Особенности и преимущества САПР Topo R Автоматическая

Особенности и преимущества САПР Topo. R

Автоматическая гибкая топологическая трассировка соединений в произвольных направлениях (не только 90º и 45º) Не правда ли, левый рисунок кажется современным, естественным и правильным, а правый выглядит крайне непривычно, неправильно и даже подозрительно?

Назад в будущее? Однако взглянем на плату компьютера на базе процессора Intel 8088, разработанную в 1972 году: очень похожая разводка. До появления САПР конструкторы успешно применяли подобную технологию. Что же сегодня позволяет вновь вернуться к ней? Какие преимущества это может дать?

Зачем это нужно? Пусть необходимо соединить контакты квадратной микросхемы с двумя параллельными колодками. При ортогональной разводке для этого требуется достаточно большая площадь.

Зачем это нужно? Трассировка в произвольных направлениях позволяет уменьшить ширину фрагмента, а с ней и площадь, на 25%.

Зачем это нужно? Однако ещё больший эффект даёт поворот микросхемы: площадь можно ещё уменьшить более чем в два раза. И это не какое-то теоретизирование, а реально применяемое (иногда единственно возможное) решение.

Польза вращения компонентов 30 см 2 23 см 2 10 см 2 Обычно при оценке занимаемой площади используется понятие «охватывающий прямоугольник» . При повороте микросхемы на 45° её охватывающий прямоугольник увеличился в ДВА раза, но это не помешало уменьшить занимаемую на плате площадь ВТРОЕ.

Улучшение качества трассировки плат сложной формы Topo. R (100%) Лучший shape-based трассировщик (56. 3%) Печатные платы, используемые в современной телекоммуникационной и особенно бытовой технике, зачастую имеют весьма сложную форму, обусловленную конструкцией устройства. При этом компоненты приходится располагать под углами, не кратными 90°. Чаще всего автотрассировщики не обеспечивают 100%-ю разводку соединений в подобных случаях.

Преимущества any-angle трассировки Левый и центральный рисунок: между близко расположенными компонентами обычные трассировщики могут проложить только три проводника. Правый рисунок: any-angle трассировка позволяет уложить там же четыре проводника без нарушений DRC.

Any-angle как средство уменьшения помех Рассмотрим три варианта разводки проводников. На левом рисунке (разводка под 90 ) максимальная длина проводников и максимальный уровень электромагнитных помех из-за параллельности сегментов. На среднем рисунке (разводка под 45 ) уменьшилась и длина, и уровень помех. На правом (anyangle) минимальная длина проводников, нет параллельных сегментов, уровень помех пренебрежимо мал.

Эффективная трассировка однослойных плат При трассировке однослойных печатных плат Topo. R находит либо однослойную укладку, либо вариант с минимальным числом перемычек.

Трассировка гибко-жестких печатных плат Требования к гибким частям: Ø Перпендикулярность проводников направлению изгиба Ø «Шахматное» расположение на смежных слоях Topo. R (межслойных переходов – 0) Ø Металлизированные переходные отверстия не допускаются Shape-based router (межслойных переходов – 61)

Оптимизация трассировки BGA компонентов Рассмотрим трассировку BGA компонентов. Традиционный подход «от периферии к центру» на каждом следующем слое уменьшает на 8 число каналов, необходимых для вывода на периферию. Например, для компонента 28× 28 с 784 контактами такой метод требует 10 слоёв.

Оптимизация трассировки BGA компонентов В то же время при разводке «от центра к периферии» число каналов, необходимых для выхода на периферию, не меняется от слоя к слою, что позволяет существенно сэкономить на числе слоёв. Для компонента 28× 28 хватает 7 слоёв, а для ещё больших достигается двукратный выигрыш!

Оптимизация трассировки BGA компонентов Благодаря отсутствию предпочтительных направлений трассировки и глубокой оптимизации, Topo. R обеспечивает качественную трассировку современных BGA компонентов, что для других трассировщиков представляет собой традиционно трудную проблему.

Проектирование высокоскоростных плат САПР Topo. R позволяет задавать ограничения задержек сигналов, в том числе и дифференциальных, а также выравнивать с заданной точностью задержки в группе сигналов или между группами (как в ручном, так и автоматическом режимах). В автоматическом режиме выравнивание осуществляется не последовательно, а параллельно. Это позволяет рациональнее использовать свободное пространство, минимизировать число итераций, гибко использовать допуски.

Влияние расположения проводников на задержку сигнала Постоянная задержки сигнала (с/мм) зависит от параметров среды где r – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; а c – скорость света в вакууме (мм/с). Стеклотекстолит представляет собой стекловолокно, пропитанное синтетической смолой. Диэлектрическая проницаемость стекла 9, а смолы – 3. 5. Если один из двух соседних проводников идёт поверх стеклянной нити, а другой – поверх смолы (в промежутке между нитями), то задержки двух сигналов могут различаться до 1. 5 раз, что особенно критично для дифференциальных сигналов.

Влияние расположения проводников на задержку сигнала Специалисты компании Intel рекомендуют прокладывать дифф. пары либо зигзагообразно, либо под острым углом к сторонам платы, т. е. практически any-angle.

Редактирование топологии Ручное и автоматическое перемещение компонентов осуществляется без нарушения целостности разводки. При этом автоматически вычисляется оптимальная форма проводников (с учётом необходимых зазоров). Это существенно сокращает затраты времени на редактирование топологии: многократных перекладок проводников с контролем соблюдения ограничений. При автоматическом перемещении точки ветвления проводников и межслойные переходы устанавливаются в оптимальные положения.

Полигональная разводка Все проводники слоя на оттрассированной плате можно преобразовать в полигоны и расширить их до максимально возможных размеров. Полигональная разводка полезна при проектировании силовых устройств.

Автоматическое устранение «клинчей» Автоматически обнаруживаются и устраняются клинчи проводников

ВЫВОДЫ Any-angle трассировка и отказ от преимущественных направлений трассировки по слоям позволяет: v уменьшить суммарную длину проводников; v сократить площадь, занимаемую проводниками; v понизить уровень перекрестных электромагнитных помех, как за счет уменьшения длины проводников, так и за счет снижения уровня их параллельности; v уменьшить риск рассогласования задержек в группе сигналов или в дифференциальном сигнале, обусловленный неоднородностью материала печатной платы; v снизить риск коробления платы при воздействии тепловых нагрузок; v улучшить качество трассировки BGA компонентов.