Suporte de Regras de Design para xSignals

As regras de design são a forma de traduzir os seus requisitos num conjunto de instruções que o editor de PCB consegue compreender e cumprir. As regras podem ser verificadas durante a colocação de objetos, designado por DRC Online, ou como um pós-processamento, designado por DRC em Lote. Os xSignals podem ser usados para definir os objetos aos quais uma regra de design deve ser aplicada.

► Saiba mais sobre Regras de Design

► Saiba mais sobre Ajuste de Comprimento

Regra de Comprimento Correspondente

A regra de design Matched Length é usada para garantir que o comprimento das nets especificadas está dentro do intervalo definido. Esta regra é essencial num design de alta velocidade, onde o desafio não é apenas o tempo que os sinais demoram a chegar (o que é determinado pelo seu comprimento total), mas também a importância de os sinais especificados chegarem ao mesmo tempo. Dependendo das velocidades de comutação dos sinais, da função do sinal e dos materiais usados na placa, a diferença permitida pode ser de até 500 mils, ou tão pequena quanto 1 mil.

A imagem abaixo mostra um exemplo da regra de design Matched Length configurada para abranger os xSignals na classe de xSignals PCIE, e verificar uma diferença de comprimentos dentro de cada par diferencial nessa classe de xSignals. Cada par na classe tem de ter comprimentos roteados que resultem num Delay Tolerance de no máximo 2ps de atraso entre as duas nets desse par.

Tenha em atenção que as restrições da regra de design Matched Length exigem que selecione entre corresponder o comprimento de todas as nets abrangidas (Group Matched Lengths), ou corresponder as duas nets dentro de cada par diferencial nas nets abrangidas.

A imagem abaixo mostra a classe de xSignals PCIE_TX selecionada no painel, e esses xSignals selecionados na área de design.

Além da classe PCIE, também existem classes definidas para os pares TX e RX. Tenha em atenção que um dos xSignals TX falha a regra de comprimento correspondente aplicável. ##

Se tenciona ajustar o comprimento de xSignals que incluem nets simples e pares diferenciais, crie as seguintes regras:

• Uma regra de comprimento correspondente que define os requisitos de correspondência de comprimento between nets and differential pairs in xSignals. Para configurar a regra para testar o comprimento de uma net/par em relação ao comprimento de outra net/par, ative a opção Group Matched Lengths .
• Uma segunda regra de comprimento correspondente, de prioridade superior, que define os requisitos de correspondência de comprimento within-pair. Para configurar a regra para testar o comprimento de um membro do par em relação ao outro membro do par, ative a opção Within Differential Pair Length .

Uma boa abordagem para ajustar os comprimentos desses xSignals é:

1. Rotear as nets e os pares diferenciais do xSignal.
2. Ajustar o comprimento das nets simples usando o comando Interactive Length Tuning .
3. Ajustar o comprimento between dos pares usando o comando Interactive Differential Pair Length Tuning . O ajuste de comprimento usa o comprimento do sinal mais longo no par mais longo como Comprimento Alvo, e ajusta a net mais longa do par para esse comprimento.
4. Ajustar o comprimento da net mais curta within de cada par em relação à outra net do par usando o comando Interactive Length Tuning .
5. Agora pode usar o painel PCB Rules and Violations para verificar a(s) within-pair regra(s) Matched Net Length. Para o fazer, selecione Matched Net Lengths na secção Rule Classes do painel, depois clique com o botão direito do rato na regra Matched Length pretendida e selecione o comando Run DRC Rule <RuleName> no menu de contexto. Ajuste os acordeões de ajuste das nets simples, se necessário.
6. Depois use o painel PCB Rules and Violations para verificar a(s) between-pair regra(s) Matched Net Length, usando o processo acabado de descrever. Ajuste os acordeões de ajuste dos pares diferenciais, se necessário.

Regra de Comprimento

A regra de design Length é usada para garantir que o comprimento total roteado está dentro do intervalo especificado. Esta regra é normalmente usada para garantir que as nets alvo não sejam mais longas do que o comprimento especificado, por exemplo, para assegurar que os requisitos de temporização do circuito serão cumpridos. A regra de comprimento respeita as consultas de tipo xSignal listadas acima.

Regra de Caminho de Retorno

A regra de design Return Path verifica a existência de um caminho contínuo de retorno do sinal na camada de referência designada acima ou abaixo dos sinais abrangidos pela regra. O caminho de retorno pode ser criado a partir de fills, regiões e polygon pours colocados numa camada de sinal, ou pode ser uma camada de plano.

As camadas de caminho de retorno são as camadas de referência definidas no Perfil de Impedância selecionado. Adicione uma nova regra de design Return Path na categoria de regras High Speed.

A imagem abaixo mostra uma violação da regra Return Path, em que o polígono do caminho de retorno do xSignal tem um orifício para a passagem de uma via.

Utilizar o painel PCB Rules and Violations para localizar uma violação da regra Return Path. ##

Cálculos de Comprimento Precisos

Um requisito fundamental da definição de regras de design de alta velocidade é um cálculo preciso dos comprimentos de roteamento. A abordagem tradicional para calcular o comprimento do sinal consiste em somar o comprimento da linha central de todos os segmentos usados numa rota, bem como a distância vertical devida à altura das vias, originalmente determinada pela espessura da placa.

Esta abordagem não é adequada para um design de alta velocidade por várias razões, incluindo:

• Objetos empilhados e sobrepostos - um algoritmo que simplesmente soma o comprimento da linha central de todos os objetos numa net não contempla objetos empilhados ou sobrepostos.
• Percurso errante da rota dentro de um objeto - existem frequentemente objetos de roteamento completamente dentro de um pad ou via, que podem acrescentar falsamente comprimento, como mostrado na primeira imagem abaixo. A segunda imagem mostra a forma correta de calcular o comprimento quando um objeto fill faz parte do roteamento.
• Comprimento da via - as vias cegas e enterradas não atravessam todas as camadas da placa, pelo que a espessura da placa não é suficientemente precisa para determinar o comprimento vertical. Tem de ser usada a altura real da via, tendo em consideração as espessuras do cobre e do isolamento que a via atravessa.

O calculador de comprimento do editor de PCB devolve o comprimento de rota mais preciso possível.

O cálculo do comprimento é efetuado com precisão ao longo da linha central do caminho mais curto, como mostrado nestas duas imagens.

São calculados comprimentos precisos para as vias, com base nas camadas atravessadas e nas dimensões do empilhamento. Imagem do painel PCB no modo Nets.