Поддержка правил проектирования для xSignals

Правила проектирования позволяют преобразовать ваши требования в набор инструкций, которые редактор печатных плат может понимать и выполнять. Проверка правил может выполняться во время размещения объектов — Online DRC — или после завершения работы — Batch DRC. С помощью xSignals можно определить объекты, к которым должно применяться правило проектирования.

► Подробнее о правилах проектирования

► Подробнее о выравнивании длин

Правило согласования длин

Правило проектирования Matched Lengths позволяет обеспечить согласование длин указанных цепей в заданных пределах. Это правило крайне важно при проектировании высокоскоростных устройств, где имеет значение не только время прохождения сигналов (определяемое их общей длиной), но и одновременность прихода заданных сигналов. В зависимости от скорости переключения сигналов, их назначения и материалов платы допустимая разница может составлять как 500 мил, так и всего 1 мил.

На рисунке ниже показан пример правила проектирования Matched Lengths, настроенного для проверки xSignals в классе xSignal PCIE и контроля разницы длин внутри каждой дифференциальной пары этого класса. Длины трасс каждой пары в классе должны обеспечивать Delay Tolerance задержки между двумя цепями этой пары не более 2ps.

Обратите внимание: в разделе Constraints правила проектирования Matched Lengths необходимо выбрать либо согласование длин всех целевых цепей (Group Matched Lengths), либо согласование длин двух цепей внутри каждой дифференциальной пары среди целевых цепей.

На рисунке ниже показан класс xSignal PCIE_TX, выбранный на панели, и соответствующие xSignals, выделенные в рабочей области.

Помимо класса PCIE, также определены классы для пар TX и RX. Обратите внимание: один из xSignals TX нарушает применимое правило согласования длин. ##

Если вы планируете выравнивать длины xSignals, включающих одиночные цепи и дифференциальные пары, создайте следующие правила:

• Правило согласования длин, определяющее требования к согласованию длин between nets and differential pairs in xSignals. Чтобы настроить правило для сравнения длины одной цепи/пары с длиной другой цепи/пары, включите параметр Group Matched Lengths.

• Второе правило согласования длин с более высоким приоритетом, определяющее требования к согласованию длин within-pair. Чтобы настроить правило для сравнения длины одной цепи пары с длиной другой цепи этой же пары, включите параметр Within Differential Pair Length.

Рекомендуется следующий порядок выравнивания длин таких xSignals:

1. Выполните трассировку цепей и дифференциальных пар xSignal.

2. Выровняйте длины одиночных цепей с помощью команды Interactive Length Tuning.

3. Выровняйте длины between пар с помощью команды Interactive Differential Pair Length Tuning. При выравнивании в качестве целевой длины (Target Length) используется длина самого длинного сигнала в самой длинной паре; длина более длинной цепи каждой пары подгоняется под это значение.

4. Выровняйте длину более короткой цепи within каждой пары относительно другой цепи этой пары с помощью команды Interactive Length Tuning.

5. Теперь на панели PCB Rules and Violations можно проверить правила Matched Net Length within-pair. Для этого выберите Matched Net Lengths в разделе Rule Classes панели, затем щелкните правой кнопкой мыши нужное правило Matched Lengths и выберите в контекстном меню команду Run DRC Rule <RuleName>. При необходимости скорректируйте меандры выравнивания длин одиночных цепей.

6. Затем на панели PCB Rules and Violations проверьте правила Matched Net Length between-pair описанным выше способом. При необходимости скорректируйте меандры выравнивания длин дифференциальных пар.

Правило длины

Правило проектирования Length позволяет обеспечить соответствие общей длины трассы заданному диапазону. Обычно это правило используется для ограничения максимальной длины целевых цепей, например для выполнения требований к временным характеристикам схемы. Правило длины учитывает перечисленные выше запросы для xSignal.

Правило пути обратного тока

Правило проектирования Return Path проверяет непрерывность пути обратного тока сигнала на заданном опорном слое над или под сигналами, на которые распространяется правило. Путь обратного тока может быть сформирован заливками, областями и полигонами на сигнальном слое либо сплошным слоем питания или земли.

В качестве слоев пути обратного тока используются опорные слои, заданные в выбранном профиле импеданса (Impedance Profile). Добавьте новое правило проектирования Return Path в категории правил High Speed.

На рисунке ниже показано нарушение правила Return Path: в полигоне пути обратного тока xSignal имеется вырез для прохода переходного отверстия.

Поиск нарушения правила Return Path с помощью панели PCB Rules and Violations. ##

Точный расчет длины

Одно из ключевых требований при задании правил проектирования высокоскоростных устройств — точный расчет длин трасс. Традиционный подход к расчету длины сигнала заключается в суммировании длин всех сегментов трассы по их осевым линиям и вертикальных участков, обусловленных высотой переходных отверстий, которая изначально определялась толщиной платы.

Для проектирования высокоскоростных устройств этот подход недостаточно точен по ряду причин, в том числе:

• Наложенные и перекрывающиеся объекты — алгоритм, который просто суммирует длины всех объектов цепи по их осевым линиям, не учитывает наложение или перекрытие объектов.
• Извилистый путь трассы внутри объекта — объекты трассировки нередко полностью находятся внутри контактной площадки или переходного отверстия, что может ошибочно увеличивать расчетную длину, как показано на первом рисунке ниже. На втором рисунке показан правильный способ расчета длины, когда частью трассы является объект заливки.
• Длина переходного отверстия — глухие и скрытые переходные отверстия проходят не через все слои платы, поэтому толщина платы не позволяет достаточно точно определить длину вертикального участка. Необходимо использовать фактическую высоту переходного отверстия с учетом толщины слоев меди и диэлектрика, через которые оно проходит.

Редактор печатных плат рассчитывает длину трассы с максимально возможной точностью.

Длина точно рассчитывается по осевой линии кратчайшего пути, как показано на этих двух рисунках.

Для переходных отверстий длина точно рассчитывается с учетом проходимых слоев и размеров стека слоев. Изображение панели PCB в режиме Nets.