Định tuyến cặp vi sai

Sơ lược

Bài viết này giải thích cách định tuyến cặp vi sai trong Altium Designer, tầm quan trọng của việc định tuyến này đối với tính toàn vẹn tín hiệu, cũng như cách xác định, chuyển, xem và quản lý các cặp vi sai xuyên suốt quy trình thiết kế. Bài viết trình bày các mục tiêu thiết kế thực tế của truyền tín hiệu vi sai, những yếu tố định tuyến quan trọng liên quan đến việc khớp chiều dài và trở kháng, cùng hai phương pháp thiết lập được hỗ trợ: sử dụng hộp thoại PCB Rules and Constraints Editor hoặc Constraint Manager. Qua đó, bạn có thể hiểu cách các cặp vi sai được tạo và xử lý từ giai đoạn vẽ sơ đồ nguyên lý đến trình biên tập PCB. Nếu bạn muốn có định hướng rõ ràng hơn khi thiết lập và làm việc với các cặp vi sai trong Altium Designer, bài viết này sẽ giúp bạn nắm bắt tổng quan và tự tin thực hiện bước tiếp theo.

- Tìm hiểu mục đích cốt lõi của việc định tuyến cặp vi sai, cùng các ưu tiên chính khi định tuyến để duy trì chất lượng tín hiệu.
- Tìm hiểu cách xác định các cặp vi sai trong giai đoạn nhập thiết kế, bằng chỉ thị trên sơ đồ nguyên lý kết hợp với cách đặt tên net hoặc thông qua Constraint Manager.
- Hiểu cách các cặp vi sai được chuyển sang PCB và quản lý trong trình biên tập PCB bằng chế độ Differential Pairs Editor.
Tìm hiểu sâu hơn với AI:

Explanatory diagram showing how differential signaling works

Hệ thống truyền tín hiệu vi sai là hệ thống trong đó tín hiệu được truyền qua một cặp đường dẫn ghép chặt với nhau, một đường mang tín hiệu, đường còn lại mang bản sao có cùng biên độ nhưng ngược cực tính của tín hiệu đó. Truyền tín hiệu vi sai được phát triển để đáp ứng các tình huống mà mass tham chiếu logic của nguồn tín hiệu không thể kết nối tốt với mass tham chiếu logic của tải. Một ưu điểm của truyền tín hiệu vi sai là khả năng miễn nhiễm vốn có với nhiễu điện đồng pha, loại nhiễu phổ biến nhất trong sản phẩm điện tử. Một ưu điểm khác là giảm thiểu nhiễu điện từ (EMI) do cặp tín hiệu tạo ra.

Đi dây cặp vi sai trên PCB

Đi dây cặp vi sai trên PCB là kỹ thuật thiết kế được sử dụng để tạo ra một hệ thống truyền dẫn cân bằng, có khả năng truyền các tín hiệu vi sai (cùng biên độ và ngược cực tính) trên bảng mạch in. Thông thường, các đường dây vi sai này sẽ kết nối với một hệ thống truyền dẫn vi sai bên ngoài, chẳng hạn như đầu nối và cáp.

Example of differential routing on a PCB

Cần lưu ý rằng mặc dù tỷ lệ ghép đạt được trong cáp vi sai xoắn đôi có thể tốt hơn 99%, mức ghép đạt được khi đi dây cặp vi sai thường dưới 50%. Theo quan điểm hiện nay của các chuyên gia, nhiệm vụ đi dây PCB không chỉ đơn thuần là cố gắng bảo đảm đạt được một giá trị trở kháng vi sai cụ thể, mà cần tập trung bảo đảm tín hiệu vi sai giữ được chất lượng tốt khi truyền từ cáp bên ngoài đến linh kiện đích.

Theo Lee Ritchey, một chuyên gia nổi tiếng trong ngành thiết kế PCB tốc độ cao, để truyền tín hiệu vi sai thành công cần:

  • Đặt trở kháng của từng đường tín hiệu bằng một nửa trở kháng vi sai của cáp đầu vào.

  • Mỗi đường trong hai đường tín hiệu phải được phối hợp trở kháng đầu cuối đúng theo trở kháng đặc trưng của chính nó tại phía thu.

  • Hai đường phải có chiều dài bằng nhau, trong phạm vi dung sai của họ logic và tần số mạch được sử dụng trong thiết kế. Trọng tâm chính là duy trì quan hệ thời gian; cân bằng chiều dài để đáp ứng giới hạn độ lệch thời gian cho phép của thiết kế. Ví dụ, đối với USB 3.x, độ chênh lệch chiều dài không được vượt quá 10 mil.

  • Tận dụng việc đi hai đường tín hiệu cạnh nhau để dễ dàng đạt được chất lượng đi dây tốt với chiều dài cân bằng. Khi cần, có thể tách hai đường để đi vòng qua vật cản.

  • Có thể chuyển lớp miễn là vẫn duy trì được trở kháng tín hiệu.

Để biết thêm thông tin, hãy tham khảo bài viết Differential Signaling Doesn't Require Differential Impedance của Lee W. Ritchey, có tại https://speedingedge.com/home/related-articles/.

Định nghĩa cặp vi sai trong quá trình nhập thiết kế

Phương pháp định nghĩa cặp vi sai trong quá trình nhập thiết kế phụ thuộc vào cách bạn dự định triển khai các ràng buộc thiết kế cho dự án. Altium Designer hỗ trợ hai phương pháp. Phương pháp thứ nhất là định nghĩa các ràng buộc dưới dạng quy tắc thiết kế PCB trong trình biên tập PCB. Phương pháp thứ hai là sử dụng Constraint Manager, một giao diện dạng bảng tính cho phép bạn bắt đầu định nghĩa nhiều ràng buộc ngay trong quá trình nhập thiết kế.

Phương pháp dùng để định nghĩa các yêu cầu thiết kế – sử dụng Constraint Manager hoặc định nghĩa chúng dưới dạng Design Rules – được lựa chọn khi bạn thiết lập tùy chọn Constraint Management trong hộp thoại Create Project khi tạo dự án. Tìm hiểu thêm về Định nghĩa yêu cầu thiết kế bằng Constraint Manager. Hoặc tìm hiểu thêm về Định nghĩa, xác định phạm vi và quản lý quy tắc thiết kế. Ngoài ra, còn có hỗ trợ một chiều cho việc chuyển dự án dựa trên quy tắc thiết kế sang Constraint Manager.

Xem và quản lý cặp vi sai trên PCB

PCB panel in Differential Pair Editor mode

Trong trình biên tập PCB, các định nghĩa cặp vi sai được xem và quản lý trong bảng PCB ở chế độ Differential Pairs Editor.

Ở chế độ Differential Pairs Editor, ba vùng chính của bảng được dùng để xem xét và quản lý các cặp vi sai trong thiết kế PCB hiện tại:

  1. Differential Pair Classes – danh sách tất cả các lớp cặp vi sai hiện được định nghĩa cho bo mạch này. Lớp USB3_85 đang được chọn. Nhấp đúp để chỉnh sửa lớp hoặc nhấp chuột phải để định nghĩa lớp mới. Các lớp cặp vi sai là một tính năng quản lý thiết kế tùy chọn.

  2. Differential Pairs – tất cả các cặp vi sai thuộc lớp cặp vi sai đang được chọn (trong vùng đầu tiên của bảng). Cặp vi sai USB3_D đang được chọn trong hình minh họa.

  3. Nets – các net thành phần (âm và dương) thuộc cặp vi sai đang được chọn. Các net trong cặp này là USB3_D_N và USB3_D_P.  - và + hiển thị bên cạnh tên net của từng thành viên trong cặp là cờ hệ thống cho biết đó là thành viên dương hay âm của cặp. Nhấp chuột phải để chọn các cột hiển thị trong phần này của bảng (); phần giải thích từng cột nằm bên dưới. 

Làm việc với cặp vi sai trong bảng PCB

Manually creating a new pair Để tạo thủ công một đối tượng cặp vi sai mới ngay trong trình biên tập PCB, nhấp nút Add trong vùng Differential Pair của bảng PCB (). Hộp thoại Differential Pair sẽ mở ra (Differential Pair dialog, used in the PCB editor to define a differential pair); chọn các net hiện có cho cả net dương và net âm, đặt tên cho cặp, rồi nhấp OK. Lưu ý rằng chỉ các net khả dụng mới được liệt kê để lựa chọn; bất kỳ net nào hiện đã được định nghĩa là thành phần của một cặp vi sai sẽ không được liệt kê.
Edit a pair definition Để chỉnh sửa một cặp hiện có, nhấp đúp vào tên trong vùng Differential Pair của bảng PCB, hoặc chọn cặp đó rồi nhấp nút Edit ().
Delete a pair Để xóa một cặp vi sai hiện có, chọn mục tương ứng rồi nhấp nút Delete trong bảng ().
Creating pairs from the design nets Nếu đang ghép các net có quy tắc đặt tên nhất quán (tức là có cùng tiền tố và hậu tố dương/âm nhất quán, chẳng hạn như TX0_P và TX0_N), bạn có thể sử dụng hộp thoại Create Differential Pairs From Nets (Differential Pair dialog, used in the PCB editor to define a differential pair). Nhấp nút Create From Nets trong bảng PCB (Differential Pair dialog, used in the PCB editor to define a differential pair) để mở hộp thoại. Hộp thoại sẽ tự động liệt kê tất cả các net hiện có phù hợp với thiết lập bộ lọc ở phía trên. Cấu hình thiết lập bộ lọc và chỉ định lớp cặp vi sai nếu cần. Với bất kỳ cặp đề xuất nào không cần dùng, hãy bỏ chọn hộp kiểm Create.
Creating pairs using the wizard Nhấp nút Rule Wizard () sẽ khởi chạy trình hướng dẫn Differential Pair Rule Wizard, được mô tả ở phần sau của trang này.
Create a differential pair class in the panel Để tạo lớp cặp vi sai mới, nhấp chuột phải trong vùng Differential Pair Classes của bảng và chọn Add Class từ menu ngữ cảnh (). Hộp thoại Edit<ObjectKind>Class sẽ mở ra, tại đây bạn có thể nhập tên lớp và thêm thành viên.
Edit a differential pair class Nhấp đúp vào một lớp hiện có để mở hộp thoại Edit<ObjectKind>Class, tại đây bạn có thể chỉnh sửa tên lớp hoặc thêm/xóa thành viên.
Manage classes in the Object Class Explorer Để kiểm soát và chỉnh sửa đầy đủ tất cả các lớp, bao gồm cả lớp cặp vi sai, chọn lệnh Design » Classes để mở hộp thoại Object Class Explorer (). Tìm hiểu thêm về định nghĩa lớp trong trình biên tập PCB.

Các ràng buộc thiết kế

Trong Altium Designer, thuộc tính của các đối tượng được đặt trong thiết kế được kiểm soát bằng các ràng buộc thiết kế. Các ràng buộc vừa được dùng để hướng dẫn các công cụ tạo đối tượng, chẳng hạn như độ rộng khi đi dây và khe hở giữa hai đường trong cặp khi đi dây cặp vi sai; vừa được dùng trong quá trình kiểm tra quy tắc thiết kế để xác nhận rằng các đối tượng đã đặt đáp ứng yêu cầu thiết kế.

Như đã đề cập trước đó, các ràng buộc thiết kế được xác định thông qua Constraint Manager hoặc dưới dạng quy tắc thiết kế PCB. Mặc dù hai phương pháp này có cách tạo và quản lý ràng buộc khác nhau, tập hợp các ràng buộc khả dụng trong Constraint Manager và các quy tắc PCB là như nhau, cũng như phương pháp nền tảng dùng để xác định các đối tượng mà ràng buộc thiết kế cần áp dụng.

Phía sau giao diện người dùng, Altium Designer sử dụng một bộ máy lọc dựa trên hệ thống truy vấn để xác định các đối tượng mà ràng buộc thiết kế áp dụng. Hệ thống truy vấn xác định đối tượng bằng các hàm truy vấn, chẳng hạn như IsComponent('U1') hoặc InAnyDifferentialPair. Quá trình tạo truy vấn để nhắm đến các đối tượng cần thiết được gọi là setting the scope của ràng buộc thiết kế. Tại nhiều vị trí xác định phạm vi ràng buộc, bạn sẽ chọn một tùy chọn từ danh sách thả xuống, sau đó trình chỉnh sửa PCB sẽ chuyển lựa chọn đó thành một truy vấn phù hợp. Với ràng buộc cụ thể hơn, chẳng hạn như all nets (except pairs) under this BGA, bạn sẽ cần xây dựng truy vấn từ các hàm truy vấn phù hợp, ví dụ WithinRoom('RoomDefinition_BGA') and Not InAnyDifferentialPair. 

Trong dự án dựa trên quy tắc, bạn có thể xem truy vấn của bất kỳ ràng buộc nào bằng cách chuyển phạm vi Object Matches trong ràng buộc sang Custom Query (trong PCB Rules and Constraint Editor), như minh họa ở trang chiếu thứ ba bên dưới. Trong dự án dựa trên Constraint Manager-, hãy mở Constraint Manager từ trình chỉnh sửa PCB và chuyển sang All Rules để hiển thị truy vấn phía sau ràng buộc ().

Để đơn giản hóa nội dung trình bày, thuật ngữ ràng buộc (thay vì quy tắc) sẽ được sử dụng trong phần còn lại của trang này. Các hình ảnh minh họa phần mềm sẽ bao gồm cả Constraint Manager và PCB Rules and Constraints Editor; khi cách bố trí giao diện khác biệt đáng kể, hình ảnh của cả hai sẽ được hiển thị.

Các ràng buộc được xác định trong giao diện dạng bảng tính của Constraint Manager; khi bạn nhấp vào một cột, thông tin chi tiết về ràng buộc sẽ hiển thị ở phía dưới. 

Trong phương pháp dựa trên quy tắc thiết kế, các tùy chọn phạm vi thông dụng được thiết lập qua danh sách thả xuống. Một truy vấn được tự động tạo phía sau danh sách thả xuống; trong PCB Rules and Constraint Editor, bạn có thể chuyển phạm vi sang Custom Query để hiển thị truy vấn.

Ở cả phương pháp dùng Constraint Manager và phương pháp dùng quy tắc thiết kế, các phạm vi ràng buộc phức tạp hơn đều đòi hỏi phải viết truy vấn. Quy tắc thiết kế trong ví dụ minh họa ràng buộc việc đi dây cặp vi sai: tất cả các cặp vi sai thuộc lớp 100R_FPGA, nằm trong vùng room RoomDefinition_BGA, phải được đi dây theo cấu hình trở kháng D100(BGA).

 

Tìm hiểu thêm về ngôn ngữ truy vấn.

Thiết lập phạm vi của ràng buộc thiết kế

Phạm vi của quy tắc thiết kế xác định tập hợp các đối tượng mà bạn muốn áp dụng quy tắc. Vì cặp vi sai là một đối tượng, bạn có thể sử dụng các truy vấn như những ví dụ sau:

Các từ khóa truy vấn để nhắm đến cặp vi sai

InAnyDifferentialPair Đối tượng có nằm trong bất kỳ cặp vi sai nào hay không.
InDifferentialPair('D_V_TX1') Nhắm đến cả hai net trong cặp vi sai có tên D_V_TX1.
InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') Nhắm đến tất cả các net trong tất cả các cặp thuộc lớp cặp vi sai có tên ROCKET_IO_LINES.
(IsDifferentialPair And (Name = 'D_V_TX1')) Nhắm đến đối tượng cặp vi sai có tên D_V_TX1.
(IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) Nhắm đến tất cả các đối tượng cặp vi sai có tên bắt đầu bằng chữ cái D.

Tìm hiểu thêm về các hàm truy vấn PCB khả dụng.

Ràng buộc đi dây cặp vi sai

Mục tiêu chính khi đi dây cặp vi sai là đi dây từng net trong cặp theo độ rộng ưu tiên, đồng thời duy trì khe hở ưu tiên giữa chúng. Các hình minh họa bên dưới cho thấy cách thực hiện đối với tất cả các cặp vi sai; hình đầu tiên sử dụng Constraint Manager, hình thứ hai sử dụng PCB Rules and Constraints Editor. Độ rộng và khe hở được xác định bằng giá trị số. Ngoài ra, bạn có thể xác định cấu hình trở kháng cặp vi sai trong Layer Stack Manager rồi chọn cấu hình này trong ràng buộc, như minh họa bên dưới. Trang này tóm tắt các thành phần chính của ràng buộc; hãy sử dụng liên kết bên dưới để tìm hiểu chi tiết hơn về ràng buộc.

Thiết lập các ràng buộc để đi dây các cặp vi sai. Trong ví dụ này, tệp PCB đích đã được chọn DifferentialPair_CM.PCBDOC, đồng thời cấu hình trở kháng D100(D100) được xác định trong PCB đó cũng đã được chọn. Thao tác này tự động cấu hình độ rộng và khe hở đi dây ưu tiên.

Nếu sử dụng phương pháp quy tắc thiết kế thì ràng buộc Differential Pair Routing sẽ được cấu hình. Tùy chọn sử dụng cấu hình trở kháng đã xác định cũng đã được bật và cấu hình D100(D100) đã được chọn.

 

Thiết lập ràng buộc cho cặp vi sai

Measurement units Đơn vị mặc định là đơn vị của bo mạch; hãy sử dụng phím tắt Ctrl+Q để chuyển đổi giữa hệ Anh và hệ mét trong hộp thoại / cửa sổ chỉnh sửa mà bạn đang xem. Trong Constraint Manager, bạn cũng có thể chuyển đổi đơn vị qua menu Tools.
Routing width Nhập độ rộng tối thiểu, ưu tiên và tối đa dưới dạng giá trị số. Sử dụng phím tắt 3 để chuyển lần lượt giữa các thiết lập này trong khi đi dây cặp vi sai tương tác; trạng thái hiện tại được hiển thị trên thanh trạng thái và trên màn hình hiển thị thông tin tại chỗ. 
Gap between nets in the pair Nhập khe hở tối thiểu, ưu tiên và tối đa dưới dạng giá trị số. Sử dụng phím tắt Shift+6 để chuyển lần lượt giữa các thiết lập này trong khi đi dây cặp vi sai tương tác; trạng thái hiện tại được hiển thị trên thanh trạng thái và trên màn hình hiển thị thông tin tại chỗ. 
How the Gap is checked Giá trị khe hở ưu tiên được công cụ đi dây cặp vi sai tương tác sử dụng khi đặt các đoạn đường mạch trong quá trình đi dây. Tuy nhiên, khoảng cách giữa các đối tượng điện all được kiểm tra bằng ràng buộc khoảng cách cách điện áp dụng. Trong hộp thoại Design Rules thiết lập này được cấu hình dưới dạng một ràng buộc thiết kế riêng biệt (). Trong Constraint Manager, khoảng cách cách điện có thể được xác định trong cùng bảng với các thuộc tính đi dây cặp vi sai ().
Settings based on an Impedance profile 

Phương pháp này yêu cầu cấu hình trở kháng phải được thiết lập trong Layer Stack Manager. Nếu đã có các cấu hình trở kháng được xác định, bạn có thể chọn cấu hình trong Constraint Manager (hình đầu tiên ở trên) hoặc hộp thoại quy tắc (hình thứ hai ở trên). Tìm hiểu thêm về cách thiết lập cấu hình trở kháng.

Tìm hiểu thêm về ràng buộc đi dây cặp vi sai.

Đi dây cặp vi sai

Các cặp vi sai được đi dây theo cặp – nghĩa là bạn đi dây hai net cùng lúc. Để đi dây một cặp vi sai, chọn Interactive Differential Pair Routing từ menu Route hoặc Active Bar. Bạn sẽ được nhắc chọn một trong các net của cặp; nhấp vào một trong hai net để bắt đầu đi dây. Việc chọn đường mạch dương hay âm trong cặp không quan trọng vì hệ thống cũng sẽ tự động chọn đường mạch còn lại. Video bên dưới minh họa đơn giản cách đi dây cặp vi sai.

Trong khi đi dây cặp vi sai, bạn có thể thực hiện các thao tác sau:

 
 
 
 
 

Đi dây cặp vi sai

Configuring the router

Để thay đổi cài đặt đi dây cặp vi sai tương tác trong khi đi dây, nhấn Tab để hiển thị bảng Properties. Quá trình đi dây sẽ tạm dừng và con trỏ sẽ được tách khỏi đường đang đi dây; lúc này bạn có thể thay đổi các tùy chọn trong bảng. Nhấp vào nút  để quay lại đi dây hoặc nhấn Esc. Bảng Properties có bốn phần, hãy sử dụng các liên kết sau để tìm hiểu thêm về: Thông tin cặp vi sai, Thuộc tính, Tùy chọn đi dây tương tác và Quy tắc.

How the routing reacts to existing objects

Điều này được quyết định bởi cài đặt hiện tại của Conflict Resolution Mode (Đi vòng, Đẩy, Bám sát và đẩy, Dừng tại vật cản đầu tiên, Bỏ qua vật cản). Chế độ xử lý xung đột hiện tại được hiển thị trên thanh trạng thái (), trong phần hiển thị thông tin tại con trỏ () và trên bảng Properties trong khi đi dây hoặc trượt đường mạch. Nhấn Shift+R để chuyển lần lượt qua các chế độ đi dây xử lý xung đột khả dụng.

Tìm hiểu thêm về chế độ xử lý xung đột khi đi dây tương tác.

The shape of the corners

Trong quá trình đi dây cặp vi sai tương tác, hình dạng được tạo bởi các đoạn mạch và cung tròn tạo thành một góc được gọi là corner style. Góc chéo là kiểu phổ biến nhất, nhưng góc cong (được tạo bằng cách đặt các cung tròn) cũng được sử dụng rộng rãi. Có 5 kiểu góc khả dụng, trong đó 4 kiểu còn có các chế độ phụ về hướng góc.

  • Nhấn Shift+Spacebar trong khi đi dây để chuyển lần lượt qua các kiểu góc; kiểu hiện tại được hiển thị trên thanh trạng thái () và trong phần hiển thị thông tin tại con trỏ.

  • Ngoài ra, nhấn Tab để mở bảng Properties và thay đổi kiểu góc tại đó ().

  • Nhấn Spacebar để chuyển đổi hướng góc.

  • Khi đi dây một cặp bằng kiểu góc any angle, nhấn và giữ Shift để đi dây cặp vi sai bằng các cung tròn tiếp tuyến. Thao tác này giúp định hình đường đi dây men theo các đường cong hiện có.

  • Trong các chế độ arc in corner, nhấn phím , để giảm bán kính cung tròn tối đa và phím . để tăng bán kính cung tròn tối đa (giữ Shift để tăng tốc độ thay đổi lên 10 lần). Bạn cũng có thể thay đổi kích thước cung tròn một cách tương tác bằng cách di chuyển con trỏ. Cài đặt này xác định bán kính cung tròn tối đa cho phép, được hiển thị trên thanh trạng thái khi bạn đi dây.

Controlling the routing width and pair gap 

Trong quá trình đi dây cặp vi sai tương tác:

  • Nhấn 3 để chuyển lần lượt qua các độ rộng đi dây khả dụng (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max). Lựa chọn hiện tại được hiển thị trên thanh trạng thái và trong phần hiển thị thông tin tại con trỏ.

  • Nhấn Shift+6 để chuyển lần lượt qua các khoảng cách khả dụng (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max). Lựa chọn hiện tại được hiển thị trên thanh trạng thái và trong phần hiển thị thông tin tại con trỏ.

Placing the hatched track segments Nhấp chuột trái để đặt tất cả các đoạn mạch/cung tròn được đề xuất (có gạch chéo).
Unwind the placed routing Nhấn phím Backspace để xóa đỉnh được đặt gần nhất.
Switch layers and insert a via pair

Để chuyển lớp trong khi đi dây, hãy sử dụng tổ hợp phím tắt Ctrl+Shift+Wheel Scroll (hoặc nhấn phím * trên bàn phím số), sau đó ( ):

  • Nhấn 4 để chuyển lần lượt qua các kích thước via có sẵn (trong mặt phẳng X-Y), gồm User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max. Lựa chọn hiện tại được hiển thị trên thanh trạng thái và trong màn hình hiển thị thông tin nhanh.

  • Nhấn 5 để chuyển đổi giữa các kiểu bố trí via staggered và perpendicular khi chuyển lớp, hoặc di chuyển con trỏ để chuyển đổi kiểu bố trí.

  • Nhấn 6 để chuyển lần lượt qua các cấu hình xếp chồng via có thể sử dụng (phạm vi xuyên lớp của via theo trục Z), hoặc nhấn 8 để hiển thị danh sách lựa chọn (tìm hiểu thêm về cách kiểm soát các via được đặt trong quá trình đi dây tương tác).

Displaying the available clearance Bạn thắc mắc tại sao đường dây không thể đi qua khe hở đó? Để kiểm tra, hãy nhấn Ctrl+W trong khi đi dây để bật chế độ hiển thị động các ranh giới khoảng hở. Vùng cấm đi dây, được xác định bởi các đối tượng hiện có kết hợp với quy tắc khoảng hở áp dụng, sẽ hiển thị dưới dạng các đa giác tô bóng (). Nhấn Ctrl+W để tắt tính năng này.
Panel – Differential Pair Information

Hiển thị chi tiết tên của cặp vi sai đang được đi dây và lớp cặp vi sai (nếu cặp đó thuộc một lớp). Đồng thời hiển thị chiều dài tín hiệu và độ trễ của từng net trong cặp; thông tin này được cập nhật mỗi lần nhấp chuột trong quá trình đi dây. Các phần chữ màu xanh trong bảng là liên kết; nhấn Tab để truy cập bảng trong khi đi dây ().

Tìm hiểu thêm về thông tin trong bảng cặp vi sai.

Panel – Properties

Trong quá trình đi dây cặp vi sai, bạn có thể chỉnh sửa thuộc tính của các đối tượng đường dây trong phần Routing Properties của bảng Properties.

Tìm hiểu thêm về thông tin trong bảng Thuộc tính của cặp vi sai.

Panel – Interactive Routing Options

 

Tìm hiểu thêm về thông tin trong bảng Tùy chọn đi dây của cặp vi sai.

Panel – Rules

Hiển thị các ràng buộc thiết kế về Độ rộng đường dây và Kiểu via đi dây áp dụng cho cặp đang được đi dây ().

Tìm hiểu thêm về thông tin trong bảng Quy tắc của cặp vi sai.

Get help on shortcuts Nhấn Shift+F1 để hiển thị tất cả các phím tắt có sẵn trong lệnh.

Improving the Quality of the Routing

Trình biên tập PCB có các công cụ mạnh mẽ để cải thiện chất lượng đường dây hiện có. Các công cụ này có tên là Glossing và Retracing và đều có trong menu Route.

  • Gloss - tập trung cải thiện hình dạng đường mạch, cố gắng giảm số góc và rút ngắn tổng chiều dài đường dây. Gloss giữ nguyên chiều rộng đường mạch và khoảng cách cặp vi sai hiện có. Glossing tuân theo thiết lập Gloss Effort (Routed) hiện tại được cấu hình trên trang PCB - Interactive Routing của hộp thoại Preferences.

    Tìm hiểu thêm về tối ưu hóa đường mạch bằng Glossing trong khi đi dây.

  • Retrace - giả định rằng hình dạng tổng thể đã đạt yêu cầu, thay vào đó tập trung xác minh đường dây có đáp ứng các quy tắc thiết kế hay không. Trong khi Gloss giữ nguyên chiều rộng đường mạch và khoảng cách giữa hai đường trong cặp, Retrace thay đổi chúng về giá trị ưu tiên (Preferred). Retrace là công cụ rất hữu ích khi quy tắc thiết kế Differential Pair Routing đã thay đổi và cần áp dụng thay đổi đó cho đường dây hiện có.

    Tìm hiểu thêm về Glossing & Retracing đối với đường dây hiện có.

  • Công cụ Interactive Differential Pair Routing ưu tiên cao việc ghép cặp, vì vậy các quy tắc thiết kế SMD To Corner và SMD Entry có thể không hoạt động như mong đợi. Nếu cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc này khi đi dây cặp vi sai, hãy dùng công cụ Quick Differential Pair Routing.

  •  
     
     
     
     

    Các hạn chế hiện tại của tính năng đi dây cặp vi sai với góc bất kỳ gồm:

    • Hiện chưa hỗ trợ đi dây qua ranh giới của một room tại nơi các ràng buộc thiết kế thay đổi. Quá trình đi dây sẽ tiếp tục với các ràng buộc đang áp dụng.

    • Hiện chưa hỗ trợ ràng buộc thiết kế SMD Entry.

  • Hỗ trợ tự động loại bỏ vòng lặp trong các cặp vi sai đi dây với góc bất kỳ. Tính năng này đang ở giai đoạn Open Beta và khả dụng khi tùy chọn Legacy.PCB.Routing.LoopRemoval được tắt trong hộp thoại Advanced Settings.

Chỉnh sửa tương tác đường dây cặp vi sai

Trong quá trình đi dây, sẽ có nhiều lúc bạn cần thay đổi một phần đường dây hiện có. Bạn có thể thay đổi đường dây bằng thao tác kiểu vẽ kỹ thuật: nhấp và kéo một đoạn đường mạch hoặc via – thao tác này được gọi là interactive sliding. Để nhận diện các đường thuộc cùng một cặp trong khi trượt, khái niệm coupling được sử dụng. Các điều khiển trượt tương tác hiển thị trong bảng Properties khi trượt (). Trong quá trình trượt, bộ máy đi dây tương tác sẽ cố gắng duy trì chất lượng đường dây, đồng thời tuân thủ các ràng buộc thiết kế áp dụng. Những tính năng chính tác động đến quá trình trượt bao gồm: routing conflict resolution mode (cách phản ứng với vật cản), gloss strength (mức độ tinh chỉnh kết quả) và hugging (mức độ ôm sát vật cản của các đường dây và cách tạo góc).

Đôi khi, việc đi lại đường đi của cặp vi sai sẽ dễ dàng hơn. Bộ máy đi dây tương tác hỗ trợ điều này bằng một tính năng có tên Loop Removal. Tính năng này theo dõi quá trình đi dây tương tác và nếu phát hiện một đường đi mới được đi song song với đường đi hiện có, nó sẽ tự động xóa các đoạn cũ dư thừa. Để đi lại đường đi của một cặp vi sai, chọn lệnh Route » Interactive Differential Pair Routing, nhấp vào vị trí bất kỳ trên đường dây hiện có và đi theo đường mới, sau đó quay lại nối với đường dây hiện có tại vị trí cần thiết. Phần mềm nhận diện vòng lặp được tạo giữa đường đi cũ và đường đi mới; khi bạn nhấp chuột phải hoặc nhấn Esc để kết thúc đi dây, các đoạn dư thừa sẽ tự động bị xóa, bao gồm cả các via dư thừa.

Chỉnh sửa đường dây cặp vi sai hiện có bằng cách kết hợp đi dây lại và trượt.

Chỉnh sửa đường dây cặp vi sai

Sliding (dragging) the pair

Nhấp và giữ một đoạn đường mạch thuộc một trong hai net của cặp, sau đó di chuyển chuột để bắt đầu trượt đường đi dây của cặp ( ). Cách công cụ đi dây tương tác thay đổi đường đi dây khi con trỏ di chuyển phụ thuộc vào các thiết lập thuộc tính hiện tại trong bảng Properties (); nhấn phím Tab để tạm dừng thao tác trượt và thay đổi thiết lập trong bảng. Các tùy chọn trượt cần phù hợp với kiểu đi dây được sử dụng trên bo mạch — ví dụ,  Hugging Style nên được đặt thành 45 Degree nếu đường đi dây có các góc chéo. Nhấn tổ hợp phím tắt Shift+Spacebar để chuyển lần lượt giữa các chế độ Hugging Style trong khi trượt.

Để nhận diện các thành phần trong một cặp vi sai, khái niệm coupling được sử dụng. Khi phần mềm nhận diện các đối tượng thuộc một cặp vi sai, phần mềm sẽ cố gắng kéo đường mạch hoặc via tương ứng của nhánh còn lại trong cặp nếu tùy chọn Keep Coupled được bật trong bảng Properties khi trượt tương tác () hoặc kéo via tương tác ().

Để xác nhận các đối tượng tương ứng được ghép cặp, phần mềm kiểm tra xem các đối tượng có đáp ứng những điều kiện sau hay không:

  • Đối với các cặp via — thuộc cùng cặp và có khoảng cách nhỏ hơn 2 * Preferred Gap

  • Đối với các cặp đường mạch — thuộc cùng cặp, nằm trên cùng lớp và cách nhau không quá Preferred Gap

What you snap to during sliding

Đường đi dây đang trượt không chỉ bám vào lưới bắt điểm hiện tại mà còn có thể bám vào các đối tượng khác tùy thuộc vào: thiết lập bắt điểm đối tượng, thiết lập bắt điểm theo lớp và việc các thiết lập bắt theo đường dẫn hướng và trục có được bật hay không. Nhấn Ctrl+E để sửa đổi các thiết lập này trong khi trượt. Để tạm thời vô hiệu hóa chức năng bắt điểm khi trượt tương tác, hãy giữ phím Ctrl.

Tìm hiểu thêm về cơ chế bắt điểm của con trỏ.

How the sliding routes are glossed

Mức độ thay đổi hình dạng của các đường mạch đang di chuyển khi bạn trượt chúng được điều khiển bởi thiết lập Gloss Effort (Routed) hiện tại; nhấn các phím tắt Ctrl+Shift+G để chuyển lần lượt giữa các chế độ trong khi trượt. Lưu ý rằng khi trượt tương tác, mức tối ưu hóa đường mạch tự động giảm xuống Weak để tránh công cụ tối ưu hóa cản trở người thiết kế khi họ cố gắng di chuyển đường đi dây. Nếu đường đi dây vẫn không trượt như mong muốn, hãy thử đặt Gloss Effort (Routed) thành Off.

Tìm hiểu thêm về các thiết lập mức tối ưu hóa (đường mạch được đi dây).

How the sliding route responds to existing objects

Trong khi trượt, một trong các chế độ Routing Conflict Resolution (Ignore, Push, HugNPush) được áp dụng (). Nhấn Shift+R để chuyển lần lượt giữa các chế độ khi bạn kéo một đoạn đường mạch.

Tìm hiểu thêm về các thiết lập chế độ giải quyết xung đột.

How neighboring routes are impacted

Ảnh hưởng của các đường mạch đang di chuyển đến đường đi dây lân cận được điều khiển bởi thiết lập Gloss Effort (Neighbor) hiện tại (); nhấn Tab trong khi trượt để thay đổi thiết lập.

Tìm hiểu thêm về các thiết lập mức tối ưu hóa (đường mạch lân cận).

Hugging - how glossing wraps around other objects and forms corners

Cách công cụ tối ưu hóa uốn đường đi dây quanh các đối tượng khác và tạo các góc được gọi là hugging. Các thiết lập kiểu bám theo hiện có bao gồm:

  • 45 Degree – luôn sử dụng các đoạn thẳng vuông góc/chéo để tạo góc (sử dụng chế độ này cho cách đi dây vuông góc/chéo truyền thống).

  • Mixed – sử dụng các đoạn đường mạch thẳng khi các đối tượng mà đường mạch đang di chuyển/đẩy sát vào có dạng thẳng; sử dụng cung tròn khi chúng có dạng cong.

  • Rounded – sử dụng cung tròn tại mỗi đỉnh được tối ưu hóa. Sử dụng chế độ này để đi dây dạng uốn lượn và sử dụng cung tròn kết hợp với đường đi dây góc bất kỳ khi tối ưu hóa (trong quá trình đi dây tương tác và tối ưu hóa thủ công).

Tìm hiểu thêm về các thiết lập kiểu bám theo.

Controlling Loop Removal

Khi bạn đi dây lại một cặp hiện có, chức năng loại bỏ vòng lặp được áp dụng. Chức năng loại bỏ vòng lặp được bật theo mặc định () và áp dụng cho tất cả các net. Bạn có thể bật hoặc tắt toàn bộ tính năng này (), hoặc vô hiệu hóa riêng cho từng net nếu cần (tìm hiểu thêm). Một tính năng hoạt động kết hợp với chức năng loại bỏ vòng lặp là Automatically Terminate Routing, cũng được bật theo mặc định (). Tính năng này tự động kết thúc thao tác đi dây lại cặp khi vị trí nhấp tiếp theo nằm trên đường đi dây hiện có. Khi tính năng này được bật, việc đi dây lại theo một lộ trình sát với đường đi dây hiện có có thể trở nên khó khăn. Trong trường hợp này, hãy tạm thời tắt tùy chọn Automatically Terminate Routing.

Tìm hiểu thêm về các thiết lập loại bỏ vòng lặp.

Trượt một góc đường đi dây

Công cụ trượt tương tác bao gồm các thuật toán chuyên dùng để kéo một đỉnh (góc).

  • Tùy chọn Vertex Action (Hộp thoại Tùy chọn Bảng thuộc tính Trượt tương tác) điều khiển cách công cụ trượt tương tác thay đổi hình dạng góc trong khi kéo. Nhấn Spacebar để chuyển lần lượt giữa các chế độ khi bạn kéo một đỉnh.

  • Để chuyển một góc 90 độ thành đường đi dây 45 độ, hãy bắt đầu kéo đỉnh góc khi thiết lập Vertex Action đang ở chế độ Deform.

Tìm hiểu thêm về các thiết lập thao tác với đỉnh.

Tìm hiểu thêm về chỉnh sửa đường đi dây hiện có.

Hiệu chỉnh chiều dài cặp vi sai và chỉnh sửa các đoạn uốn lượn

Việc hiệu chỉnh chiều dài cặp vi sai có hai khía cạnh: hiệu chỉnh chiều dài của từng cặp trong một nhóm để tất cả các cặp có cùng chiều dài; sau đó hiệu chỉnh chiều dài của net ngắn hơn trong mỗi cặp, một quá trình được gọi là phase matching. 

Để hiệu chỉnh chiều dài các cặp vi sai, hãy tạo các ràng buộc sau cho nhóm cặp vi sai cần hiệu chỉnh:

  • Một matched lengths constraint xác định các yêu cầu khớp chiều dài between pairs. Để so sánh chiều dài của một cặp với chiều dài của cặp khác, hãy bật tùy chọn Group Matched Lengths.

  • Một matched lengths constraint thứ hai xác định các yêu cầu khớp chiều dài within-pair. Để so sánh chiều dài của một nhánh trong cặp với nhánh còn lại, hãy bật tùy chọn Within Differential Pair Length trong ràng buộc.

Minh họa việc hiệu chỉnh chiều dài giữa các cặp, sau đó hiệu chỉnh chiều dài trong từng cặp.

Video minh họa việc hiệu chỉnh chiều dài của các cặp so với các cặp khác (dựa trên chiều dài xSignal) bằng cách thêm các đoạn uốn lượn hiệu chỉnh chiều dài. Sau đó, nhánh ngắn hơn của mỗi cặp được hiệu chỉnh chiều dài cho khớp với nhánh dài hơn của cặp đó. Tiếp theo, video minh họa cách di chuyển và thay đổi hình dạng các cặp bằng thao tác tương tác, cách xóa một đoạn uốn lượn hiệu chỉnh và cách tạo hình một đoạn uốn lượn mới trong khi đặt bằng các phím tắt.

Tìm hiểu thêm về hiệu chỉnh chiều dài cặp vi sai.

## Xin cảm ơn Robert Feranec thuộc FEDEVEL Academy (www.fedevel.com) đã cho phép sử dụng bo mạch phát triển iMX6 Rex trong các hình ảnh trên trang này (http://www.imx6rex.com/).

AI-LocalizedBản địa hóa bằng AI
Nếu bạn phát hiện vấn đề, hãy chọn văn bản/hình ảnh và nhấnCtrl + Enterđể gửi phản hồi cho chúng tôi.
Nav
Contents
Tính khả dụng của tính năng

Các tính năng bạn có thể sử dụng phụ thuộc vào giải pháp Altium mà bạn đang có – Altium Develop, Altium Agile Teams, Altium Agile Enterprise, hoặc Altium Designer (đang trong thời hạn hiệu lực).

Nếu bạn không thấy một tính năng được nêu trong tài liệu có trong phần mềm thực tế của mình, liên hệ Bộ phận Kinh doanh của Altium để tìm hiểu thêm.

Tài liệu cũ

Tài liệu Altium Designer không còn được phân phiên bản. Nếu bạn cần truy cập tài liệu cho các phiên bản cũ hơn của Altium Designer, hãy truy cập mục Tài liệu cũ trên trang Trình cài đặt khác.

Contents