Đi dây cặp vi sai là một kỹ thuật thiết kế được օգտագործเพื่อ tạo ra một hệ thống truyền dẫn cân bằng có khả năng mang các tín hiệu vi sai (bằng nhau và ngược pha) trên một bo mạch in. Thông thường, kiểu đi dây vi sai này sẽ giao tiếp với một hệ thống truyền dẫn vi sai bên ngoài, chẳng hạn như đầu nối và cáp.
Hệ thống tín hiệu vi sai là hệ thống trong đó tín hiệu được truyền trên một cặp đường dẫn ghép chặt, một đường mang tín hiệu và đường còn lại mang ảnh đối xứng có biên độ bằng nhau nhưng ngược dấu của tín hiệu đó. 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. Tín hiệu vi sai vốn có khả năng miễn nhiễm với nhiễu điện chế độ chung, đây là dạng nhiễu phổ biến nhất thường xuất hiện trong một sản phẩm điện tử. Một ưu điểm lớn khác của tín hiệu vi sai là nó giảm thiểu nhiễu điện từ (EMI) phát sinh từ cặp tín hiệu.
Đi dây PCB cho cặp vi sai là một kỹ thuật thiết kế được sử dụng để tạo ra một hệ thống truyền dẫn cân bằng có thể mang các tín hiệu vi sai (bằng nhau và ngược pha) trên một bo mạch in. Thông thường, kiểu đi dây vi sai này sẽ giao tiếp với một hệ thống truyền dẫn vi sai bên ngoài, chẳng hạn như đầu nối và cáp.
Cần lưu ý rằng mặc dù tỷ lệ ghép đạt được trong cáp vi sai cặp xoắn có thể tốt hơn 99%, mức ghép đạt được trong đi dây cặp vi sai thường sẽ nhỏ hơn 50%. Quan điểm hiện nay của các chuyên gia là nhiệm vụ đi dây trên PCB không phải là cố gắng đảm bảo đạt được một trở kháng vi sai cụ thể, mà là tập trung bảo đảm tín hiệu vi sai đến được linh kiện đích trong tình trạng tốt khi truyền từ hệ thống cáp bên ngoài.
Theo Lee Ritchey, một chuyên gia nổi tiếng trong ngành về thiết kế PCB tốc độ cao, tín hiệu vi sai thành công yêu cầu:
Thiết lập trở kháng của từng đường tín hiệu định tuyến bằng một nửa trở kháng cáp vi sai đầu vào.
Mỗi một trong hai đường tín hiệu phải được kết thúc đúng bằng trở kháng đặc trưng riêng của nó ở đầu 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 nên là duy trì thời gian; hãy khớp chiều dài đủ gần để đáp ứng ngân sách lệch thời gian của thiết kế. Ví dụ về dung sai chiều dài gồm: với USB tốc độ cao, sai lệch chiều dài không được lớn hơn 150 mil; xung clock DDR2 cần được khớp trong phạm vi 25 mil.
Tận dụng lợi ích của việc định tuyến hai tín hiệu song song để giúp đạt được chất lượng đi dây tốt với chiều dài khớp nhau. Khi cần, có thể tách chúng ra để đi vòng qua chướng ngại vật.
Việc chuyển lớp là chấp nhận được miễn là trở kháng tín hiệu vẫn được duy trì.
Chuyển các cặp vi sai sang PCB Editor từ Schematic
Nếu bạn đã đặt các chỉ thị Differential Pair trên các net trong schematic , thì các thiết lập tùy chọn dự án mặc định sẽ dẫn đến việc các thành viên cặp vi sai được tạo trên PCB. Các tùy chọn sau trong hộp thoại Options for PCB Project được dùng để cấu hình việc này:
Thẻ Comparator - Extra Differential Pairs (sau đó là các kiểm tra Different Differential Pair cho những lần cập nhật tiếp theo, và các tùy chọn Rules nếu bạn cũng đang tạo/thay đổi các quy tắc thiết kế)
Thẻ ECO Generation - Add Differential Pair (sau đó là các kiểm tra Change Differential Pair cho những lần cập nhật tiếp theo, và các tùy chọn Rules nếu bạn cũng đang tạo/thay đổi các quy tắc thiết kế)
Thẻ Class Generation - Generate Net Classes (nếu bạn cũng đang tạo một Net Class để dùng làm phạm vi áp dụng cho quy tắc PCB Differential Pair Routing)
Xem và quản lý các cặp vi sai trên PCB
Các định nghĩa cặp vi sai được xem và quản lý trong PCB panel được đặt ở chế độ Differential Pairs Editor . Hình dưới đây cho thấy các cặp thuộc Differential Pair Class ROCKET_IO_LINES. Cặp V_RX0 đang được tô sáng; các net trong cặp này là V_RX0_N và V_RX0_P. - và + hiển thị bên cạnh tên net của từng thành viên là cờ hệ thống cho biết đó là thành viên dương hay âm của cặp.
Các cặp vi sai có thể được xem và quản lý trong Differential Pair Editor. Nhấp chuột phải trong vùng Differential Pair Classes để tạo một lớp mới.
Trong chế độ Differential Pairs Editor của panel PCB , ba vùng chính của nó thay đổi để phản ánh hệ phân cấp cặp vi sai của thiết kế PCB hiện tại (theo thứ tự từ trên xuống):
Differential Pair Classes .
Các Differential Pairs thành viên riêng lẻ trong một lớp.
Các Nets cấu thành (âm và dương) tạo thành một cặp vi sai.
Định nghĩa một Differential Pair Class
Thường sẽ có nhiều hơn một cặp vi sai cần được áp dụng bởi một quy tắc thiết kế. Trong trường hợp này, bạn có thể định nghĩa các lớp cặp vi sai, gom chúng thành các nhóm logic. Nhấp chuột phải vào một mục lớp cặp vi sai rồi chọn Properties (hoặc nhấp đúp trực tiếp vào mục đó) sẽ mở hộp thoại Edit Object Class dialog tại đó bạn có thể đổi tên hoặc xem/sửa thành viên cặp vi sai của lớp. Để kiểm soát và chỉnh sửa đầy đủ tất cả các lớp, bao gồm cả Differential Pair Classes, hãy mở hộp thoại Object Class Explorer dialog bằng lệnh Design » Classes từ menu chính.
Object Class Explorer cho phép tạo, xem và chỉnh sửa tất cả các lớp, bao gồm cả Differential Pairs.
Quản lý cặp vi sai
Các cặp vi sai có thể được định nghĩa trên schematic và cả trong PCB Editor. Việc quản lý trong trường hợp sau được thực hiện từ vùng Differential Pairs của panel PCB , khi được cấu hình ở chế độ Differential Pairs Editor . Với lớp cặp vi sai cụ thể đang được chọn, tất cả các đối tượng cặp vi sai hiện được định nghĩa thuộc lớp đó sẽ được liệt kê trong vùng Differential Pairs .
Sử dụng các nút bên dưới vùng này để quản lý các cặp vi sai theo nhu cầu:
Add . Trong hộp thoại Differential Pair xuất hiện, 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 available mới được liệt kê để lựa chọn. Các net hiện đang được định nghĩa là một phần của các cặp vi sai hiện có sẽ không được liệt kê.
Nhanh chóng tạo các cặp từ các net đã được đặt tên.
Để sửa một cặp vi sai hiện có, chọn mục của nó rồi nhấp nút Edit . Hộp thoại Differential Pair sẽ mở ra với các net hiện được chọn cho cặp đã được nhập vào các trường thả xuống Positive Net và Negative Net . Thay đổi một hoặc cả hai net của cặp hoặc đổi tên cặp theo yêu cầu.
Bạn cũng có thể nhấp chuột phải vào một mục cặp vi sai, sau đó chọn Properties , hoặc nhấp đúp trực tiếp vào mục đó.
Để xóa một cặp vi sai hiện có, hãy chọn mục của nó rồi nhấp nút Delete .
Tạo cặp vi sai từ các net thiết kế
TX0_P và TX0_N), bạn có thể sử dụng hộp thoại Create Differential Pairs From Nets . Nhấp nút Create From Nets trong panel PCB ở chế độ Differential Pairs Editor để mở hộp thoại.
Các đối tượng cặp vi sai dự kiến sẽ được liệt kê để tạo tương ứng với các mục lọc ở phía trên hộp thoại.
Hiệu quả của phương pháp tự động này phụ thuộc trực tiếp vào quy ước đặt tên đã được dùng cho các net cụ thể sẽ tạo thành các cặp vi sai. Lý tưởng nhất là sử dụng một quy ước đặt tên sao cho một gốc tên chung được theo sau bởi chỉ dấu dương/âm nhất quán (P và N). Ví dụ, hãy xem xét tín hiệu thu D_ETH_O.RX, đây là một tín hiệu vi sai trong thiết kế. Hai net cấu thành tín hiệu này là ETH_O.RX_P và ETH_O.RX_N - lần lượt đại diện cho phía dương và phía âm của tín hiệu.
Các bộ lọc ở đầu hộp thoại cho phép bạn nhanh chóng nhắm đến các net này theo net class mà chúng thuộc về và theo yếu tố phân biệt cụ thể đã được dùng để phân biệt net dương và net âm trong một cặp dự kiến, ví dụ, _P và _N. Bạn cũng có thể định nghĩa một tiền tố để thêm vào các đối tượng cặp vi sai được tạo, và cũng xác định chúng sẽ được thêm vào lớp cặp vi sai nào.
Đối với mỗi đối tượng cặp vi sai, hộp thoại liệt kê các net dương và âm cấu thành nó. Theo mặc định, tất cả các đối tượng cặp vi sai dự kiến đều được chọn để tạo và có thể loại trừ từng đối tượng riêng lẻ bằng cách bỏ chọn hộp kiểm Create .
Khi mọi tùy chọn đã được thiết lập theo yêu cầu, nhấp nút Execute - các đối tượng cặp vi sai sẽ được tạo và panel PCB sẽ cập nhật tương ứng.
Nhấp chuột phải vào một mục Net(s) trong panel PCB rồi chọn Properties (hoặc nhấp đúp trực tiếp vào mục đó) sẽ mở hộp thoại Edit Net dialog tại đó bạn có thể xem/sửa các thuộc tính của net theo yêu cầu.
Sử dụng nút Rule Wizard để truy cập Differential Pair Rule Wizard và triển khai các thuộc tính quy tắc cặp vi sai bằng quy trình tự động. Tham khảo phần Sử dụng Trình hướng dẫn Quy tắc Cặp vi sai để Định nghĩa các Quy tắc bên dưới để tìm hiểu thêm.
Sử dụng xSignals với Cặp Vi Sai
Main page: Định nghĩa Đường dẫn Tín hiệu Tốc độ cao với xSignals
Nếu các cặp vi sai của bạn có linh kiện mắc nối tiếp trên đường tín hiệu, bạn có thể thấy việc tạo xSignals là hữu ích. xSignal là một đường tín hiệu do người thiết kế xác định giữa hai nút. Chúng có thể là hai nút trong cùng một net hoặc cũng có thể là hai nút ở hai net khác nhau. Khi dùng xSignal, bạn có thể định nghĩa đường tín hiệu để nó bao gồm net ở cả hai phía của một linh kiện nối tiếp. Việc tính toán chiều dài đi dây cho xSignals sẽ bao gồm chiều dài của đường đi qua linh kiện nối tiếp, như được thể hiện bằng đường mảnh hiển thị khi một xSignal được chọn trong chế độ xSignals của bảng PCB .
Các cặp vi sai này đã được định nghĩa là xSignals; chiều dài đi dây bao gồm cả linh kiện nối tiếp.
Các Quy tắc Thiết kế Áp dụng
Để đi dây tương tác cho một cặp vi sai, hãy tạo và cấu hình hai quy tắc thiết kế sau trong hộp thoại PCB Rules and Constraints Editor dialog (Design » Rules ):
Differential Pairs Routing - xác định độ rộng đi dây của các net trong cặp, khoảng cách tách biệt (gap) giữa các net trong cặp, và tổng chiều dài không ghép cặp (cặp được xem là không còn ghép khi khoảng cách gap lớn hơn thiết lập Max Gap ). Đặt phạm vi của quy tắc này để nhắm đến các đối tượng là cặp vi sai, ví dụ, IsDifferentialPair hoặc InDifferentialPairClass('All Differential Pairs'). Lưu ý rằng các thiết lập Min/Preferred/Max Gap có thể được dùng trong quá trình đi dây nhưng không dùng khi kiểm tra quy tắc thiết kế. Trong quá trình kiểm tra quy tắc thiết kế, khoảng cách giữa các net trong một cặp được kiểm tra bằng quy tắc thiết kế Electrical Clearance áp dụng, như được giải thích trong khung nổi bật bên dưới.
Electrical Clearance - xác định khoảng hở tối thiểu giữa bất kỳ hai đối tượng primitive nào (ví dụ: pad-pad, track-pad) trên bất kỳ net nào, cùng một net, hoặc giữa các net khác nhau. Đặt phạm vi của quy tắc này để nhắm đến các đối tượng là thành viên của một cặp vi sai, ví dụ, InDifferentialPair, và chọn các loại đối tượng phù hợp trong vùng ràng buộc của hộp thoại, như minh họa bên dưới.
Important Note: Khi bạn đi dây một cặp vi sai, các net đã đi dây trong cặp sẽ được tách nhau theo thiết lập Min/Preferred/Max Gap hiện tại được định nghĩa trong quy tắc thiết kế Differential Pair Routing đang áp dụng (nhấn Shift+6 để chuyển qua các chế độ Gap trong khi đi dây, kiểm tra Thanh trạng thái để xem chế độ nào đang được áp dụng). Tuy nhiên, trong quá trình kiểm tra quy tắc thiết kế, tất cả các đối tượng điện sẽ được kiểm tra bằng quy tắc Electrical Clearance đang áp dụng, vì vậy nếu giá trị gap dùng để đi dây cặp vi sai nhỏ hơn khoảng hở tối thiểu cho phép giữa các net của cặp vi sai được thiết lập bởi quy tắc Electrical Clearance, sẽ phát sinh vi phạm quy tắc thiết kế Electrical Clearance. Nếu các net trong cặp được đặt gần nhau hơn mức tối thiểu cho phép bởi quy tắc Electrical Clearance đang áp dụng, bạn sẽ cần thêm một quy tắc Electrical Clearance bổ sung nhắm đến các cặp vi sai, cho phép chúng có khoảng hở bằng với thiết lập Diff Pair Routing Gap. Quy tắc này cũng phải có thiết lập xác định các loại Net cần được kiểm tra là Same Differential Pair , như hiển thị trong .
Thiết lập Phạm vi cho các Quy tắc 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 dùng các truy vấn như các ví dụ sau:
InAnyDifferentialPair - đối tượng có thuộc bất kỳ cặp vi sai nào hay không.
InDifferentialPair('D_V_TX1') - nhắm đến cả hai net trong cặp vi sai có tên là D_V_TX1.
InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') - nhắm đến tất cả các net trong mọi 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 là D_V_TX1.
(IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) - nhắm đến tất cả các đối tượng cặp vi sai có tên bắt đầu bằng chữ D.
Sử dụng Trình hướng dẫn Quy tắc Cặp vi sai để Định nghĩa các Quy tắc
Mặc dù có thể tạo quy tắc thủ công bằng PCB Rules and Constraints Editor (Design » Rules ), bảng PCB ở chế độ Differential Pairs Editor mang lại sự thuận tiện của Differential Pair Rule Wizard . Sử dụng nút Rule Wizard (bên dưới vùng Nets trong bảng PCB ) để truy cập Trình hướng dẫn và triển khai các thuộc tính quy tắc theo yêu cầu.
Differential Pair Rule Wizard sẽ hướng dẫn bạn xuyên suốt quá trình định nghĩa quy tắc.
Lưu ý rằng phạm vi của các quy tắc sẽ phụ thuộc vào lựa chọn trong bảng PCB trước khi khởi chạy trình hướng dẫn, như sau:
Differential Pair Class
Nếu lớp All Differential Pairs được chọn, phạm vi sẽ là All cho từng quy tắc.
Nếu một lớp cặp vi sai cụ thể được chọn, phạm vi sẽ là InDifferentialPairClass('ClassName') cho từng quy tắc.
Differential Pair
Nếu một đối tượng cặp vi sai đơn lẻ được chọn trong bảng, các phạm vi sẽ là:
Width - InDifferentialPair('PairName')
Matched Net Lengths và Differential Pairs Routing - IsDifferentialPair And (Name = 'PairName'))
Nếu nhiều đối tượng cặp vi sai được chọn trong bảng, sẽ có các mục phạm vi riêng cho từng đối tượng cặp, mỗi mục được phân tách bởi toán tử 'Or'. Ví dụ, một quy tắc Width cho đi dây nhắm đến các đối tượng cặp vi sai được chọn riêng lẻ D_ETH_O.TX và D_ETH_O.RX sẽ có phạm vi là:InDifferentialPair('D_ETH_O.TX') Or InDifferentialPair('D_ETH_O.RX')
Lưu ý rằng khoảng hở từ một net trong cặp vi sai đến bất kỳ đối tượng điện other nào không thuộc cặp đó đều được giám sát bởi quy tắc Clearance đang áp dụng.
Đi dây một Cặp Vi sai
Related page: Đi dây Tương tác
Các cặp vi sai được đi dây như một cặp - nghĩa là bạn sẽ đi dây đồng thời hai net. 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. Không quan trọng bạn chọn trace dương hay âm trong cặp vì hệ thống sẽ tự động chọn trace còn lại. Video bên dưới minh họa việc đi dây một cặp vi sai.
Trong quá trình đi dây cặp vi sai, bạn có thể thực hiện các chức năng sau:
Shift+R để chuyển qua các chế độ đi dây giải quyết xung đột (Walkaround, Push, Hug and Push, Stop at First Obstacle, Ignore Obstacles).
Shift+Spacebar để chuyển qua các kiểu góc khả dụng (góc 45 độ, cung 45 độ trong góc, mọi góc, góc 90 độ, cung 90 độ trong góc).
Khi đi dây một cặp vi sai bằng kiểu góc mọi góc, nhấn và giữ Shift để đi dây cặp vi sai bằng các cung tiếp tuyến.
Nhấn Spacebar để chuyển đổi giữa hai chế độ phụ hướng góc.
Nhấn phím Backspace để xóa đỉnh cuối cùng.
Nhấn 3 để chuyển qua các độ rộng đi dây cặp vi sai khả dụng (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max).
Nhấn Shift+6 để chuyển qua các khoảng cách gap cặp vi sai khả dụng (Rule Min, Rule Preferred, Rule Max).
Sử dụng các phím + và - trên bàn phím số để chuyển lớp đi dây.
Để chuyển lớp và chèn một cặp via: Nhấn phím * trên bàn phím số hoặc dùng tổ hợp phím tắt Ctrl+Shift+Wheel Scroll , sau đó
Nhấn 4 để chuyển qua các kích thước via khả dụng (User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max)
Nhấn 5 để chuyển đổi giữa các mẫu via so le và vuông góc trong khi đổi lớp, hoặc cũng có thể di chuyển con trỏ để chuyển mẫu
Nhấn 6 để chuyển qua các chồng via khả dụng, hoặc nhấn 8 để hiển thị danh sách cho phép chọn (tìm hiểu thêm về kiểm soát các via được đặt trong quá trình đi dây tương tác )
Shift+F1 để hiển thị tất cả các phím tắt khả dụng trong lúc thực hiện lệnh.
Trong các chế độ cung trong góc, nhấn phím ", " để giảm bán kính cung tối đa và phím ". " để tăng bán kính cung tối đa. Kích thước cung có thể được thay đổi tương tác bằng cách di chuyển con trỏ. Thiết lập này xác định bán kính cung tối đa cho phép, được hiển thị trên Thanh trạng thái khi bạn đang đi dây.
Khi sử dụng công cụ Interactive Differential Pair Routing, lưu ý rằng việc ghép cặp vi sai được ưu tiên. 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 một cặp vi sai, hãy sử dụng công cụ Quick Differential Pair Routing tool .
Các giới hạn chính hiện tại của việc định tuyến cặp vi sai ở mọi góc là:
Hỗ trợ tự động loại bỏ vòng lặp trong các cặp vi sai ở mọi góc. Tính năng này hiện đang ở Open Beta và khả dụng khi tùy chọn Legacy.PCB.Routing.LoopRemoval được tắt trong hộp thoại Advanced Settings .
Nhiều thiết lập, chẳng hạn như chế độ định tuyến hiện tại, độ rộng, khoảng cách và kích thước via, được hiển thị trên thanh Status bar (hiển thị bên dưới) hoặc Heads Up Display (Shift+H để bật/tắt).
Nhiều hành vi định tuyến cặp vi sai giống với định tuyến tương tác single-net.
Tìm hiểu thêm về Interactive Routing
Cấu hình Interactive Differential Pair Router
Nhiều thiết lập định tuyến cặp vi sai tương tác có thể được thay đổi trong quá trình định tuyến cặp vi sai tương tác, ở chế độ Interactive Differential Pair Routing của bảng Properties . Nhấn Tab trong khi định tuyến để hiển thị bảng.
Để nhận diện các thành viên trong một cặp vi sai, khái niệm Coupling được sử dụng. Khi phần mềm nhận diện các đối tượng thuộc về một cặp vi sai, phần mềm sẽ cố gắng kéo track hoặc via đối tác của cặp nếu tùy chọn Keep Coupled được bật trong chế độ Interactive Sliding hoặc Interactive Via Dragging của bảng Properties (được mô tả bên dưới).
Các phần có thể thu gọn sau đây chứa thông tin về các tùy chọn và điều khiển hiện có:
Net Information
DP Name – hiển thị tên cặp vi sai.
DP Class – hiển thị lớp cặp vi sai mà tuyến định tuyến này thuộc về (nếu nó là thành viên của một lớp cặp vi sai).
Selected
Length – tổng chiều dài của các đoạn được chọn.
Delay – tổng độ trễ của các đoạn được chọn, bao gồm cả những đoạn chưa được định tuyến.
Total
Length – tổng Signal Length . Signal Length là phép tính chính xác của tổng khoảng cách từ node đến node. Các đối tượng đã đặt được phân tích để xử lý các đối tượng xếp chồng hoặc chồng lấp và các đường đi ngoằn ngoèo trong pad, đồng thời chiều dài via cũng được tính vào. Nếu net chưa được định tuyến hoàn toàn, chiều dài Manhattan (X + Y) của đường kết nối cũng được tính vào.
Delay – độ trễ của các đoạn đã được định tuyến của Total Length .
Chọn các liên kết có thể nhấp của DP Name , DP Class , Length , và Delay từ chế độ Differential Pair Routing của bảng Properties để được chuyển hướng đến bảng PCB – Differential Pairs Editor , nơi bạn có thể xem và thay đổi chi tiết của các net liên quan.
Properties
Layer – dùng danh sách thả xuống để chỉ định tuyến định tuyến nằm trên lớp nào.
Gap – dùng danh sách thả xuống hoặc phím tắt Shift+6 để chuyển qua các mức clearance được phép.
Min – chọn để chỉ định clearance tối thiểu cho phép giữa các primitive trên các net khác nhau trong cùng một cặp vi sai.
Preferred – chọn để chỉ định clearance ưu tiên giữa các primitive trên các net khác nhau trong cùng một cặp vi sai.
Max – chọn để chỉ định clearance tối đa cho phép giữa các primitive trên các net khác nhau trong cùng một cặp vi sai.
Via – nếu via được liên kết với một template, tên template sẽ được hiển thị ở đây.
Via Diameter – chỉ định đường kính via.
Via Hole Size – chỉ định kích thước lỗ via.
Width – dùng danh sách thả xuống để chỉ định độ rộng.
Min – cho biết sẽ sử dụng độ rộng tối thiểu theo quy tắc thiết kế được xác định cho net hiện tại
Preferred – cho biết sẽ sử dụng độ rộng ưu tiên theo quy tắc thiết kế được xác định cho net hiện tại.
Max – cho biết sẽ sử dụng độ rộng tối đa theo quy tắc thiết kế được xác định cho net hiện tại.
Interactive Routing Options
Rules
Các ràng buộc được xác định bởi các quy tắc thiết kế áp dụng sẽ được liệt kê trong phần Rules của bảng điều khiển Properties .
Via Constraint – nhấp để mở hộp thoại Edit PCB Rule , nơi bạn có thể định nghĩa các quy tắc PCB cho via.
Differential Pair Constraint – nhấp để mở hộp thoại Edit PCB Rule , nơi bạn có thể định nghĩa các quy tắc PCB cho cặp vi sai.
Cải thiện chất lượng định tuyến
Main article: Glossing & Retracing của các route hiện có
Trình chỉnh sửa PCB bao gồm các công cụ mạnh mẽ để cải thiện chất lượng của các route hiện có. Các công cụ này được gọi là Glossing và Retracing và cả hai đều có trong menu Route .
Gloss - tập trung vào việc cải thiện hình học của trace, cố gắng giảm số lượng góc và rút ngắn tổng chiều dài route. Gloss giữ nguyên chiều rộng trace hiện có và khoảng cách cặp vi sai. Glossing tuân theo thiết lập Gloss Effort (Routed) hiện tại được cấu hình trong trang PCB - Interactive Routing của hộp thoại Preferences (hiển thị hình ảnh ).
Retrace - giả định rằng hình học tổng thể là thỏa đáng, thay vào đó tập trung xác minh rằng việc đi dây đáp ứng các quy tắc thiết kế. Trong khi Gloss giữ nguyên chiều rộng trace hiện có và khoảng cách cặp, Retrace sẽ thay đổi chúng về giá trị Preferred. Retrace là một công cụ rất hiệu quả khi quy tắc thiết kế Differential Pair Routing đã thay đổi và thay đổi đó cần được áp dụng cho các route hiện có.
Ảnh động ở phần trước, Routing a Differential Pair , bao gồm một minh họa đơn giản về glossing với Gloss Effort (Routed) được đặt thành Strong.
Chỉnh sửa tương tác việc định tuyến cặp vi sai
Main page: Sửa đổi các route hiện có
Trong quá trình đi dây sẽ có nhiều trường hợp bạn cần thay đổi một phần đi dây hiện có, ví dụ bạn có thể không hài lòng với các đoạn thoát pad và muốn định hình lại chúng (như thể hiện trong video bên dưới). Mặc dù bạn có thể thay đổi phần đi dây hiện có bằng cách kiểu bản vẽ với thao tác nhấp và kéo các đoạn track, nhưng thường sẽ dễ hơn nếu đơn giản là đi dây lại.
Để thực hiện việc này, hãy chọn lệnh Route » Interactive Differential Pair Routing , sau đó nhấp vào bất kỳ đâu trên phần đi dây hiện có. Tiếp tục đi dây theo đường mới, quay lại để nối với phần đi dây hiện có tại vị trí cần thiết. Việc này sẽ tạo ra một vòng lặp giữa đường cũ và đường mới. Khi bạn nhấp chuột phải hoặc nhấn Esc để kết thúc route, các đoạn dư thừa sẽ tự động bị loại bỏ, bao gồm cả các via dư thừa.
Tính năng loại bỏ vòng lặp được sử dụng bằng cách bật tùy chọn
Automatically Remove Loops - hoặc từ
Properties panel (khi đang ở chế độ đi dây tương tác cặp vi sai), hoặc trên trang
PCB Editor - Interactive Routing page của hộp thoại
Preferences . Để bật hoặc tắt tính năng này trong khi đi dây, sử dụng phím tắt
Shift+D .
Định tuyến cặp vi sai hơi khác so với định tuyến single net. Định tuyến single net có thể được cấu hình để đoạn cuối là rỗng (đoạn look-ahead); đoạn này sẽ không được đặt khi bạn nhấp. Định tuyến cặp vi sai không bao gồm các đoạn look-ahead, vì vậy khi bạn nhấp, tất cả các đoạn đang hiển thị sẽ được đặt. Hãy đặt con trỏ sao cho không có các đoạn dư thừa.
Nếu bạn đang điều chỉnh các cặp vi sai bằng cách kéo thủ công các đoạn track, bạn có thể либо đẩy một thành viên của cặp bằng thành viên còn lại hoặc kéo từng thành viên độc lập.
Sử dụng tính năng loại bỏ vòng lặp để đi dây lại tương tác một cặp vi sai theo đường đi mới; vòng lặp đi dây cũ sẽ tự động bị loại bỏ. Các cặp cũng có thể được chỉnh sửa bằng cách kéo một route để nó đẩy route còn lại.
Kéo Via tương tác
Các nhà thiết kế PCB có thể dành rất nhiều thời gian để điều chỉnh việc đi dây, có thể do thay đổi thiết kế ở giai đoạn muộn, hoặc để hoàn thiện thiết kế của họ. Điều này có thể bao gồm việc đẩy và xô phần đi dây hiện có, kéo via và dịch chuyển nhẹ các linh kiện.
Điều chỉnh hành vi kéo via trong bảng điều khiển Properties.
Bổ sung cho hỗ trợ glossing của các route lân cận, việc kéo via cũng được hỗ trợ. Kéo via hỗ trợ Neighbor Glossing , được cấu hình thông qua chế độ Interactive Via Dragging của bảng điều khiển Properties của trình chỉnh sửa PCB. Nhấn Tab trong khi kéo via để truy cập bảng điều khiển và điều chỉnh các thiết lập.
Kéo cặp vi sai
Để nhận diện các thành viên trong một cặp vi sai, khái niệm Coupling được sử dụng. Khi phần mềm nhận diện các đối tượng thuộc về một cặp vi sai, nó sẽ cố gắng kéo track hoặc via đối tác của cặp nếu tùy chọn Keep Coupled được bật trong chế độ Interactive Sliding hoặc Interactive Via Dragging của bảng điều khiển Properties .
Nhấn X khi bạn đang kéo một cặp via để xoay cặp đó 90 độ.
Để xác nhận rằng các đối tượng đối tác được coupled, phần mềm kiểm tra rằng các đối tượng:
Đối với cặp via - thuộc về cặp đó và ở gần hơn 2 * Preferred Gap
Đối với cặp track - thuộc về cặp đó, nằm trên cùng một lớp, được ngăn cách không nhiều hơn Preferred Gap
Hiển thị clearance khả dụng
Bạn đã bao giờ bị kẹt trong lúc đi dây, tự hỏi vì sao route không thể đi qua khe hở đó chưa? Sự khó chịu này thậm chí còn dễ xảy ra hơn khi định tuyến cặp vi sai. Altium Designer có một tính năng giúp giải quyết điều này, gọi là dynamic display of clearance boundaries . Khi được bật, vùng clearance cấm đi dây được xác định bởi existing objects + the applicable clearance rule sẽ được hiển thị dưới dạng các polygon tô bóng trong một vòng tròn quan sát cục bộ, như trong video bên dưới. Nhấn Ctrl+W để bật và tắt tính năng này.
Hiển thị động các ranh giới clearance trong khi định tuyến cặp vi sai.
Vùng hiển thị có thể được giới hạn trong khu vực xung quanh vị trí con trỏ hiện tại hoặc có thể là toàn bộ màn hình. Điều này được điều khiển bởi tùy chọn phụ Reduce Clearance Display Area trên trang PCB Editor - Interactive Routing của hộp thoại Preferences .
Công cụ Quick Differential Pair Routing
Lệnh Quick Differential Pair Routing (truy cập từ menu chính và Active Bar ) cung cấp khả năng đi dây nhẹ hơn với ít thiết lập và tính năng hơn, phù hợp cho các thiết kế đơn giản hơn. Hành vi tổng quát và các phím tắt của nó giống với lệnh Interactive Differential Pair Routing tiêu chuẩn.
Các khả năng bao gồm:
Một số chế độ đi dây, chẳng hạn như: dừng tại vật cản đầu tiên, đi vòng tránh và push and shove.
Khả năng kéo mạnh mẽ giúp duy trì góc của đường mạch và tính vuông góc.
Tính năng loại bỏ vòng lặp giúp việc đi dây lại trở nên nhanh chóng và dễ dàng.
Công cụ Quick Differential Pair Routing giúp tối đa hóa hiệu quả và tính linh hoạt khi đi dây theo cách trực quan, bao gồm bám theo đường đi của con trỏ để đặt các đoạn route, hoàn tất đi dây chỉ với một lần nhấp, đẩy hoặc đi vòng quanh vật cản, và tự động bám theo các kết nối hiện có, tất cả đều tuân theo các quy tắc thiết kế áp dụng.
Bộ định tuyến này được gọi là Quick vì nó cung cấp một tập tính năng rút gọn. Các tính năng không có trong Quick Differential Pair Router bao gồm:
Không làm mượt góc rẽ
Hỗ trợ rất ít cho đi dây Any Angle
Không đẩy các T-junction
Hỗ trợ Push&Shove đơn giản
Không có Miter Ratio, Min Arc hoặc Pad Entry Stability
Gloss Effort đơn giản, không hỗ trợ Gloss Neighbor
Không hội tụ cặp vi sai khi thoát khỏi các chân bắt đầu theo phương ngang
Không có tính năng ôm sát đối với các cặp vi sai đã đi dây
Không duy trì cặp vi sai khi một cặp vi sai lân cận bị đẩy
Nếu bạn cần bất kỳ tính năng nào trong số này, hãy sử dụng công cụ Interactive Differential Pair Routing .
Để nhận diện các thành phần trong một cặp vi sai, khái niệm Coupling được sử dụng. Khi phần mềm nhận ra các đối tượng thuộc về một cặp vi sai, nó sẽ cố gắng kéo track hoặc via đối tác của cặp nếu tùy chọn Keep Coupled được bật trong các chế độ Interactive Sliding hoặc Interactive Via Dragging của bảng Properties .
Net Information
DP Name – hiển thị tên cặp vi sai.
DP Class – hiển thị lớp cặp vi sai mà đường đi dây thuộc về (nếu nó là thành viên của một lớp cặp vi sai).
Selected
Length – tổng chiều dài của các đoạn đang được chọn.
Delay – tổng độ trễ của các đoạn được chọn, bao gồm cả những đoạn chưa đi dây.
Total
Length – tổng Signal Length . Signal Length là phép tính chính xác của tổng khoảng cách từ nút này đến nút kia. Các đối tượng đã đặt được phân tích để xử lý các đối tượng chồng lớp hoặc chồng lấn và các đường đi ngoằn ngoèo bên trong pad, đồng thời chiều dài via cũng được tính vào. Nếu net chưa được đi dây hoàn chỉnh, chiều dài Manhattan (X + Y) của đường kết nối cũng được bao gồm.
Delay – độ trễ của các đoạn đã đi dây của Total Length .
Chọn các liên kết có thể nhấp của
DP Name ,
DP Class ,
Length và
Delay từ chế độ
Differential Pair Routing của bảng
Properties để được chuyển đến
PCB – Nets panel , nơi bạn có thể xem và thay đổi chi tiết của các net liên quan.
Properties
Layer – sử dụng danh sách thả xuống để chỉ định layer chứa đường đi dây.
Gap – sử dụng danh sách thả xuống hoặc phím tắt Shift+6 để chuyển qua các khoảng hở cho phép.
Min – chọn để chỉ định khoảng hở tối thiểu cho phép giữa các primitive trên các net khác nhau trong cùng một cặp vi sai.
Preferred – chọn để chỉ định khoảng hở ưu tiên giữa các primitive trên các net khác nhau trong cùng một cặp vi sai.
Max – chọn để chỉ định khoảng hở tối đa cho phép giữa các primitive trên các net khác nhau trong cùng một cặp vi sai.
Via – nếu via được liên kết với một template, tên template sẽ được hiển thị tại đây.
Via Diameter – chỉ định đường kính via.
Via Hole Size – chỉ định kích thước lỗ via.
Width – sử dụng danh sách thả xuống để chỉ định độ rộng.
Min – cho biết sẽ sử dụng độ rộng tối thiểu theo quy tắc thiết kế được xác định cho net hiện tại
Preferred – cho biết sẽ sử dụng độ rộng ưu tiên theo quy tắc thiết kế được xác định cho net hiện tại.
Max – cho biết sẽ sử dụng độ rộng tối đa theo quy tắc thiết kế được xác định cho net hiện tại.
Interactive Routing Options
Routing Mode – sử dụng danh sách thả xuống hoặc phím tắt Shift+R để chuyển qua các chế độ đi dây mong muốn. Có các lựa chọn sau:
Ignore Obstacles – chọn để bỏ qua các đối tượng hiện có (có thể đặt đường đi dây tự do). Các vi phạm sẽ được tô sáng.
Walkaround Obstacles – chọn để Interactive Router đi dây vòng quanh các track, pad và via hiện có. Nếu chế độ này không thể đi vòng qua vật cản mà không gây ra vi phạm, một chỉ báo sẽ xuất hiện để cho biết đường đi bị chặn.
Push Obstacles – chọn để Interactive Router di chuyển các track hiện có ra khỏi đường đi. Chế độ này cũng có thể đẩy via để tạo chỗ cho đường đi dây mới. Nếu chế độ này không thể đẩy vật cản mà không gây ra vi phạm, một chỉ báo sẽ xuất hiện để cho biết đường đi bị chặn.
HugNPush Obstacles – chọn để Interactive Router ôm sát các track, pad và via hiện có nhất có thể, và khi cần thiết sẽ đẩy vật cản để tiếp tục đi dây. Nếu chế độ này không thể ôm sát hoặc đẩy vật cản mà không gây ra vi phạm, một chỉ báo sẽ xuất hiện để cho biết đường đi bị chặn.
Stop At First Obstacle – trong chế độ này, bộ máy đi dây sẽ dừng tại vật cản đầu tiên chắn đường.
AutoRoute Current Layer – chọn để chỉ bật auto-routing trên layer hiện tại.
AutoRoute MultiLayer – chọn để bật auto-routing trên nhiều layer.
Corner Style – chọn kiểu góc đi dây mong muốn hoặc sử dụng phím tắt Shift+Spacebar để chuyển qua các kiểu góc.
Restrict to 90/45 – bật để giới hạn việc đi dây chỉ ở các góc 90 độ và 45 độ.
Automatically Remove Loops – bật để tự động loại bỏ mọi vòng lặp dư thừa được tạo ra trong quá trình đi dây thủ công. Điều này cho phép bạn đi dây lại một kết nối mà không cần xóa thủ công các track dư thừa. Tuy nhiên, đôi khi bạn cần đi dây các net, chẳng hạn như net nguồn và khi bạn cần các vòng lặp; bạn có thể chuyển đổi tùy chọn này cho một net đã chọn bằng phím tắt Shift+D để ghi đè thiết lập toàn cục này cho chính net đó.
Remove Loops With Vias – bật để tự động loại bỏ các vòng lặp có via. Tắt tùy chọn này nếu muốn giữ lại via trong quá trình loại bỏ vòng lặp.
Remove Net Antennas – bật tùy chọn này để loại bỏ bất kỳ đầu track hoặc arc nào không được nối với bất kỳ primitive nào khác và tạo thành antenna.
Display Clearance Boundaries – bật tùy chọn này để vùng khoảng hở cấm đi vào, được xác định bởi các đối tượng hiện có và quy tắc khoảng hở áp dụng, được hiển thị dưới dạng các đa giác tô bóng trong một vòng tròn quan sát cục bộ. Tùy chọn này không khả dụng trong chế độ đi dây Ignore Obstacles .
Reduce Clearance Display Area – bật tùy chọn này để sử dụng biên khoảng hở nhỏ hơn. Tùy chọn này chỉ khả dụng khi Display Clearance Boundaries option được bật.
Rules
Các ràng buộc được xác định bởi các quy tắc thiết kế áp dụng sẽ được liệt kê trong phần Rules của bảng Properties .
Via Constraint – nhấp để mở hộp thoại Edit PCB Rule , trong đó bạn có thể xác định các quy tắc PCB cho via.
Differential Pair Constraint – nhấp để mở hộp thoại Edit PCB Rule , trong đó bạn có thể xác định các quy tắc PCB cho cặp vi sai.
Căn chỉnh chiều dài của các cặp vi sai
Cặp vi sai thường được sử dụng trong các thiết kế tốc độ cao nhờ khả năng chống nhiễu vốn có của chúng, cũng như vì chúng giúp đơn giản hóa thách thức trong việc cung cấp đường hồi dòng chất lượng cao cho tín hiệu. Tuy nhiên, giống như các tín hiệu một đầu, chiều dài của chúng phải được kiểm soát để bảo đảm đáp ứng các yêu cầu về thời gian tín hiệu.
Trong quá trình đi dây cặp vi sai, chiều dài của mỗi một trong hai net trong cặp được hiển thị trên thanh Status, và cả trong Heads-up display (Shift+H để bật/tắt). Các giá trị chiều dài hiển thị trong bảng PCB được cập nhật khi bạn thoát khỏi quá trình đi dây một cặp.
Chiều dài route hiện tại của mỗi net trong cặp được hiển thị trong Heads-up display (Shift+H để bật/tắt).
Bảng PCB được dùng để kiểm tra các đối tượng trong không gian thiết kế và bao gồm các chế độ để kiểm tra Nets , Differential Pairs và xSignals , cùng nhiều mục khác. Bảng này bao gồm thông tin chi tiết về từng net/cặp vi sai/xSignal, bao gồm chiều dài tín hiệu và độ trễ - nhấp chuột phải trong từng phần của bảng để hiển thị menu ngữ cảnh các lệnh cho phần đó. Ví dụ, khi bảng đang ở chế độ Nets , nhấp chuột phải trong phần Nets của bảng và sử dụng menu con Columns để bật hoặc tắt các chi tiết như Signal Length và Delay . Khi có các quy tắc Matched Length và/hoặc Length được áp dụng, cột Signal Length đối với các net không đạt quy tắc thiết kế sẽ được tô màu cam (ngắn hơn chiều dài mục tiêu) hoặc đỏ (vượt quá chiều dài mục tiêu).
Sử dụng bảng PCB để theo dõi tiến độ căn chỉnh chiều dài.
► Tìm hiểu thêm về bảng PCB
Quy tắc thiết kế Matched Length và Length
Các quy tắc thiết kế Length và Matched Length có thể được xác định để bảo đảm đáp ứng các yêu cầu về thời gian truyền và độ lệch thời gian. Ngoài việc được sử dụng trong quá trình kiểm tra quy tắc thiết kế (DRC), các quy tắc này cũng được dùng trong quá trình tinh chỉnh chiều dài tương tác.
Quy tắc thiết kế Matched Length phát hiện cặp dài nhất được nhắm tới bởi phạm vi của quy tắc và sử dụng giá trị Average Length của cặp đó làm tham chiếu để so sánh với các cặp được nhắm tới khác, yêu cầu chiều dài của chúng nằm trong khoảng cộng hoặc trừ sai số Tolerance được định nghĩa trong quy tắc. Giá trị Average Length được hiển thị trong chế độ Differential Pairs Editor của bảng PCB .
Các quy tắc thiết kế Length và Matched Length có thể được áp dụng phạm vi theo Length Units hoặc Delay Units . Nếu các quy tắc được áp dụng phạm vi theo độ trễ, Length Tuning Gauge cũng sẽ hiển thị theo độ trễ.
Quy tắc thiết kế Within-Pair và Between Pair
Có khả năng bạn sẽ có các yêu cầu matched length giữa các cặp, đồng thời cũng có yêu cầu trong từng cặp.
Để quản lý việc này, hãy tạo các quy tắc thiết kế Matched Length phù hợp:
Định nghĩa một quy tắc thiết kế Matched Length áp dụng trên toàn bộ (giữa) các cặp (thực hiện bằng cách chọn tùy chọn Group Matched Lengths ). Đặt phạm vi để quy tắc áp dụng cho các cặp cần thiết (hoặc xSignals), như minh họa trong hình bên dưới.
Tạo một quy tắc matched length để xác định các yêu cầu về chiều dài giữa các cặp vi sai, hoặc trong ví dụ này là giữa các xSignals.
Định nghĩa một quy tắc thiết kế Matched Length khác áp dụng trong từng cặp (thực hiện bằng cách chọn tùy chọn Within Differential Pair Length ). Quy tắc này đảm bảo chiều dài của hai net trong mỗi cặp nằm trong phạm vi dung sai. Lưu ý rằng quy tắc này phải được áp dụng phạm vi bằng thiết lập Where the Object Matches nhắm tới các cặp vi sai, như minh họa bên dưới. Quy tắc này nên có độ ưu tiên cao hơn quy tắc between-pairs.
Tạo quy tắc matched length thứ hai để xác định các yêu cầu về chiều dài trong từng cặp.
Length Tuning cho một cặp vi sai
Main article: Length Tuning
Chiều dài của các cặp, và các net trong từng cặp, được tinh chỉnh bằng hai lệnh length tuning. Để tinh chỉnh chiều dài:
Chiều dài của một cặp vi sai có thể được tinh chỉnh chính xác bằng lệnh Interactive Diff Pair Length Tuning trong menu Route . Trong quá trình length tuning, bạn có thể dùng các phím tắt để tương tác điều chỉnh kiểu và kích thước accordion, hoặc nhấn Tab để mở bảng Properties ở chế độ Differential Pair Length Tuning . Trong bảng này, chiều dài mục tiêu được xác định:
Từ các quy tắc thiết kế Length và/hoặc Matched Length đang áp dụng
Từ một cặp diff đã route do người dùng chọn
Nhập thủ công giá trị vào trường Target Length
Để tinh chỉnh một net trong một cặp, hãy dùng lệnh Interactive Length Tuning trong menu Route . Nếu bạn cố tinh chỉnh net dài hơn trong cặp, thông báo Target Length Shorter than Old Length sẽ xuất hiện.
Hãy tinh chỉnh chiều dài của các cặp vi sai trước, sau đó mới tinh chỉnh chiều dài của net ngắn hơn trong từng cặp.
Nếu bạn không thấy các accordion tuning xuất hiện trong quá trình length tuning thì rất có thể các thiết lập hiện tại không phù hợp với không gian sẵn có để đặt một accordion. Nếu điều này xảy ra trong lúc tinh chỉnh, hãy nhấn Tab để mở Properties panel ở chế độ Differential Pair Length Tuning và kiểm tra xem các thiết lập trong phần Pattern của bảng có hợp lý không. Ví dụ:
Giá trị Max Amplitude có thể quá lớn
Khi Style là Mitered Arcs, phần trăm Miter có thể quá lớn để tạo thành một cung với Amplitude và Space hiện tại
Một lựa chọn tốt là đặt Style thành Mitered Lines, nhấp nút Pause để tiếp tục length tuning rồi dùng các phím tắt 1 & 2 để tương tác điều chỉnh Miter , các phím tắt 3 & 4 để điều chỉnh Space (pitch), và các phím tắt , và & . để điều chỉnh Amplitude . Khi phần tuning đã có hình dạng như bạn mong muốn, nhấn Spacebar để chuyển vòng sang Style bạn ưa thích.
Tham khảo trang Length Tuning để tìm hiểu thêm; tại đó bạn sẽ thấy danh sách chi tiết các phím tắt có thể dùng để thay đổi kiểu accordion, biên độ và pitch. Trang này cũng giải thích cách phần mềm quyết định tuân theo thiết lập quy tắc nào khi có các thiết lập chồng lấp trong các quy tắc thiết kế Length và Matched Length.
Minh họa về Length Tuning và Chỉnh sửa các Accordion
Video cho thấy chiều dài các cặp được tinh chỉnh so với các cặp khác (dựa trên chiều dài xSignal) bằng cách thêm các accordion length tuning. Thành phần ngắn hơn của mỗi cặp sau đó được length-tuned so với thành phần dài hơn của chính cặp đó. Video sau đó cũng cho thấy cách các cặp có thể được di chuyển và thay đổi hình dạng một cách tương tác, cách xóa một accordion tuning, và cách tạo hình một accordion mới trong khi đặt bằng các phím tắt.
Chiều dài của một cặp vi sai có thể được tinh chỉnh bằng cách thêm các accordion length tuning. Accordion là một đối tượng có thể được di chuyển, thay đổi hình dạng và xóa.
Xem thêm
Bản địa hóa bằng AI