Поддержка правил проектирования для xSignals

Правила проектирования — это способ перевести ваши требования в набор инструкций, которые редактор PCB может понимать и выполнять. Проверка правил может выполняться во время размещения объектов (Online DRC) или как постобработка (Batch DRC). xSignals можно использовать для определения объектов, к которым должно применяться правило проектирования.

► Узнать больше о Design Rules

► Узнать больше о Length Tuning

Правило Matched Length

Правило проектирования Matched Length используется, чтобы гарантировать, что длина указанных цепей (nets) находится в заданном диапазоне. Это правило критически важно в высокоскоростном проектировании, где задача заключается не только в том, сколько времени требуется сигналам, чтобы прийти (что определяется их общей длиной), но и в том, насколько важно, чтобы указанные сигналы приходили одновременно. В зависимости от скоростей переключения сигналов, назначения сигнала и материалов платы допустимая разница может составлять как 500 mils, так и всего 1 mil.

На изображении ниже показан пример правила Matched Length, настроенного на xSignals в классе xSignal PCIE, и проверяющего разницу длин внутри каждой дифференциальной пары в этом классе xSignals. Каждая пара в классе должна иметь трассированные длины, обеспечивающие Delay Tolerance не более 2ps задержки между двумя цепями в этой паре.

Обратите внимание: в ограничениях (Constraints) правила Matched Length требуется выбрать, что именно выравнивать — длины всех целевых цепей (Group Matched Lengths) или две цепи внутри каждой дифференциальной пары среди целевых цепей.

На изображении ниже в панели выбран класс xSignal PCIE_TX, и соответствующие xSignals выделены в рабочем поле.

Помимо класса PCIE, также определены классы для пар TX и RX. Обратите внимание, что один из xSignals TX не проходит применимое правило согласования длины. ##

Если вы планируете выполнять подстройку длины (length tuning) для xSignals, включающих одиночные цепи и дифференциальные пары, создайте следующие правила:

• Правило matched length, которое задаёт требования к согласованию длины between nets and differential pairs in xSignals. Чтобы настроить правило на проверку длины одной цепи/пары относительно длины другой цепи/пары, включите опцию Group Matched Lengths .
• Второе правило matched length с более высоким приоритетом, которое задаёт требования к согласованию длины within-pair . Чтобы настроить правило на проверку одного проводника пары относительно второго проводника пары, включите опцию Within Differential Pair Length .

Хороший подход к подстройке длин таких xSignals:

1. Проложите (route) цепи и дифференциальные пары xSignal.
2. Выполните подстройку длины одиночных цепей командой Interactive Length Tuning .
3. Выполните подстройку длины between пар командой Interactive Differential Pair Length Tuning . При подстройке длины в качестве Target Length используется самая большая длина сигнала в самой длинной паре, и самая длинная цепь в паре подстраивается до этой длины.
4. Выполните подстройку длины более короткой цепи within в каждой паре относительно второй цепи в паре командой Interactive Length Tuning .
5. Теперь можно использовать панель PCB Rules and Violations для проверки правила(ил) within-pair Matched Net Length. Для этого выберите Matched Net Lengths в разделе Rule Classes панели, затем щёлкните правой кнопкой по нужному правилу Matched Length и выберите команду Run DRC Rule <RuleName> в контекстном меню. При необходимости скорректируйте «гармошки» (accordions) подстройки для одиночных цепей.
6. Затем используйте панель PCB Rules and Violations для проверки правила(ил) between-pair Matched Net Length, применяя только что описанный процесс. При необходимости скорректируйте «гармошки» подстройки для дифференциальных пар.

Правило Length

Правило проектирования Length используется, чтобы гарантировать, что общая трассированная длина находится в заданном диапазоне. Обычно это правило применяют, чтобы убедиться, что целевые цепи не длиннее указанного значения — например, чтобы обеспечить выполнение требований по таймингу схемы. Правило Length учитывает запросы (queries) по типам xSignal, перечисленные выше.

Правило Return Path

Правило проектирования Return Path проверяет наличие непрерывного пути возврата сигнала на назначенном опорном слое (reference layer) над или под сигналами, на которые нацелено правило. Путь возврата может быть сформирован заливками (fills), областями (regions) и полигональными заливками (polygon pours), размещёнными на сигнальном слое, либо это может быть слой плоскости (plane layer).

Слои пути возврата — это опорные слои, определённые в выбранном профиле импеданса (Impedance Profile). Добавьте новое правило проектирования Return Path в категории правил High Speed.

На изображении ниже показано нарушение правила Return Path: в полигоне пути возврата xSignal имеется отверстие, через которое проходит переходное отверстие (via).

Использование панели PCB Rules and Violations для поиска нарушения правила Return Path. ##

Точные расчёты длины

Ключевое требование при задании правил для высокоскоростного проектирования — точный расчёт длин трасс. Традиционный подход к вычислению длины сигнала — суммировать длину по центральной линии всех сегментов, используемых в трассе, а также вертикальную составляющую из‑за высоты переходных отверстий (vias), которая изначально определялась толщиной платы.

Этот подход недостаточен для высокоскоростного проектирования по ряду причин, включая:

• Сложенные и перекрывающиеся объекты — алгоритм, который просто суммирует длину по центральной линии всех объектов в цепи, не учитывает сложенные или перекрывающиеся объекты.
• «Блуждающий» путь трассы внутри объекта — часто встречаются объекты трассировки, полностью находящиеся внутри площадки (pad) или via, что может ошибочно увеличивать длину, как показано на первом изображении ниже. Второе изображение показывает правильный способ расчёта длины, когда объект заливки (fill) является частью трассировки.
• Длина via — глухие и скрытые переходные отверстия (blind и buried vias) не проходят через все слои платы, поэтому толщины платы недостаточно, чтобы точно определить вертикальную длину. Нужно использовать фактическую высоту via, учитывая толщины меди и диэлектрика, через которые проходит via.

Калькулятор длины в редакторе PCB возвращает максимально точную возможную длину трассы.

Расчёт длины выполняется точно по центральной линии кратчайшего пути, как показано на этих двух изображениях.

Для via вычисляются точные длины на основе пройденных слоёв и размеров стека (stackup). Изображение из панели PCB в режиме Nets.