Saat menelusuri papan sirkuit kompleks yang dicetak menggunakan antarmuka berkecepatan tinggi, para insinyur perlu mengontrol dengan jelas panjang sinyal kritis, karena pada frekuensi tinggi setiap milimeter tanpa konduktor akan sangat memengaruhi integritas sinyal, dan oleh karena itu, pengoperasian perangkat Anda secara keseluruhan.
Pada artikel ini saya akan mencoba menjelaskan logika alat Tuning Meter dan Target Panjang, karena mereka tidak selalu menghitung panjang konduktor yang sama.
Seperti biasa, hal yang paling menarik di bawah potongan.
Ulasan
- Bagaimana rentang panjang konduktor yang diizinkan dan batas atas / bawahnya dihitung?
- Tuning meter vs. Panjang target
- Mengapa ada perbedaan antara panjang di Target Panjang dan apa yang ditampilkan di Tuning Meter?
Dalam artikel ini, istilah FromTos (FT) digunakan untuk menggambarkan hubungan fisik antara dua pin (pin), istilah ini juga digunakan dalam Constraints Manager (CM).
Contoh 1: Koneksi Point-to-Point
Ini adalah contoh paling sederhana - koneksi point-to-point untuk sirkuit yang terdiri dari 2 kontak. Panjang konduktor minimum dan maksimum ditetapkan dalam Constraint Manager, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
*
Catatan Penting # 1: Ketika panjang ditentukan menggunakan panjang minimum / maksimum, pengaturan toleransi standar dalam CM (Pengaturan Pengaturan - Konfigurasi Desain: Toleransi Default) TIDAK diterapkan!
Baik kotak dialog Target Panjang dan Meter Tuning akan menampilkan panjang dan rentang (Rentang) saat ini (Rentang), dalam hal ini dari 1800 ke 1900. Karena panjang aktual konduktor kabel kurang dari 1800, maka 1800 ditampilkan di kolom Solusi.
Contoh 2: Topologi Jenis MST tanpa vias
Contoh kedua adalah sirkuit 3-pin, topologi tipe MST (Minimum Spanning Tree), tanpa transisi antar pemain:
Dalam hal ini, "Rentang" ditampilkan sebagai 1800: 1900, seperti yang kami tentukan dalam CM. Konduktor ini dilacak dengan panjang 1805,95, yang merupakan panjang terpendek untuk kasus ini. Dengan demikian, kolom Solusi menampilkan panjang terpendek yang dapat dicapai di 1805.95.
Singkatnya, solusinya tergantung pada panjang konduktor saat ini dan kisaran yang diberikan:
- Jika nilai "Lancar" kurang dari batas bawah batas => Solusi = batas bawah rentang
- Jika nilai "Current" lebih besar dari batas atas batas => Solusi = batas atas rentang
- Jika nilai "Lancar" berada dalam kisaran kami => Solusi = panjang konduktor saat ini
Untuk memperbarui nilai Solusi di jendela Target Panjang, klik ikon Segarkan Solusi.
Contoh 3: sirkuit 3-pin dengan topologi khusus
Rantai ini mirip dengan rantai yang digunakan dalam Contoh 2, tetapi sekarang kami telah menetapkan topologi khusus untuknya.
Topologi yang didefinisikan sebagai Custom pada dasarnya adalah topologi Dirantai yang berisi dua FT, satu dari pin 16 dari IC5 hingga pin 9 dari IC3 dan yang lainnya dari pin 9 dari IC3 hingga pin 12 dari IC3.
Batas minimum / maksimum yang sama digunakan (1800: 1900).
Seperti yang dapat kita lihat pada gambar di bawah, lintasan melewati di dalam IC3-9 pad, dan kemudian sudah ditarik keluar dari pad. Bagian dari lintasan ini, yang dibangun di dalam lokasi, juga akan memengaruhi panjang total konduktor. Selain itu, karena sekarang ada dua FT, segmen jejak, yang disorot di bawah ini, adalah bagian dari kedua FT - ini adalah apa yang biasa disebut "panjang rintisan" - jarak maksimum dari jejak ke output selama koneksi-T.
* Catatan Penting # 2: Segmen jejak yang tertanam di bantalan mempengaruhi panjang total jejak dan diperhitungkan saat melacak.Di bawah ini Anda dapat melihat bagian silang jejak dari topologi khusus kami:
Perhitungan rentang target tergantung pada apakah panjang FT di dalam atau di luar kisaran ini. Karena nilai min / maks panjang konduktor dalam CM ditetapkan sebagai 1800: 1900 th, seluruh rentang adalah 100, atau 1850 ± 50 th. Dua segmen jejak ditampilkan berwarna hijau di kolom Saat Ini karena panjang totalnya berada dalam toleransi:
363.02 + 1509.63 = 1872.65 th.
Dua FT terdaftar pada garis yang terpisah, karena setiap segmen trek dapat disesuaikan secara individual.
Perhatikan bahwa nilai "Saat Ini" sesuai dengan jumlah panjang segmen jejak dan panjang "rami":
Untuk FT1 = 294.880 th + 68.144 th = 363.04 th
Untuk FT2 = 1441.486 th + 68.144 th = 1509.63 th
Jadi, apa rentang tuning yang dapat dijangkau untuk setiap segmen trek? Karena hanya satu sirkuit yang dapat dikonfigurasi pada satu waktu, saat menyiapkan segmen FT2, hanya panjang bagian jalur yang
TIDAK berbagi segmen dengan FT1 yang dapat diubah.
Harap perhatikan bahwa rentang masing-masing bagian adalah sama dengan rentang yang ditentukan oleh nilai minimum / maksimum di Constraint Manager, yaitu 100 atau ± 50 th.
Ketika algoritma menentukan rentang penyesuaian untuk segmen FT individu, ia menetapkan batas atas segmen, mengambil nilai maksimum rentang yang ditentukan dalam CM, dalam hal ini 1900 th, dan mengurangi panjang jejak segmen lain yang termasuk dalam rantai ini darinya. Ingat bahwa panjang rintisan umum (rintisan panjang) tidak diperhitungkan, oleh karena itu kami mendapatkan yang berikut:
- untuk FT1, batas atas dihitung sebagai 1900 th - 1441.486 th = 458.514 th. Rentang target untuk FT1 adalah [358.51: 458.51].
- untuk FT2, masing-masing, 1900 th - 294,880 th = 1605.120 th. Rentang target untuk FT2 adalah [1505.120: 1605.120]
Contoh 4: 3-pin circuit circuit dengan vias dan common track segment
Dalam contoh ini, pengaruh panjang vias itu sendiri tidak diperhitungkan (mis. Via Length Factor di menu Setup> Setup Parameter> Via Definitions adalah nol).
Panjang minimum / maksimum yang sama [1800: 1900] digunakan seperti dalam contoh di atas. FT (segmen jejak) didefinisikan dengan cara yang sama dalam CM, di mana FT1 beralih dari IC2-3 (lapisan bawah) ke IC3-18 (lapisan atas), dan FT2 beralih dari IC55-18 ke IC2-3.
Harap perhatikan bahwa ada trek umum yang memiliki panjang 46.278 th dengan vias (dari 1 hingga 8 layer), tetapi kami belum memperhitungkan panjang transisi. Baik trek umum (ditampilkan dalam warna merah) dan trek pendek (ditampilkan dalam warna biru) tertanam di bantalan yang sesuai. Panjang dari vias di lapisan atas ke pusat pad IC3: 18 adalah 21.278 th.
Penentuan rentang target dilakukan dengan analogi dengan contoh sebelumnya. Lebar rentang diatur berdasarkan batas Min / Max 100 th atau ± 50 th.
Untuk FT1, nilai pusat rentang dihitung sebagai: 1850 th - 21.278 th = 1828.72 th. Dengan demikian, kisaran target untuk FT1 adalah 1828,72 th ± 50 th, atau [1778,72: 1878,72].
Untuk FT2, nilai pusat kisaran adalah sebagai berikut: 1850 th - 93,26 th - 1663,57 th = 93,17 th, oleh karena itu, kisaran target adalah 93,17 th ± 50 th, atau [43,17: 143,17].
Sekarang mari kita lihat case ketika panjang FT berada di luar jangkauan. Dalam hal ini, perhitungan didasarkan pada panjang saat ini dan simpangan, yang negatif jika lintasan terlalu pendek, dan positif jika lintasan terlalu panjang. Penyimpangan dihitung dengan mengurangi nilai "Solusi" dari nilai "Lancar", seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Ubah rentang CM ke [1840: 1900] atau 1870 ± 30.
Dalam kasus khusus ini, perhatikan penyimpangan negatif. Ini berarti bahwa kedua FT terlalu pendek, dan algoritma perhitungan rentang target akan mempertimbangkan ini.
Untuk FT1, nilai target yang lebih rendah (TL) ditentukan dengan menambahkan deviasi (negatif) ke panjang saat ini, karena ini akan menjadi pencocokan terdekat, oleh karena itu
TL1 = 1803.11 + 15.05 = 1818.16 th.
Karena kami memiliki toleransi ± 30, oleh karena itu, kisaran target diperoleh [1818.16: 1878.16].
Demikian pula untuk FT2: TL2 = 67,56 + 0,56 = 68,12 th, kisaran diperoleh [68,12: 128,12].
Contoh 5: 3-pin memerintahkan rangkaian dengan vias dan segmen jalur umum (mempertimbangkan faktor panjang vias)
Contoh terakhir memperkenalkan faktor panjang Via. Parameter ini dapat dikonfigurasi melalui menu Pengaturan> Pengaturan Parameter pada tab Via Definisi.
Dalam contoh ini, kita memiliki tumpukan lapisan berikut:
Catatan: Ketebalan bahan dapat ditemukan di Editor Stackup.Rute menghubungkan ke perangkat lunak pada 1 lapisan dan pergi ke lapisan 3. Koneksi lain pergi dari lapisan 3 ke lapisan 8.
Harap dicatat bahwa untuk menghitung panjang perangkat lunak, ketebalan tembaga lapisan awal dan akhir TIDAK diperhitungkan.Pada penampang, topologi sinyal akan memiliki bentuk berikut:
Dengan Faktor Lenghth Via = faktor panjang perangkat lunak 0 dan batas panjang minimum / maksimum [1800: 1900], kisaran target di jendela Panjang Target akan terlihat seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Nilai "Lancar" dalam hal ini hanya panjang konduktor, jadi:
FT2 = 93.264 + 1680.948 + 46.278 = 1820.49
FT1 = 21.278 + 46.278 = 67.556
Saat kami menetapkan Faktor Panjang Via Lenghth Factor = 1, kami akan mendapatkan hasil berikut di jendela Panjang Target:
Karena koefisien Via Lenghth Factor = 1, sistem akan menambahkan panjang transisi antara lapisan ke panjang segmen yang sesuai dengan rute, dan panjang saat ini dari segmen FromTos ini akan meningkat:
Current2 = Track + PO1 + PO2 = 1820.49 + 27.7 + 86.5 = 1934.69
Current1 = Perangkat lunak Highway + End-to-end = 67,556 + 114,9 = 182,46
Dan, karena panjang segmen sekarang terlalu panjang, batas atas rentang (TU) dihitung sebagai:
TU1 = Sekarang1 - Penyimpangan1 = 1934,69 th - 77,1 th = 1857,59 th, oleh karena itu, seluruh rentang adalah [1757,59: 1857,59]
TU2 = Current2 - Deviasi2 = 182.46 - 7.27 = 175.19 th, kisarannya [75.19: 175.19].
Kesimpulan
Contoh yang dipertimbangkan menunjukkan bagaimana algoritma untuk menghitung panjang target dari konduktor bekerja, dengan mempertimbangkan topologinya, serta pengaruh faktor, panjang vias dalam Target Panjang dan alat Meter Tuning.