Трассировка дифференциальных пар

Вы просматриваете версию 4. Для самой новой информации, перейдите на страницу Трассировка дифференциальных пар для версии 5
Applies to NEXUS Client version: 4

This documentation page references Altium NEXUS/NEXUS Client (part of the deployed NEXUS solution), which has been discontinued. All your PCB design, data management and collaboration needs can now be delivered by Altium Designer and a connected Altium 365 Workspace. Check out the FAQs page for more information.

 

Главная страница: Трассировка

Длину дифференциальной пары можно подстроить путем добавления подстроечных меандров. Меандр является объектом, который можно перемещать, изменять и удалять.

В дифференциальной системе передача сигнала осуществляется через пару взаимосвязанных проводников, один из которых переносит сигнал, а второй – равный, но противоположный по знаку сигнал. Дифференциальная передача сигнала разработана для тех ситуаций, когда логическая «земля» источника сигнала не может быть должным образом соединена с логической «землей» нагрузки. Дифференциальная передача сигнала не восприимчива к электрическим шумам – основным помехам, присутствующим в электронных изделиях. Другим важным преимуществом дифференциальной передачи сигналов является минимизация электромагнитных излучений, создаваемых сигнальной парой.

Трассировка дифференциальной пары на плате – это метод создания сбалансированной передающей системы, способной проводить дифференциальные (прямой и противоположный) сигналы на печатной плате. Обычно эта дифференциальная трассировка будет взаимодействовать с внешней дифференциальной передающей системой, такой как соединитель или кабель.

Example of differential routing on a PCB

Важно учитывать, что в то время как коэффициент связи, достигаемый в витой паре, может быть более 99%, то в трассировке дифференциальной пары он обычно меньше 50%. По мнению экспертов, задачей трассировки на плате является не достижение определенного дифференциального импеданса, а обеспечение качественной передачи дифференциального сигнала целевому компоненту от внешнего кабеля.

Согласно Ли Ритчи (Lee Ritchey), признанному эксперту в области проектирования высокоскоростных плат, успешная дифференциальная передача требует следующего:

  • Задать каждому из трассируемых сигналов импеданс, равный половине импеданса входящего дифференциального кабеля.
  • Каждая из двух сигнальных линий корректно подключена к приемнику с собственным характеристическим импедансом.
  • Две линии должны иметь длину, одинаковую в пределах, допустимых семейством микросхем и используемой в проекте частотой. Необходимо уделить внимание сохранению синхронизации и согласованию длин, достаточному для соответствия допустимой в проекте разности фаз. Пример допуска на длину: высокоскоростной проект USB, длина должна быть согласована в пределах 150 милов (3,81 мм); синхронизирующие сигналы DDR2 должны быть согласованы в пределах 25 милов (0,635 мм).
  • Используйте одновременную трассировку двух сигналов для достижения согласования длины. При необходимости допускается разделить трассы для обхода препятствий.
  • Допускается изменение слоя, пока поддерживаются импедансы сигналов.

Для получения более подробной информации обратитесь к статье Differential Signaling Doesn't Require Differential Impedance, автор Lee W. Ritchey, доступной по ссылке https://speedingedge.com/home/related-articles/.

Перейдите по ссылке, чтобы узнать о Высокоскоростных проектах в Altium NEXUS.

Перейдите по ссылке, чтобы узнать о Трассировке с контролируемым импедансом в Altium NEXUS.

Определение дифференциальной пары на схеме

Определение дифференциальной пары на схеме осуществляется размещением директивы Differential Pair (Place » Directives) на каждой цепи пары. Обратите внимание, что цепи пары должны быть поименованы метками цепей с суффиксами _N и _P. Размещение директивы Differential Pair на каждой цепи пары применяет к ним параметр с именем (Name) DifferentialPair и значением (Value) True в панели Properties панели.

Определения дифференциальных пар передаются на плату в процессе синхронизации.

Размещение директив на схеме для определения дифференциальной пары.
Размещение директив на схеме для определения дифференциальной пары.

Чтобы применить директиву к объекту цепи, разместите директиву Parameter Set так, чтобы она касалась объекта цепи, как показано выше. Система обнаруживает правило проектирования и/или класс именно в объекте Parameter Set и затем передает их на плату в процессе синхронизации.

Узнать больше об объекте Parameter Set

Использование директивы Blanket для определения множества пар

Если необходимо определить большое количество пар, существует альтернативный подход – размещение директивы Blanket. Это позволяет применять директивы ко множеству цепей, которые находятся под Blanket (система обнаруживает цепи, электрические точки объектов Net Label которых находятся в пределах Blanket). Затем директиву Blanket достаточно пометить одной директивой Differential Pair, как показано на рисунке ниже.

На этом рисунке также показано, что помимо того что цепи будут определены как элементы дифференциальных пар (с помощью директивы Differential Pair), все включенные цепи станут элементами класса цепей RocketIO, а пары станут элементами класса дифференциальных пар ROCKET_IO_LINES и что будет создано правило Differential Pair Routing. Поскольку в этой директиве Differential Pair указан класс цепей, в редакторе плат областью действия этого правила будет класс цепей RocketIO после того, как проект будет передан в редактор плат.

Функция автоматического создания правил проектирования не поддерживает назначение правилу Differential Pair Routing созданного класса дифференциальных пар. Тем не менее, поддерживается автоматическое назначение цепей классу цепей, если он включен в директиву Differential Pair. При этом в редакторе плат будет создано отдельное правило Differential Pair Routing с назначенным ему классом цепей. Затем правило можно изменить, чтобы областью действия правила был класс дифференциальных пар. Если класс цепей не включен, будут созданы отдельные правила Differential Pair Routing для каждой дифференциальной пары под Blanket.

Объект Blanket можно использовать для определения множества цепей в качестве элементов дифференциальной пары, создания класса цепей для этих цепей и применения правила Differential Pair Routing.
Объект Blanket можно использовать для определения множества цепей в качестве элементов дифференциальной пары, создания класса цепей для этих цепей и применения правила Differential Pair Routing.

Передача дифференциальных пар в редактор плат

Если директивы Differential Pair размещены на цепи в схеме, то согласно настройкам проекта по умолчанию элементы дифференциальных пар будут созданы на плате. Для настройки используются следующие параметры в диалоговом окне Options for PCB Project:

  • Вкладка ComparatorExtra Differential Pairs (тогда для последующих обновлений будет осуществляться проверка различий дифференциальных пар и настроек правил, если будут созданы/изменены правила проектирования).
  • Вкладка ECO GenerationAdd Differential Pair (тогда для последующих обновлений будет осуществляться проверка изменений дифференциальных пар и настроек правил, если будут созданы/изменены правила проектирования).
  • Вкладка Class GenerationGenerate Net Classes (если вы создаете классы цепей для определения области действия правила Differential Pair Routing).

Просмотр и управление дифференциальными парами на плате

Просматривать определения дифференциальных пар и управлять ими можно в панели PCB в режиме Differential Pairs Editor. На изображении ниже показаны пары, принадлежащие классу дифференциальных пар ROCKET_IO_LINES. Пара V_RX0 выделена, цепи в этой паре: V_RX0_N и V_RX0_P. Знаки - и + возле названий цепей являются системными метками, указывающими положительный или отрицательный элемент пары.

Просматривать определения дифференциальных пар и управлять ими можно в панели PCB в режиме Differential Pair Editor. Щелкните ПКМ в области Differential Pair Classes для создания нового класса.
Просматривать определения дифференциальных пар и управлять ими можно в панели PCB в режиме Differential Pair Editor. Щелкните ПКМ в области Differential Pair Classes для создания нового класса.

Определение дифференциальных пар на плате

Дифференциальные пары можно определять как на схеме, так и в редакторе плат. Для создания объекта дифференциальной пары нажмите кнопку Add в области Differential Pairs панели PCB в режиме Differential Pairs Editor. В открывшемся диалоговом окне Differential Pair выберите существующие цепи для положительной и отрицательной цепи пары, укажите название пары и нажмите OK. Обратите внимание, что в качестве элементов дифференциальной пары можно выбрать любые две цепи, определенные в редакторе плат.

Быстрое создание пар по именованным цепям.
Быстрое создание пар по именованным цепям.

При создании пар из цепей с последовательной схемой именования (т.е. у них общий префикс и соответствующий положительной и отрицательной цепи суффикс, например TX0_P и TX0_N) можно использовать диалоговое окно Create Differential Pairs From Nets. Нажмите кнопку Create From Nets в панели PCB в режиме Differential Pairs Editor, чтобы открыть это диалоговое окно. Используйте фильтры в верхней части диалогового окна, чтобы отобразить пары цепей на основе существующих имен цепей.

Определение класса дифференциальной пары

Зачастую необходимо, чтобы в область действия правила попадало более одной дифференциальной пары. В этой ситуации можно определить класс дифференциальных пар, объединив их таким образом в логическую группу. Определение классов осуществляется в диалоговом окне Object Class Explorer (Design » Classes).

Создание классов дифференциальных пар для упрощения процесса создания правил проектирования, применяемых к этим парам.
Создание классов дифференциальных пар для упрощения процесса создания правил проектирования, применяемых к этим парам.

Также можно создать новый класс дифференциальных пар щелчком ПКМ в области Differential Pair Classes панели PCB в режиме Differential Pairs Editor.

Использование xSignals с дифференциальными парами

Главная страница: Определении путей высокоскоростных сигналов с помощью объектов xSignal

Если на пути сигнала дифференциальной пары есть последовательные элементы, будет полезно создать объекты xSignal. Объект xSignal – это заданный конструктором путь сигнала между двумя узлами. Это могут быть два узла внутри одной цепи или два узла разных цепей. С помощью xSignal можно определить путь сигнала, который включает в себя цепи по обе стороны от последовательного компонента. Расчеты длины трассировки для xSignal включают в себя длину пути, проходящего через последовательный компонент, показываемый тонкой линией при выборе объекта xSignal в режиме xSignals панели PCB.

Эти дифференциальные пары были определены как объекты xSignal. Длина трассировки включает в себя последовательный компонент.
Эти дифференциальные пары были определены как объекты xSignal. Длина трассировки включает в себя последовательный компонент.

Объекты xSignals можно использовать для определения области действия правил проектирования, в том числе правил Matched Length и Length.

Узнайте больше об Определении путей высокоскоростных сигналов с помощью объектов xSignal.

Применимые правила проектирования

Для интерактивной трассировки дифференциальной пары создайте и настройте указанные ниже правила проектирования в диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor (Design » Rules):

  • Правило Differential Pairs Routing – определяет ширину трасс цепей в паре, зазор между трассами в паре и общую несвязанную длину (пара становится несвязанной, если зазор больше значения Max Gap). Задайте область действия правила, чтобы оно действовало на дифференциальную пару, например IsDifferentialPair или InDifferentialPairClass('All Differential Pairs'). Обратите внимание, что настройки Min/Preferred/Max Gap могут быть использованы при трассировке, но не при проверке правил проектирования. В ходе проверки правил, расстояние между цепями проверяется согласно применяемому правилу Electrical Clearance, как обозначено выше.

  • Правило Electrical Clearance – определяет минимальный зазор между любыми двумя объектами (например, между контактными площадками или между трассой и контактной площадкой) любых цепей, в одной цепи или в различных цепях. Задайте область действия этого правила, чтобы оно действовало на элементы дифференциальной пары, например InDifferentialPair, и выберите подходящий тип объектов в области ограничений, как показано ниже.

    Важное примечание: В ходе трассировки дифференциальной пары, зазор между растрассированными цепями в паре определяется текущей настройкой Min/Preferred/Max Gap, заданной в применяемом правиле Differential Pair Routing (нажмите Shift+6 для циклического переключения между режимами зазора в процессе трасировки; текущий режим отображается в строке состояния). Однако в ходе проверки проектных правил, проверка всех электрических объектов осуществляется на основе применяемого правила Electrical Clearance. Если цепи в паре расположены друг к другу на расстоянии, меньшем допустимого в применяемом правиле Electrical Clearance, будет необходимо добавить дополнительное правило Electrical Clearance, действующее на дифференциальные пары и допускающее зазор, равный настройке Gap. Также типы цепей этого правила должны быть настроены для проверки в одной дифференциальной паре (Same Differential Pair), как показано на этом изображении.

Настройка области действия правил проектирования

Область действия правил проектирования определяет набор объектов, к которым это правило должно быть применено. Поскольку дифференциальная пара является объектом, можно использовать запросы, примеры которых приведены ниже:

  • InAnyDifferentialPair – объект в любой дифференциальной паре.
  • InDifferentialPair('D_V_TX1') – указывает на обе цепи в дифференциальной паре под названием D_V_TX1.
  • InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') – указывает на все цепи во всех парах, принадлежащих классу ROCKET_IO_LINES.
  • (IsDifferentialPair And (Name = 'D_V_TX1')) – указывает на объект дифференциальной пары под названием D_V_TX1.
  • (IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) – указывает на все объекты дифференциальных пар, название которых начинается с буквы D.

Использование Differential Pair Rule Wizard для определения правил

Нажмите кнопку Rule Wizard под областью Nets панели PCB в режиме Differential Pairs Editor, чтобы открыть Differential Pair Rule Wizard и в последовательном процессе настроить требуемые правила проектирования. Обратите внимание, что область действия создаваемых правил зависит от того, что выделено при нажатии на кнопку Rule Wizard. Если была выделена одна пара, то правила будут действовать на цепи этой пары, но если был выбран класс дифференциальных пар, то правила будут действовать на цепи и все пары в этом классе.

Трассировка дифференциальной пары

Связанная страница: Интерактивная трассировка

Дифференциальные пары трассируются именно как пары, т.е. трассировка двух цепей осуществляется одновременно. Для трассировки дифференциальной пары выберите команду Interactive Differential Pair Routing из меню Route. Затем необходимо выбрать одну из цепей пары – нажмите по любой из них, чтобы начать трассировку. На анимации ниже показана трассировка дифференциальной пары.

В процессе трассировки дифференциальной пары вы можете выполнить следующие действия:

  • Сочетание клавиш Shift+R для циклического переключения между режимами разрешения конфликтов (Walkaround, Push, Hug and Push, Stop at First Obstacle, Ignore Obstacles)
  • Сочетание клавиш Shift+Пробел для циклического переключения между доступными режимами изломов трасс (излом под углом 45 градусов, излом под углом 45 градусов с дугой, излом под углом 90 градусов, излом под углом 90 градусов с дугой)
  • Нажмите клавишу 3 для циклического переключения между доступными значениями ширины дифференциальной пары (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max)
  • Сочетание клавиш Shift+6 для циклического переключения между доступными значениями зазора дифференциальной пары (Rule Min, Rule Preferred, Rule Max)
  • Для изменения слоя и добавления переходных отверстий: нажмите клавишу * на цифровой клавиатуре или используйте сочетание Ctrl + Shift + Вращение колеса мыши; затем
    • Нажмите клавишу 4 для циклического переключения между доступными размерами переходных отверстий (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max)
    • Нажмите клавишу 5 для переключения между доступными расположениями переходных отверстий при изменении слоя
    • Нажмите клавишу 6 для циклического переключения между доступными структурами переходов или клавишу 8 для отображения списка доступных структур переходных отверстий (узнайте больше об управлении переходными отверстиями, размещаемыми в процессе интерактивной трассировки)
  • Сочетание клавиш Shift+F1 для отображения всех доступных для команды сочетаний клавиш
  • В режимах размещения дуг в углах нажимайте клавишу "," для уменьшения максимального радиуса дуги и "." для увеличения максимального радиуса дуги. Размер дуги можно изменять интерактивно с помощью перемещения курсора. Эта настройка определяет максимально допустимый радиус, который отображен в строке состояния в процессе трассировки.

Многие из этих настроек, такие как текущий режим трассировки, ширина, зазор и размер переходного отверстия, отображаются в строке состояния (как показано ниже) и в информационном окне Heads Up Display (Shift+H для его включения/отключения).

Многие функции трассировки дифференциальных пар аналогичны функциям интерактивной трассировки одиночных цепей.

Узнать больше об Интерактивной трассировке.

Улучшение качества трассировки

Главная страница: Сглаживание и повторная трассировка

Редактор плат включает в себя мощные инструменты для улучшения качества существующих трасс. Инструменты, известные как Glossing (Сглаживание) и Retracing (Повторная трассировка), доступны в меню Route.

  • Gloss (Сглаживание) – направлено на улучшение геометрии трасс, уменьшая количество изломов и общую длину трасс. Сглаживание сохраняет ширину существующих трасс и зазор в дифференциальной паре. Сглаживание учитывает текущую настройку Gloss Effort (Routed), заданную на странице PCB - Interactive Routing диалогового окна Preferences ( показать изображение).
  • Retrace (Повторная трассировка) – предполагает, что геометрия соответствует требованиям, и направлена на согласование существующей трассировки с правилами проектирования. В то время как сглаживание сохраняет ширину существующих трасс и зазоры дифференциальных пар, повторная трассировка обновляет эти значения до предпочтительных (Preferred). Повторная трассировка является эффективным инструментом в тех случаях, когда правило проектирования Differential Pair Routing было изменено, и это изменение необходимо применить к существующим трассам.

На анимации в предыдущем разделе, Трассировка дифференциальной пары, показана простая демонстрация сглаживания с параметром Gloss Effort (Routed) со значением Strong.

Стратегии выделения трасс

Выделение является базовым действием для всех аспектов проектирования, в том числе при работе с существующей трассировкой. Если необходимо провести сглаживание или удаление некоторых трасс, их нужно сначала выделить.

Выделение внутри и на границе рамки

В редакторе плат можно выделять объекты, полностью попадающие в рамку, либо те, которые попадают в рамку и на ее границу. Режим зависит от направления перемещения мыши в процессе выделения объектов рамкой:

Left Mouse Button click and drag from left to right, to select objects that are completely within the selection rectangle Режим Select Within – зажмите мышь и перемещайте ее слева направо для создания синей рамки и выделения всех видимых незаблокированных объектов, полностью попадающих в границы рамки.
Left Mouse Button click and drag from right to left, to select objects that are touching the selection rectangle Режим Select Touching – зажмите мышь и перемещайте ее справа налево для создания зеленой рамки и выделения всех видимых незаблокированных объектов, которые попадают в рамку и на ее границу.

Расширение набора выделенных трасс

Обычной ситуацией является необходимость выделения множества объектов, которые касаются, например, сегмента трассы разведенной цепи или линии соединения неразведенной цепи. Относительно простой задачей является выделение набора сегментов трасс, которые идут параллельно друг другу, с помощью рамки, касающейся этих сегментов (Select Touching), как описано выше. Но интерактивное выделение целых трасс может оказаться затруднительным.

Но это можно легко сделать – выберите один или несколько сегментов и затем расширьте выделенный набор, включив в него касающиеся трассы, с помощью клавиши Tab, как показано на видео ниже.

Чтобы выделять только линии соединения, зажмите Alt и щелкайте по линиям мышью или выделяйте их рамкой.

Демонстрация способов выделения трасс

Демонстрация способов выделения.

Чтобы узнать больше о различных стратегиях выделения, перейдите на страницу Сглаживание и повторная трассировка.

Интерактивное изменение трассировки дифференциальной пары

Главная страница: Изменение трассировки

При трассировке может возникнуть множество случаев, когда будет необходимо изменить существующие трассы – например, выходы из контактных площадок могут не понравиться вам, и вы заходите изменить их форму (как показано на видео ниже). Хотя и возможно изменить существующие трассы с помощью перетаскивания сегментов, зачастую проще выполнить трассировку повторно.

Для этого выберите команду Route » Interactive Differential Pair Routing, затем щелкните по какой-либо существующей трассе. Проложите новый путь трассы и вернитесь на существующую трассу, где это необходимо. Будет создана петля между старым и новым путями. После щелчка ПКМ или нажатия Esc для завершения трассы лишние сегменты будут автоматически удалены, в том числе и лишние переходные отверстия. Трассировка дифференциальных пар несколько отличается от трассировки одиночных цепей. В процессе трассировки одиночной цепи, последний сегмент отображается контуром (упреждающий сегмент), и он не размещается при щелчке ЛКМ. Трассировка дифференциальных пар не включает в себя упреждающие сегменты, поэтому при щелчке ЛКМ будут размещены все видимые сегменты. Наведите курсор, чтобы убедиться в отсутствии лишних сегментов.

При изменении дифференциальных пар вручную путем перетаскивания сегментов возможно расталкивание одного элемента пар другим, либо перемещение каждого из них независимо.


Используйте удаление петель для интерактивной повторной трассировки дифференциальной пары по новому пути, с автоматическим удалением старого пути. Пары можно изменить путем перетаскивания одной из трасс с расталкиванием другой.

Чтобы узнать больше, перейдите на страницу Изменение трассировки.

Интерактивное перетаскивание переходных отверстий

Конструкторы печатных плат могут тратить много времени на корректировку трассировки, например, из-за внесения изменений на поздних этапах проектирования или для завершения конструкции. Для этого может понадобиться расталкивание существующих трасс, перетаскивание переходных отверстий и перемещение компонентов.

Изменение работы перетаскивания переходных отверстий в панели Properties.Изменение работы перетаскивания переходных отверстий в панели Properties.

В дополнение к поддержке сглаживания соседних трасс, также поддерживается перетаскивание переходных отверстий. Улучшенное перетаскивание переходных отверстий также поддерживает сглаживание соседних объектов (Neighbor Glossing), настраиваемое в режиме Interactive Via Dragging панели Properties редактора плат. Нажмите Tab в процессе перетаскивания переходного отверстия, чтобы открыть панель и изменить настройки.

Перетаскивание дифференциальных пар

Для поддержки цепей дифференциальных пар используется концепция сцепления. Когда система распознаёт объекты, которые принадлежат дифференциальной паре, она пытается переместить ответную трассу или дифференциальную пару, если в панели Properties в режиме Interactive Sliding или Interactive Via Dragging включена опция Keep Coupled.

Нажмите X при перетаскивании переходных отверстий в паре, чтобы повернуть их на 90 градусов.

Чтобы подтвердить, что объекты сцеплены, система проверяет следующее:

  • Для переходных отверстий в парах – они принадлежат паре и находятся друг от друга на расстоянии, меньшем двойного предпочтительного зазора (2 * Preferred Gap).
  • Для трасс в парах – они принадлежат паре, размещены на одном слое и находятся друг от друга на расстоянии, не превышающем предпочтительный зазор (Preferred Gap).

Отображение доступных зазоров

Бывали случаи, когда трассу было невозможно проложить через какой-нибудь зазор, и вы не могли понять почему? Такая путаница еще более вероятна при трассировке дифференциальных пар. В Altium NEXUS существует возможность для помощи в таких ситуациях под названием динамическое отображение границ зазоров. Когда эта функция включена, области, определяемые существующими объектами + применяемым правилом для зазоров, отображаются в виде затененного полигона внутри локальной круглой области, как показано на видео ниже. Нажмите Ctrl+W для включения или отключения этой функции.

Динамическое отображение границ зазоров в процессе размещения дифференциальной пары.
Динамическое отображение границ зазоров в процессе размещения дифференциальной пары.

Отображаемую область можно ограничить областью вокруг текущего положения курсора, либо отобразить на всем экране. Это определяет подопция Reduce Clearance Display Area на странице PCB Editor - Interactive Routing диалогового окна Preferences.

Согласование длин дифференциальных пар

Дифференциальные пары часто используются в высокоскоростных проектах благодаря своей устойчивости к помехам и упрощению задачи получения высококачественного возвратного пути сигналов. Однако, как и для однопроводных сигналов, необходимо управлять их длинами для обеспечения требований к синхронизации.

В процессе трассировки дифференциальной пары, длина каждой из двух цепей отображается в строке состояния, а также в информационном окне Head-Up display (Shift+H для включения/отключения). Значения длин, отображаемые в панели PCB обновляются при выходе из трассировки пары.

Текущая длина трасс каждой цепи в паре отображается в информационном окне Head-Up display (Shift+H для включения/отключения).
Текущая длина трасс каждой цепи в паре отображается в информационном окне Head-Up display (Shift+H для включения/отключения).

Панель PCB используется для обзора объектов в проектной области. Панель включает в себя режимы для обзора цепей (Nets), дифференциальных пар (Differential Pairs), объектов xSignals и другие режимы. Панель включает в себя информацию о каждой цепи / дифференциальной паре / объекте xSignal, в том числе длину и время распространения сигнала – щелкните ПКМ в любом из разделов панели, чтобы отобразить контекстное меню команд этого раздела. Например, когда панель находится в режиме Nets, щелкните ПКМ разделе Nets панели и используйте подменю Columns, чтобы включать и отключать отображение такой информации, как Signal Length и Delay. При использовании правила Length и/или Matched Length, столбец Signal Length для цепей, которые нарушают правило, будет подсвечен оранжевым (длина меньше допустимой правилом) или красным (длина больше допустимой правилом).

Используйте панель PCB для отслеживания прогресса согласования длины.
Используйте панель PCB для отслеживания прогресса согласования длины.

Узнать больше о панели PCB

Правила проектирования Matched Length и Length

Для обеспечения требований к времени прохода сигналов и синхронизации можно задать правила проектирования Length и Matched Length. Эти правила можно использовать как в процессе проверки правил проектирования (DRC), так и при интерактивной подстройке длины.

Правило Matched Length обнаруживает наиболее длинную пару, попадающую в область действия правила, и использует значение средней длины (Average Length) этой пары в качестве базы для сравнения с другими целевыми парами, требуя чтобы их длины попадали в допуск, определенный в этом правиле. Значение Average Length показано в панели PCB в режиме Differential Pairs Editor.

Правила Length и Matched Length могут быть заданы в единицах измерения длины (Length Units) или единицах измерения времени (Delay Units). Если правила заданы в единицах измерения времени, индикатор подстройки длины будет также отображать значения времени.

Правила проектирования внутри пары и между парами

Могут быть требования к согласованию длины между парами, а также внутри каждой пары.

Для этого необходимо создать подходящее правило проектирования Matched Length:

  1. Создайте правило проектирования Matched Length, которое необходимо применить между множеством пар (осуществляется путем выбора параметра Group Matched Lengths). Задайте область действия правила, чтобы применить его к требуемым парам (или объектам xSignal), как показано на изображении ниже.

    Создайте правило согласования длины, чтобы определить требования к длинам между дифференциальными парами или, например, между объектами xSignal.Создайте правило согласования длины, чтобы определить требования к длинам между дифференциальными парами или, например, между объектами xSignal.

  2. Создайте еще одно правило Matched Length, которое необходимо применить внутри пары (осуществляется путем выбора параметра Within Differential Pair Length). Это правило обеспечит соответствие длин двух цепей внутри каждой пары с необходимым допуском. Обратите внимание, что область действия этого правила необходимо определить с помощью настройки Where the Object Matches, которая указывала бы на дифференциальные пары, как показано на изображении ниже справа. Приоритет этого правила должен быть выше, чем у правила, применяемого между парами.

Создайте второе правило согласования длины, чтобы определить требования к длине внутри пар.
Создайте второе правило согласования длины, чтобы определить требования к длине внутри пар.

Подстройка длины дифференциальных пар

Главная страница: Подстройка длины

Подстройка длины пар и цепей внутри каждой пары осуществляется с помощью двух команд подстройки длины. Для подстройки длины:

  1. Длина дифференциальной пары может быть точно подстроена с помощью команды Interactive Diff Pair Length Tuning в меню Route. В процессе подстройки можно использовать сочетания для интерактивного изменения стиля и размера меандра, либо использовать клавишуTab для перехода панель Properties в режиме Differential Pair Length Tuning. В панели целевая длина определяется:

    • Из выбранной пользователем существующей дифференциальной пары.
    • Вручную – введите значение в поле Target Length.
    • Из применяемого правила проектирования Length и Matched Length.

    The length of a differential pair can be interactively tuned to match the lengths of other pairs

  2. Для подстройки цепи внутри пары используйте команду Interactive Length Tuning в меню Route. При попытке подстроить длину более длинной цепи в паре появится сообщение Target Length Shorter than Old Length (Целевая длина меньше старой длины).

    Сначала подстройте длины дифференциальных пар, затем длину более короткой цепи внутри пары.
    Сначала подстройте длины дифференциальных пар, затем длину более короткой цепи внутри пары.

Если в процессе подстройки длины не появляются меандры, то скорее всего, текущие настройки не позволяют разместить меандр в доступном пространстве. В этом случае, нажмите клавишу Tab, чтобы открыть панель Properties в режиме Differential Pair Length Tuning и убедитесь, что параметры в области Pattern корректны. Например:
  • Значение Max Amplitude может быть слишком большым.
  • Если значением параметра Style задано Mitered Arcs, процент скоса может быть слишком большим для создания дуги для текущей амплитуды и зазора.
  • Значением параметра Style может быть задано Rounded, которое не может использоваться для дифференциальных пар.

Может быть полезным задать параметру Style значение Mitered Lines, нажать кнопку паузы, чтобы вернуться к подстройке длины, и затем использовать клавиши 1 и 2 для интерактивной подстройки скоса (Miter), клавиши 3 и 4 для изменения зазора (Space) и клавиши , и . для изменения амплитуды (Amplitude). Когда подстройка выглядит желаемым образом, используйте Пробел, чтобы выбрать предпочтительный стиль. Для дифференциальных пар хорошим выбором является Mitered Arcs.

Перейдите на страницу Подстройка длины, чтобы узнать больше. Здесь вы сможете найти подробный список сочетаний для изменения стиля, амплитуды и шага меандра. На той странице также приводится объяснение, каким образом система решает, какому правилу следовать, если настройки правил проектирования Length и Matched Length перекрывают друг друга.

Демонстрация подстройки длины и изменения меандров

На видео показана подстройка длины дифференциальной пары в соответствии с другой парой (на основе длин xSignal) путем добавления подстроечных меандров. Затем более короткий элемент каждой пары подстраивается в соответствии с более длинным элементом этой пары. Далее на видео показано, как можно в интерактивном режиме перемещать и изменять пары, как можно удалить подстроечный меандр и как с помощью сочетаний клавиш можно задать форму нового подстроечного меандра в процессе его размещения.


Длину дифференциальной пары можно подстроить путем добавления подстроечных меандров. Меандр является объектом, который можно перемещать, изменять и удалять.

Для дальнейшего изучения

Благодарность Роберту Феранеку (Robert Feranec) из FEDEVEL Academy (www.fedevel.com) за возможность использования платы iMX6 Rex в качестве изображений на этой странице (http://www.imx6rex.com/).
Content