Atraso do pino no encapsulamento

Num relance

Este artigo explica por que o atraso dos pinos no encapsulamento é importante em projetos de alta velocidade, especialmente acima de 500 MHz, e mostra como o Altium Designer permite considerar esse atraso usando os valores de comprimento do pino no encapsulamento ou de atraso de propagação nos editores de esquemáticos e de PCB. Ele detalha a origem dessas informações de atraso, como esses valores afetam os cálculos de comprimento do sinal e de atraso de roteamento, como são transferidos entre o esquemático e a PCB e onde você pode conferir os resultados no painel PCB e nos fluxos de trabalho com xSignals. Se você precisa de maior precisão na equalização de comprimentos e de uma visão mais clara da temporização do seu projeto, este artigo ajudará você a entender exatamente onde essas configurações se encaixam e como usá-las. Continue lendo para tornar suas restrições de alta velocidade mais confiáveis.

- Saiba o que é o atraso dos pinos no encapsulamento, por que dispositivos com pinagem compatível ainda podem se comportar de maneira diferente e quando esses dados devem ser considerados no fluxo de projeto.
- Veja como o Altium Designer trata o comprimento do pino no encapsulamento e o atraso de propagação, incluindo como cada valor contribui para os cálculos de comprimento e atraso do sinal.
- Descubra onde inserir, transferir e revisar esses valores no editor de esquemáticos, no editor de PCB, no painel PCB e no ambiente xSignals.
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Em todo projeto de alta velocidade acima de 500 MHz, o meio de conexão, ou fio de ligação ao die, introduz um atraso no sinal. Esse atraso interno ao dispositivo é chamado de atraso do pino/encapsulamento. Mesmo que dois dispositivos sejam totalmente compatíveis em termos de pinagem do ponto de vista do projeto e da PCB, os tempos de propagação pelo encapsulamento serão diferentes entre eles e, portanto, precisarão ser considerados. As informações sobre o tempo de propagação podem ser encontradas no documento IBIS 6 do dispositivo. As informações dos pinos do encapsulamento devem ser consideradas durante a etapa de planejamento de E/S ou, no caso de um FPGA, após a síntese. Todos os fabricantes de dispositivos devem ser capazes de fornecer os atrasos do encapsulamento, que serão especificados como um atraso em picossegundos ou como um comprimento.

O atraso pode ser incluído no projeto como um Pin Package Length ou como um Propagation Delay, usando os respectivos campos do pino no editor de esquemáticos ou do pad/via no editor de PCB. Os valores inseridos são tratados da seguinte forma:

Pin Package Length - todos os comprimentos de pino/encapsulamento de cada rede são somados no editor de PCB para obter o Comprimento total de pino/encapsulamento, que é incluído no Signal Length geral dessa rede. Consulte o modo Nets do painel PCB para saber mais sobre o Comprimento do sinal.

Propagation Delay - todos os valores de atraso definidos pelo usuário para pinos/pads e vias de cada rede são somados ao atraso de roteamento dessa rede no editor de PCB. O atraso de roteamento é calculado automaticamente pelo solver de campo Simbeor® integrado ao Gerenciador de empilhamento de camadas. Os atrasos de pads e vias não são calculados automaticamente, mas podem ser definidos pelo usuário.

  • As regras de projeto de Comprimento e Comprimentos correspondentes podem ser configuradas com base no Comprimento ou no Atraso.

  • O Comprimento do sinal, o Comprimento total de pino/encapsulamento e o Atraso podem ser exibidos em vários modos do painel PCB, incluindo o modo Redes, o modo Editor de pares diferenciais e o modo xSignals. Clique com o botão direito no cabeçalho de uma coluna do painel PCB para habilitar/desabilitar colunas.

  • O Simbeor SFS (solver de campo quase estático) da Simberian® é usado para calcular o atraso de roteamento com base nas propriedades físicas definidas no Gerenciador de empilhamento de camadas.

  • Os valores de Comprimento de pino/encapsulamento e Atraso de propagação definidos pelo usuário são independentes entre si e são adicionados aos valores de Comprimento do sinal e Atraso, conforme descrito acima. Como não interagem entre si, ambos os valores podem ser especificados, se necessário.

Inclusão do atraso no esquemático

Os comprimentos de pino/encapsulamento podem ser definidos como um atributo do pino do componente no esquemático no painel Properties, no modo Pin. Por padrão, o software usará as unidades do documento subjacente; insira as unidades junto com o valor, se necessário.

Insira o comprimento de pino/encapsulamento com as unidades desejadas.
Insira o comprimento de pino/encapsulamento com as unidades desejadas.

  • As propriedades dos pinos do componente também podem ser editadas no editor de bibliotecas ou na folha do esquemático, na aba Pins do painel Properties, no modo Component. Clique em  nessa aba do painel para abrir o Editor de pinos do componente, onde é possível editar todas as propriedades de todos os pinos desse componente. Os valores podem ser editados diretamente na grade (selecione uma célula e digite um novo valor), e as teclas de seta podem ser usadas para mover-se para as células adjacentes. As unidades padrão serão adicionadas automaticamente caso não sejam digitadas.
  • Como alternativa, use o painel Lista SCHLIB para copiar/colar vários valores de Pin/Pkg Lengths ou Propagation Delay de uma folha de dados em um conjunto de pinos de componente selecionados no editor de bibliotecas de esquemáticos – mostrar imagem.
    • Além de colar o conteúdo da área de transferência diretamente nas células selecionadas, você também pode clicar com o botão direito no painel para acessar a caixa de diálogo Smart Grid Paste, que oferece maior controle sobre o processo de inclusão de dados adicionais nos pinos – saiba mais sobre Edição de atributos com as ferramentas Smart Grid.

Definição do atraso no editor de PCB

Os valores de Comprimento de pino/encapsulamento e Atraso de propagação são transferidos para o layout da PCB, conforme mostrado no modo Pad do painel Properties.

Os valores de Comprimento de pino/encapsulamento e Atraso de propagação são transferidos do esquemático para a PCB ou também podem ser definidos diretamente na PCB.
Os valores de Comprimento de pino/encapsulamento e Atraso de propagação são transferidos do esquemático para a PCB ou também podem ser definidos diretamente na PCB.

Observe que, se os valores de Comprimento de pino/encapsulamento e Atraso de propagação nas propriedades dos pads forem diferentes dos configurados para os pinos correspondentes dos símbolos no esquemático, serão geradas ECOs para substituir esses valores pelos do esquemático na próxima atualização da PCB (a menos que a detecção de alterações nesses valores e/ou a geração de ECOs para eles estejam desabilitadas nas opções do projeto).

Para obter mais informações, consulte a página Como manter os esquemáticos e a PCB sincronizados.

Análise do comprimento de pino/encapsulamento e do atraso de propagação no painel PCB

O Pin/Pkg Length é incluído automaticamente nos cálculos de Signal Length, que são exibidos em vários modos do painel PCB. Defina o painel para o modo Nets para examinar (ou editar) o valor de Pin/Pkg Length dos pinos da rede escolhida. Observe como a coluna Routed Length reflete o comprimento do roteamento, e a coluna Signal Length reflete o comprimento do roteamento somado a quaisquer comprimentos de pino/encapsulamento dessa rede.

O Pin/Pkg Length e seu impacto no Signal Length são mostrados no modo Nets do painel PCB.
O Pin/Pkg Length e seu impacto no Signal Length são mostrados no modo Nets do painel PCB.

Na imagem abaixo, a coluna de Delay de propagação mostra que há dois pares de xSignals que violam uma regra de projeto de Comprimentos correspondentes. Como o destaque está na coluna Atraso, isso indica que a regra está configurada para usar Unidades de atraso em vez de Unidades de comprimento.

A coluna Atraso mostra que há dois pares de xSignals que violam uma regra de projeto de Comprimentos correspondentes. A coluna Atraso mostra que há dois pares de xSignals que violam uma regra de projeto de Comprimentos correspondentes. 

O Comprimento do sinal, o Comprimento total de pino/encapsulamento e o Atraso podem ser exibidos em vários modos do painel PCB, incluindo o modo Redes, o modo Editor de pares diferenciais e o modo xSignals. Clique com o botão direito no cabeçalho de uma coluna do painel PCB para habilitar/desabilitar colunas.

Como o comprimento é incluído nos xSignals

O Pin/Pkg Length é incluído automaticamente no comprimento total do xSignal quando:

  • Esse sinal faz parte de uma definição de xSignal
  • Esse pad não está conectado em um padrão de roteamento fly-by (há apenas uma trilha conectada a esse pad)

Os pads conectados em um padrão de roteamento fly-by (com um ponto de entrada e um de saída) são excluídos do cálculo do comprimento.

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