial
Para reconhecer os membros de um par diferencial, é utilizado o conceito de Coupling. Quando o software reconhece objetos que pertencem a um par diferencial, tentará arrastar a pista ou via parceira do par se a opção Keep Coupled estiver ativada nos modos Interactive Sliding ou Interactive Via Dragging do painel Properties .
Prima X enquanto arrasta um par de vias para rodar o par em 90 graus.
Para confirmar que os objetos parceiros estão acoplados, o software verifica se os objetos:
Para pares de vias - pertencem ao par e estão a menos de 2 * Preferred Gap
Para pares de pistas - pertencem ao par, estão na mesma camada, estão separados por não mais do que Preferred Gap
Mostrar o Afastamento Disponível
Já alguma vez ficou bloqueado durante o encaminhamento, a perguntar-se porque é que o encaminhamento não cabe naquela folga? Esta frustração é ainda mais provável durante o encaminhamento de pares diferenciais. O Altium Designer inclui uma funcionalidade para ajudar com isto, chamada dynamic display of clearance boundaries . Quando ativada, a área de afastamento proibida definida pelo existing objects + the applicable clearance rule é apresentada como polígonos sombreados dentro de um círculo de visualização local, como mostrado no vídeo abaixo. Prima Ctrl+W para ativar e desativar a funcionalidade.
Mostrar dinamicamente os limites de afastamento durante o encaminhamento de pares diferenciais.
A área de visualização pode ser restringida a uma região em torno da posição atual do cursor, ou pode abranger o ecrã inteiro. Isto é controlado pela subopção Reduce Clearance Display Area na página PCB Editor - Interactive Routing da caixa de diálogo Preferences .
A Ferramenta Rápida de Encaminhamento de Par Diferencial
O comando Quick Differential Pair Routing (acedido a partir do menu principal e do Active Bar ) oferece um encaminhamento mais leve, com menos definições e funcionalidades, adequado para designs mais simples. O seu comportamento geral e os atalhos são os mesmos do comando padrão Interactive Differential Pair Routing.
As capacidades incluem:
Vários modos de encaminhamento, tais como: parar no primeiro obstáculo, contornar e empurrar e desviar.
Capacidades avançadas de arrastamento que mantêm os ângulos das pistas e a ortogonalidade.
Uma funcionalidade de remoção de laços que torna o reencaminhamento num processo rápido e fácil.
A ferramenta Quick Differential Pair Routing ajuda a maximizar a eficiência e a flexibilidade do encaminhamento de forma intuitiva, incluindo seguir o percurso do cursor para colocar secções de encaminhamento, conclusão do encaminhamento com um único clique, empurrar ou contornar obstáculos, e seguir automaticamente ligações existentes, tudo de acordo com as regras de design aplicáveis.
Este router é referido como Quick porque oferece um conjunto reduzido de funcionalidades. As funcionalidades que não estão incluídas no Quick Differential Pair Router incluem:
Sem suavização de curvas
Suporte reduzido para encaminhamento Any Angle
Sem empurrar junções em T
Suporte simples de Push&Shove
Sem Miter Ratio, Min Arc ou Pad Entry Stability
Gloss Effort simples, sem suporte para Gloss Neighbor
Sem convergência de par diferencial ao sair lateralmente dos pinos iniciais
Sem hugging por pares diferenciais encaminhados
Sem manutenção do par diferencial quando um par diferencial vizinho é empurrado
Se precisar de alguma destas funcionalidades, utilize a ferramenta Interactive Differential Pair Routing .
Para reconhecer os membros de um par diferencial, é utilizado o conceito de Coupling. Quando o software reconhece objetos que pertencem a um par diferencial, tentará arrastar a pista ou via parceira do par se a opção Keep Coupled estiver ativada nos modos Interactive Sliding ou Interactive Via Dragging do painel Properties .
Net Information
DP Name – apresenta o nome do par diferencial.
DP Class – apresenta a classe de par diferencial à qual o encaminhamento pertence (se for membro de uma classe de par diferencial).
Selected
Length – a soma total dos comprimentos dos segmentos selecionados.
Delay – o atraso total dos segmentos selecionados, incluindo os não encaminhados.
Total
Length – o Signal Length total. O Signal Length é o cálculo exato da distância total de nó a nó. Os objetos colocados são analisados para resolver objetos empilhados ou sobrepostos e percursos sinuosos dentro de pads, e os comprimentos das vias são incluídos. Se a net não estiver completamente encaminhada, o comprimento Manhattan (X + Y) da linha de ligação também é incluído.
Delay – o atraso dos segmentos encaminhados do Total Length .
Selecione as hiperligações clicáveis de
DP Name ,
DP Class ,
Length e
Delay a partir do modo
Differential Pair Routing do painel
Properties para ser redirecionado para o painel
PCB – Nets panel , onde pode ver e alterar os detalhes das nets associadas.
Properties
Layer – utilize a lista pendente para especificar em que camada o encaminhamento está localizado.
Gap – utilize a lista pendente ou o atalho Shift+6 para alternar entre os afastamentos permitidos.
Min – selecione para especificar o afastamento mínimo permitido entre primitivas em nets diferentes dentro do mesmo par diferencial.
Preferred – selecione para especificar o afastamento preferencial entre primitivas em nets diferentes dentro do mesmo par diferencial.
Max – selecione para especificar o afastamento máximo permitido entre primitivas em nets diferentes dentro do mesmo par diferencial.
Via – se a via estiver associada a um modelo, o nome do modelo é apresentado aqui.
Via Diameter – especifique o diâmetro da via.
Via Hole Size – especifique o tamanho do furo da via.
Width – utilize a lista pendente para especificar a largura.
Min – indica que será utilizada a largura mínima definida pela regra de design para a net atual
Preferred – indica que será utilizada a largura preferencial definida pela regra de design para a net atual.
Max – indica que será utilizada a largura máxima definida pela regra de design para a net atual.
Interactive Routing Options
Routing Mode – utilize a lista pendente ou o atalho Shift+R para alternar entre os modos de encaminhamento pretendidos. Estão disponíveis as seguintes opções:
Ignore Obstacles – selecione para ignorar objetos existentes (o encaminhamento pode ser colocado livremente). As violações são realçadas.
Walkaround Obstacles – selecione para que o Interactive Router encaminhe à volta de pistas, pads e vias existentes. Se este modo não conseguir contornar um obstáculo sem causar uma violação, é apresentado um indicador a mostrar que a rota está bloqueada.
Push Obstacles – selecione para que o Interactive Router mova as pistas existentes para fora do caminho. Este modo também pode empurrar vias para abrir caminho ao novo encaminhamento. Se este modo não conseguir empurrar um obstáculo sem causar uma violação, é apresentado um indicador a mostrar que a rota está bloqueada.
HugNPush Obstacles – selecione para que o Interactive Router siga pistas, pads e vias existentes o mais de perto possível e, quando necessário, empurre obstáculos para continuar a rota. Se este modo não conseguir seguir de perto ou empurrar um obstáculo sem causar uma violação, é apresentado um indicador a mostrar que a rota está bloqueada.
Stop At First Obstacle – neste modo, o motor de encaminhamento para no primeiro obstáculo que surgir no caminho.
AutoRoute Current Layer – selecione para ativar o encaminhamento automático apenas na camada atual.
AutoRoute MultiLayer – selecione para ativar o encaminhamento automático em várias camadas.
Corner Style – selecione o estilo pretendido para os cantos do encaminhamento ou utilize o atalho Shift+Spacebar para alternar entre os estilos de canto.
Restrict to 90/45 – ative para restringir o encaminhamento apenas a 90 graus e 45 graus.
Automatically Remove Loops – ative para remover automaticamente quaisquer laços redundantes criados durante o encaminhamento manual. Isto permite reencaminhar uma ligação sem ter de remover manualmente pistas redundantes. No entanto, há situações em que é necessário encaminhar nets, como nets de alimentação e quando são necessários laços; pode alternar esta opção para uma net selecionada utilizando o atalho Shift+D para substituir esta definição global para a mesma net.
Remove Loops With Vias – ative para remover automaticamente laços com vias. Desative esta opção para que as vias permaneçam durante a remoção de laços.
Remove Net Antennas – ative esta opção para remover qualquer extremidade de pista ou arco que não esteja ligada a qualquer outra primitiva e forme uma antena.
Display Clearance Boundaries – ative esta opção para que a área de afastamento proibida definida pelos objetos existentes e pela regra de afastamento aplicável seja apresentada como polígonos sombreados dentro de um círculo de visualização local. Esta opção não está disponível no modo de encaminhamento Ignore Obstacles .
Reduce Clearance Display Area – ative esta opção para utilizar um limite de afastamento mais pequeno. Esta opção só está disponível quando Display Clearance Boundaries option está ativado.
Rules
As restrições definidas pelas regras de design aplicáveis serão listadas na secção Rules do painel Properties .
Via Constraint – clique para abrir a caixa de diálogo Edit PCB Rule , na qual pode definir regras PCB para uma via.
Differential Pair Constraint – clique para abrir a caixa de diálogo Edit PCB Rule , na qual pode definir regras PCB para o par diferencial.
Correspondência dos Comprimentos de Pares Diferenciais
Os pares diferenciais são frequentemente utilizados em designs de alta velocidade devido à sua imunidade inerente ao ruído e ao facto de simplificarem o desafio de fornecer um caminho de retorno de elevada qualidade para os sinais. No entanto, tal como os sinais de um só lado, os seus comprimentos têm de ser geridos para garantir que os requisitos de temporização do sinal são cumpridos.
Durante o encaminhamento de pares diferenciais, o comprimento de cada uma das duas nets do par é apresentado na barra de estado e também no Heads-up display (Shift+H para ativar/desativar). Os valores de comprimento apresentados no painel PCB são atualizados quando sai do encaminhamento de um par.
O comprimento atual do encaminhamento de cada net do par é apresentado no Heads-up display (Shift+H para ativar/desativar).
O painel PCB é utilizado para examinar objetos no espaço de design e inclui modos para examinar Nets , Differential Pairs e xSignals , entre outros. O painel inclui detalhes sobre cada net/par diferencial/xSignal, incluindo o comprimento do sinal e o atraso — clique com o botão direito em cada secção do painel para apresentar um menu contextual de comandos dessa secção. Por exemplo, quando o painel está no modo Nets , clique com o botão direito na secção Nets do painel e utilize o submenu Columns para ativar ou desativar detalhes como Signal Length e Delay . Quando existem regras Length e/ou Matched Length aplicadas, a coluna Signal Length das nets que não cumprem a regra de design será realçada a laranja (inferior ao comprimento alvo) ou a vermelho (excede o comprimento alvo).
Utilize o painel PCB para monitorizar o progresso da correspondência de comprimentos.
► Saiba mais sobre o painel PCB
Regras de Design Matched Length e Length
As regras de design Length e Matched Length podem ser definidas para garantir que os requisitos de tempo de propagação e skew são cumpridos. Para além de serem utilizadas durante uma verificação de regras de design (DRC), estas regras também são usadas durante o ajuste interativo de comprimentos.
A regra de design Matched Length deteta o par mais longo visado pelo âmbito da regra e utiliza o valor de Average Length desse par como referência para comparar os outros pares visados, exigindo que os seus comprimentos estejam dentro de + ou - da Tolerance definida na regra. O valor de Average Length é apresentado no modo Differential Pairs Editor do painel PCB .
As regras de design Length e Matched Length podem ser definidas por âmbito através de Length Units ou Delay Units . Se as regras forem definidas por atraso, o Length Tuning Gauge também será apresentado usando atraso.
Regras de Design Within-Pair e Between Pair
É provável que tenha requisitos de correspondência de comprimento entre os pares e também dentro de cada par.
Para gerir isto, crie regras de design Matched Length adequadas:
Defina uma regra de design Matched Length que se aplique entre os pares (obtido selecionando a opção Group Matched Lengths ). Defina o âmbito da regra para se aplicar aos pares necessários (ou xSignals), como mostrado na imagem abaixo.
Crie uma regra de matched length para definir os requisitos de comprimento entre os pares diferenciais ou, neste exemplo, entre os xSignals.
Defina outra regra de design Matched Length que se aplique dentro do par (obtido selecionando a opção Within Differential Pair Length ). Esta regra assegura que os comprimentos das duas nets dentro de cada par estão dentro da tolerância. Note que esta regra tem de ser definida com uma configuração Where the Object Matches que vise pares diferenciais, como mostrado abaixo. Esta regra deve ter uma prioridade superior à regra entre pares.
Crie uma segunda regra de matched length para definir os requisitos de comprimento dentro dos pares.
Length Tuning de um Par Diferencial
Main article: Length Tuning
O comprimento dos pares, e das nets dentro de cada par, é ajustado usando os dois comandos de length tuning. Para ajustar os comprimentos:
O comprimento de um par diferencial pode ser ajustado com precisão usando o comando Interactive Diff Pair Length Tuning no menu Route . Durante o length tuning, pode usar atalhos para ajustar interativamente o estilo e o tamanho do acordeão, ou premir Tab para abrir o painel Properties no modo Differential Pair Length Tuning . No painel, o comprimento-alvo é definido:
A partir das regras de design Length e/ou Matched Length aplicáveis
A partir de um par diferencial encaminhado selecionado pelo utilizador
Manualmente, introduzindo o valor no campo Target Length
Para ajustar uma net dentro de um par, use o comando Interactive Length Tuning no menu Route . Se tentar ajustar a net mais longa do par, será apresentada a mensagem Target Length Shorter than Old Length .
Ajuste primeiro os comprimentos dos pares diferenciais e depois ajuste o comprimento da net mais curta dentro de um par.
Se não surgirem acordeões de ajuste durante o length tuning, é muito provável que as definições atuais não sejam adequadas ao espaço disponível para colocar um acordeão. Se isto ocorrer durante o ajuste, prima Tab para abrir o Properties panel no modo Differential Pair Length Tuning e verifique se as definições na secção Pattern do painel são sensatas. Por exemplo:
O valor de Max Amplitude pode ser demasiado grande
Quando o Style é Mitered Arcs, a percentagem de Miter pode ser demasiado elevada para formar um arco com a Amplitude e o Space atuais
Uma boa opção é definir o Style como Mitered Lines, clicar no botão Pause para retomar o length tuning e depois usar os atalhos 1 & 2 para ajustar interativamente a Miter , os atalhos 3 & 4 para ajustar o Space (pitch), e os atalhos , e & . para ajustar o Amplitude . Quando o ajuste estiver com o aspeto pretendido, prima Spacebar para alternar para o Style preferido.
Consulte a página Length Tuning para saber mais, onde encontrará uma lista detalhada dos atalhos que podem ser usados para alterar o estilo, a amplitude e o pitch do acordeão. A página também explica como o software decide que definições de regra deve respeitar quando existem definições sobrepostas nas regras de design Length e Matched Length.
Demonstração de Length Tuning e Modificação dos Acordeões
O vídeo mostra os comprimentos dos pares a serem ajustados relativamente a outros pares (com base nos comprimentos de xSignal) através da adição de acordeões de length tuning. O membro mais curto de cada par é depois ajustado em comprimento relativamente ao membro mais longo desse par. O vídeo mostra depois como os pares podem ser movidos e remodelados interativamente, como um acordeão de ajuste pode ser eliminado e como um novo acordeão pode ser moldado durante a colocação usando atalhos.
O comprimento de um par diferencial pode ser ajustado adicionando acordeões de length tuning. O acordeão é um objeto que pode ser movido, remodelado e eliminado.
Ver também
AI-localized