Oversikt over designteknologier for kretskort Cadence Allegro PCB Designer

Anatoly Sergeev,
spesialist hos Orkada for Cadence Design Systems, Inc.-produkter, forfatter av en rekke artikler. Uteksaminert fra Vladimir State University med en grad i "Design og teknologi for radio-elektronisk utstyr"

Utviklingen av elektronikk er drevet av den økende ytelsen og funksjonaliteten til halvlederteknologier. Nye enheter blir stadig mer komplekse, og komponentpinnekonfigurasjoner, pitch og emballasjetetthet er viktige designhensyn. Nye enheter bruker også moderne grensesnitt: DDR3, DDR4, PCI Express Gen3, USB 3.0 og andre, som krever nye typer implementering på kretskortet. Alt dette fører til en stadig økende etterspørsel etter nye pakkemetoder som øker tettheten av sammenkoblinger på et trykt kretskort. I dag, for å løse slike komplekse problemer, trenger ingeniører moderne teknologier for å designe systemer på kretskortnivå som vil møte teknologiske og metodiske krav. Disse inkluderer for eksempel programvarepakken Cadence Allegro PCB Designer, hvor noen av de viktigste funksjonene er beskrevet i denne publikasjonen.

Tilkoblingsplanlegging og ruting

Komplekse kretskort med mange elektriske og prosessbegrensninger, høy komponenttetthet og flere høyhastighets signaldatabusser krever en ny designtilnærming. Bruken av tradisjonelle og utdaterte DAK-systemer, som P-CAD, blir uakseptabel, siden de ikke er i stand til å sikre beredskapen til slike prosjekter på kortest mulig tid. CAD-systemer kommer i forgrunnen, som aktivt utvikler og møter moderne realiteter i elektronikkindustrien. Cadence Allegro PCB Designer, kombinert med Interconnect Flow Planner-alternativet, gir en unik funksjon for å lage en sammenkoblingsplan og deretter konvertere den til en ferdig ruting. Denne planleggings- og rutingmekanismen gir ingeniøren muligheten til å legge ut store rekker av signaler i form av spesielle objekter - signalledninger, som kan forenkle designet betydelig og redusere utviklingstiden radikalt (fig. 1).

Ingeniøren ser på skjermen ikke hundrevis eller tusenvis av kryssende elektriske linjer, men en plan for å legge store rekker av disse forbindelsene. Det er klart at denne tilnærmingen i stor grad øker effektiviteten i arbeidet - det er mulig å legge signalseler mellom lag, planlegge plassering av vias, unngå å krysse bunter med hverandre, rute signaler langs den korteste veien osv. For hver sele kan du stille inn sitt eget sett med egenskaper, sikre sporbarheten når det gjelder tid s x signalforsinkelser i den, kopier ruteplaner mellom ulike prosjekter. Allegro PCB Editor på programvarenivå vil "fortelle" utvikleren de optimale rutene for å legge selene, og deretter, ved hjelp av unike algoritmer, konvertere den resulterende planen til en ferdig topologi.

Akselerer tidsavhengig kretsdesign

Den stadig mer utbredte bruken av høyhastighets digitale grensesnitt, som DDR3, DDR4, PCI Express, USB 3.0, pålegger en rekke begrensninger som må tas i betraktning når man designer et kretskort.

Allegro PCB Designer med High-Speed-alternativ hjelper deg raskt og effektivt å møte kravene til moderne grensesnitt. Dette alternativet utvider utvalget av kontrollerbare elektriske grenser som ingeniøren kan bruke for raskt å oppnå maksimal signalintegritet og sikre nøyaktig timing. s e egenskaper. I tillegg, sammen med høyhastighetsalternativet i Allegro PCB Designer, blir kraftige verktøy for å administrere tidsavhengige kretser tilgjengelig, for eksempel Auto-interactive Delay Tuning, Auto-Interactive Phase Tuning, Auto-Interactive Convert Corner, Timing Vision, etc. La oss se på noen av dem mer detaljert.

Verktøyet Auto-interactive Delay Tuning, forkortet til AiDT, gir brukerne muligheten til raskt å justere lengden på et valgt sett med signaler på tavlen, for eksempel en bytebane eller et helt grensesnitt. Dette verktøyet reduserer tidsjusteringstiden radikalt s x forsinkelser for et stort utvalg av signaler - fra flere timer til flere minutter (fig. 2). Brukeren trenger bare å tegne en utvalgsramme rundt ønsket sett med signaler, hvoretter lengden på sporene automatisk justeres i samsvar med parameterne spesifisert i Constraint Manager.

Auto-Interactive Phase Tuning-verktøyet, eller AiPT, lar deg oppnå optimal dynamisk fase for et differensialpar på minutter. Den dynamiske fasen betyr å sikre lik lengde på lederne, tatt i betraktning deres bøyninger i forskjellige deler av leggingen fra kilden til signalmottakeren. Takket være dette verktøyet reduseres tiden som kreves for å justere lengdene på lederne i et differensialpar betydelig.

Brukeren må kontinuerlig overvåke de tidsavhengige kretsene på tavlen. Det spesialutviklede Timing Vision visuelle inspeksjonsmiljøet innebygd i Allegro PCB Editor lar brukeren raskt finne upassende tidspunkter. s m spore restriksjoner på kretskortet. Dette verktøyet inkluderer fargeindikatorer, muligheten til å velge et spesielt mønster for ruter og spesielle verktøytips. Avhengig av angitt tid s x restriksjoner i Constraint Manager, vil sporene på tavlen bli uthevet i en annen farge, som velges i innstillingene (fig. 4).

Ris. 4. Timing Vision-verktøy for visuell kontroll av lengden på sporene, tar hensyn til tidsavhengigheten til signaler

Design som tar hensyn til produksjonsteknologier

Allegro PCB Editor støtter Design for Testability (DFT), Design for Manufacturability (DFF) og Design for Manufacturability (DFA). Alle disse kritiske begrensningene blir sjekket under topologidesignfasen, sammen med elektriske begrensninger. Brukere kan velge antall testpunkter og deres putestørrelser, definere ekskluderingssoner for plassering av testpunkter og generere rapporter for å verifisere styrets beredskap for testing. Allegro PCB Editor inkluderer en spesiell funksjon for å overvåke DFA-regler i sanntid. Med dens hjelp kan du overvåke og visuelt spore eventuelle uregelmessigheter på brettet relatert til gapene mellom komponentene. Når komponenter nærmer seg den maksimale avstanden tillatt av DfA-reglene, vil programmet automatisk gi en advarsel og "stoppe" brukeren før et mulig brudd på reglene.

Dataoverføring til produksjon

Allegro PCB Designer kan generere et komplett sett med filer for PCB produksjon og testing, inkludert Gerber 274x, NC Drill, NC Route, etc. Men viktigst av alt, Cadence støtter industriens bevegelse mot gerberfri produksjonsteknologi med det nye universelle IPC-2581-formatet. Det særegne med dette formatet er at alle data som er nødvendige for produksjon, montering, boring, fresing og testing av brettet er lagret i en enhetlig fil. Brukere kan velge data for IPC-2581-filen for å beskytte deres åndsverk. Ved å importere IPC-2581 til Allegro PCB Editor kan du se filen.

HDI-kortdesignrute

Miniatyrisering er hovedtrenden innen elektronikk i dag. Enhetene blir mindre mens ytelsen og funksjonaliteten vokser. Prosjekter bruker i økende grad brikker i BGA-pakker med pin-pitch på 0,8 mm eller mindre, noe som krever bruk av high-density interconnect (HDI)-teknologi for å sende ut signaler til interne lag fra BGA-pads ved hjelp av fanouts. Utformingen av brettet i dette tilfellet krever bruk av mikroviaer, plassering av programvare på kontaktputer og spesielle produksjonsprosesser. Alt dette må tas i betraktning fullt ut av PCB-designsystemet på designregler-kontrollnivå.

Allegro PCB Designer i kombinasjon med Miniaturization Option lar deg lage prosjekter basert på HDI-teknologi av enhver kompleksitet. Dette inkluderer følgende funksjoner:

• arbeider med mikrohull;
• optimalisering av blandede vias;
• kontroll av blinde og blinde hull på laget;
• kontroll av hyller av overgangsplattformer;
• kontroll av trinnvis arrangement av overganger;
• et nettsted innenfor et nettsted;
• masseproduksjon av overganger;
• kontroll for overholdelse av produksjonsteknologi;
• tar hensyn til HDI-designregler under automatisk ruting.

Allegro PCB Designer, kombinert med miniatyriseringsalternativet, inkluderer mange forskjellige interaktive rutingverktøy, for eksempel blind- og blindhullsskyving, dynamisk via paring, innebygd komponentstøtte, konturruting for rigid-flex boards og mer (Figur 5).

Innebygd teknologistøtte

Å redusere størrelsen på sluttproduktet kan oppnås på ulike måter. En av dem er å plassere huselementer på de indre lagene av brettet. Allegro PCB Designer, med miniatyriseringsalternativet, tilbyr begrensningsdrevet rutingteknologi for innebygde komponenter. Den støtter både tradisjonelle direkte og indirekte tilkoblingsteknologier, så vel som de nyeste toveis tilkoblingsteknologiene for en enkeltkomponent, vertikalt komponentarrangement og integrerte komponenter for et dobbeltsidig kort. Miniatyriseringsalternativet lar brukeren lage og manipulere fordypninger på lag som er dedikert til å huse innebygde komponenter.

Oppretting av analoge RF- og mikrobølgekort

Allegro PCB Designer, kombinert med Analog/RF Design, gir et designmiljø med blandede signaler fra skjematisk opprettelse til historisk planlegging for å forbedre RF-designproduktiviteten med opptil 50 %. Dette alternativet lar ingeniører lage, kombinere og tilpasse analoge RF- og mikrostrip-kretser med digitale og analoge kretser i Allegro PCB Designer-miljøet. Med avanserte planleggingsmuligheter og kraftige grensesnitt til RF-simuleringsverktøy, gir dette alternativet ingeniører muligheten til å starte RF-kretsdesignprosessen fra Allegro Design Authoring, Allegro PCB Designer eller Agilent ADS.

Parallell teamutvikling

For å redusere varigheten av utviklingssyklusen, organiseres i økende grad geografisk spredte utviklingsteam. Tradisjonelt brukt i samarbeidsutvikling, er manuell gjennomgang og foredlingsprosedyrer svært trege, tidkrevende og forbundet med risiko for å introdusere feil.
Allegro PCB Design Partitioning-teknologi implementerer en flerbruker parallell designmetodikk for å fremskynde prosessen og redusere planleggingstiden. Med dens hjelp kan mange utviklere jobbe samtidig og ha tilgang til en felles database uavhengig av avstand. Utviklere kan dele designprosessen inn i en rekke oppgaver eller områder som planlegging og redigering skal gjøres for, og tildele dem til flere teammedlemmer. Utviklinger kan deles vertikalt (seksjoner) med programvaredefinerte grenser eller horisontalt (lag). Som et resultat kan hver designer se alle individuelle seksjoner, observere designprosessen og evaluere resultatene til andre designere. Evnen til å oppnå denne separasjonen bidrar til å redusere utviklingssyklustider betydelig og fremskynde designprosessen.

Automatisk PCB-rutingsteknologi

PCB-rutingsteknologier er nært knyttet til PCB-editoren. Gjennom PCB Router-grensesnittet mottas all designinformasjon og begrensningsforhold automatisk fra PCB-editoren. På slutten av sporingen overføres all informasjon automatisk tilbake til PCB-editoren.

Økt designkompleksitet, tetthet og ytterligere begrensninger for høyhastighetskretser gjør manuell ruting vanskelig og tidkrevende. Å løse utfordringene med å spore komplekse forbindelser krever kraftig, automatisert teknologi. Den robuste og produksjonsprøvede automatiske ruteren har en batch-rutemodus med avansert rutestrategikontroll og innebygde rutestrategier.

Design For Manufacturing (DFM)-verktøyet inkludert i Allegro PCB-ruteren reduserer antallet deler som senere blir avvist betydelig. Algoritmene gir muligheten til automatisk plassering av ledere ved å bruke all ledig plass. Automatisk lederavstand bidrar til å forbedre produksjonsevnen ved å flytte ledere for ytterligere å øke avstanden mellom ledere og ledninger, mellom ledere og SMD-puter, og frigjøre ekstra plass til ledende pads. Brukere drar fordel av fleksibiliteten til å angi toleranser enten manuelt eller som standard.

Funksjoner	Allegro PCB Designer
Allegro Design Authoring (Concept HDL) - legge inn informasjon på nivå med diagrammer, tabeller og HDL-beskrivelser
Allegro Design Entry CIS/Capture - skjematisk fangst, sentralisert komponentdatabase - CIS, tilgang til den globale Internett-databasen over elektroniske komponenter Active Parts
Constraint-Manager - fysiske, romlige og enkeltkjederegler
Constraint-Manager - endre individuelle egenskaper til komponenter og DRC
Constraint-Manager - støtte for områder med lokale regler
Layout, plassering, malplassering DFA-samsvar i sanntid
Støtter IDF3.0, DXF inn/ut formater
Nytt dynamisk datautvekslingsformat med mekaniske CAD-systemer - IDX (EDMD-skjema)
3D-visualisering av et trykt kretskort
Hierarkisk Interconnect Layout Route
Regler for å kontrollere lengden på ledere for høyhastighetssignaler
Begrensningskontrollert rute for høyhastighetssignaler avhengig av ledningslengde
Avtalegrupper, et individuelt sett med regler for hvert lag, utvidede kjeder
Regler for T-tilkoblinger (T-tilkobling på pinne)
Automatisk meshless tracer (opptil seks lag)
Automatisk ruting basert på høyhastighetsregler
Automatisk ruting basert på individuelle regler for hvert lag
Prosjektplanlegging - romlig topologiplanlegging basert på gjennomførbarhet og tilbakemelding	Alternativ for designplanlegging
Prosjektplanlegging - Generering av topologiplaner	Alternativ for designplanlegging
Prosjektplanlegging – Konvertering av topologiplan til justeringer (CLINES)	Alternativ for designplanlegging
Autointeraktiv lengdekonstruksjon for en valgt gruppe signaler	PCB høyhastighetsalternativ
Constraint-Manager - elektriske regler for å ta hensyn til signalrefleksjon, timing og krysstale	PCB høyhastighetsalternativ
Elektriske regler kontrollert designrute	PCB høyhastighetsalternativ
Elektriske regelsett (ECSets)	PCB høyhastighetsalternativ

Funksjoner	Allegro PCB Designer
Matematisk beskrivelse av designregler	PCB høyhastighetsalternativ
Støtter omvendt boreteknologi	PCB høyhastighetsalternativ
Dynamisk fasekontroll, akseforsinkelser Z	PCB høyhastighetsalternativ
Returveiovervåking for å sikre signalintegritet	PCB høyhastighetsalternativ
Constraint-Manager - et sett med regler for HDI-prosjekter	Miniatyriseringsalternativ
Pinholes og assosiative romlige, batch-regler, inkludert via-pad-regler	Miniatyriseringsalternativ
Begrensningsdrevet utviklingsvei for HDI-prosjekter	Miniatyriseringsalternativ
Støtte av prosessregler for produksjon av plater med innebygde komponenter	Miniatyriseringsalternativ
Støtte for regler for komponenter innebygd på de indre lagene av brettet	Miniatyriseringsalternativ
Redigere en Pinhole Stack i HDI-prosjekter	Miniatyriseringsalternativ
Dynamisk meshless parring, linjeforlengelse, sporing	Miniatyriseringsalternativ
Sporing langs en ikke-lineær kontur (for fleksible brett)	Miniatyriseringsalternativ
Støtte av utsparinger (hull) på innvendige lag	Miniatyriseringsalternativ
Parallell Engineering - Lagdeling	PCB-teamdesignalternativ
Parallell engineering - fordeling på tvers av funksjonsblokker	PCB-teamdesignalternativ
Concurrent Engineering - Sentralt statuspanel for å administrere designprosessen	PCB-teamdesignalternativ
Parallell Engineering - Kjededistribusjon	PCB-teamdesignalternativ
Redigering av restriksjoner mellom områder	PCB-teamdesignalternativ
Administrere nettoklasser mellom regioner	PCB-teamdesignalternativ
Redigering av parametriserte RF-strimmelelementer	PCB Analog/RF-alternativ
Asymmetriske hull	PCB Analog/RF-alternativ
Toveis grensesnitt med Agilent ADS	PCB Analog/RF-alternativ
Importere skjemaer fra Agilent ADS til Design Entry Authoring	PCB Analog/RF-alternativ
Design av mikrobølgebrett	PCB Analog/RF-alternativ
Innebygd polygon-editor for mikrobølgetopologi	PCB Analog/RF-alternativ
Automatisk ruting opp til 256 lag	Alternativ for PCB-ruting
Automatisk ruting basert på DFM-regler	Alternativ for PCB-ruting
Automatisk rutefordeling	Alternativ for PCB-ruting
Automatisk generering av kontrollpunkter	Alternativ for PCB-ruting
Sporing basert på individuelle regler for hvert lag	Alternativ for PCB-ruting

Under ruting kan frie hjørner og kontrollpunkter angis. DFM-algoritmer lager automatisk optimale innrykk, starter med de største og reduserer dem innenfor tilgjengelige grenser. Testpunktskaperen setter automatisk inn testvias eller pads på brettet. Testpunkter i form av testvias kan plasseres på både for- og baksiden av brettet, noe som tillater bruk av enkelt- eller dobbeltsidige testere. Utviklere har muligheten til å velge en metode for innsetting av sjekkpunkt som passer deres produksjonskrav. Testpunkter kan fikses for å unngå behovet for å modifisere testarmaturen. Begrensninger for testpunkter inkluderer overflateformen til testprobene, via størrelser, masker og minimum hullsenteravstander.

Automatisk begrensningsdrevet ruting for høyhastighetskort

Høyhastighetsbegrensningsforhold og rutingalgoritmer bruker differensialpar, nettverksplanlegging, timing s e signalparametere, krysstalenivåer, lagstabelruting og spesielle geometrikrav for dagens høyhastighetskretser. Automatiske rutingalgoritmer ruter nøyaktig inn i og rundt viaer og opprettholder automatisk samsvar med spesifiserte tidspunkter. s m eller romlige kriterier. Automatisk nettverksplanlegging brukes til å redusere støynivået i støyfølsomme kretser. Du kan bruke forskjellige designregler på forskjellige områder av brettet, for eksempel kan du angi en regel for maksimal tetthet i området til lederne og mindre strenge regler for resten av brettet.

Utviklingen av høyhastighetselektronikk må støttes av tilstrekkelig programvare- og maskinvaredesignverktøy. Allegro PCB Designer er et kraftig verktøy i hendene på en profesjonell som designer moderne, høyhastighets elektronikk. Den siste oppdateringen, Update Release No. 2, utgitt i mars i år, inkluderer et stort antall nye arbeidsverktøy, som delvis ble beskrevet i denne artikkelen.

For å utvikle elektronikk trenger du minst kunnskap om kretsdesign, kunnskap om en moderne elektronisk komponentbase, evne til å arbeide i et av CAD-programmene og legge ut tavler i henhold til EMC-krav. Og hvis du ennå ikke har bestemt deg for hvilken CAD-programvare du hovedsakelig skal jobbe med, så er denne artikkelen for deg.

Det er for tiden tre profesjonelle CAD-miljøer for elektronikk: Altium Designer, Allegro Cadence og Mentor Graphics PADS. Noen semi-profesjonelle som Proteus, Eagle, etc. er ikke engang verdt å vurdere, siden de er på amatørradionivå og ikke lar deg gjøre noen komplekse ting. Det er også forskjellige arkaiske, spesialiserte, som Microwave, Uniboard og andre, men de er heller ikke verdt å vurdere på grunn av deres lave popularitet og som et resultat av mangelen på støtte.

I denne artikkelen ønsker jeg å gi en oversikt og snakke litt om hvordan man jobber i Allegro Cadence, siden jeg selv bruker dette miljøet av følgende grunner:

• For det første er Cadences evner ganske imponerende. Det tar bare en egen artikkel for å liste opp alt, men jeg vil snakke om noe av det nedenfor.
• For det andre er ikke Cadence veldig krevende for systemet; det vil fungere fint selv på svært svake datamaskiner som 1 GHz, 512 RAM. Hvis datamaskinen din ikke har 2 kjerner, så har du faktisk ikke noe annet valg enn Cadence, fordi... Ved utvikling må jeg ofte, om ikke alltid, holde flere programvarepakker åpne samtidig, i mitt tilfelle SolidWorks og Cadence, hvis jeg hadde lansert for eksempel Altium, ville datamaskinen min rett og slett gått opp i røyk.
• For det tredje er det ingen slike feil som i Altium (jeg vet ikke om Pads). Selvfølgelig er det noen upraktiske ting i Cadence, her må jeg si at de har sitt eget skall, helt bygget på script og styrt fra kommandolinjen, dette kan virke upraktisk for mange, men det er ingen slike kritiske feil som f.eks. , forekommer i Altium ved konvertering av filer til gerber og generelt et ganske stabilt miljø i denne forbindelse.

Så, hva er Allegro Cadence? Dette er en pakke med programmer og verktøy som er godt forbundet med hverandre. Hvert program er ansvarlig for sitt eget område og lanseres separat. Det er ganske mange av dem der ute, og en historie om noen av dem vil kreve en egen artikkel, så jeg vil liste opp og kort snakke om de som en vanlig elektronikkingeniør trenger, bare for å vite hva jeg skal begynne å jobbe med.

Design Entry CIS
Dette programmet er for å designe et kretsskjema, simulere det, tegne diagrammer osv. De. her oppretter eller setter du inn komponenter, binder fotspor til dem, spesifiserer regler som skal sjekkes på slutten for å eliminere feil, rom osv. Generelt kan Design Entry CIS inneholde hele prosjektet ditt, inkludert dokumentasjon, men for det første er dette all unødvendig informasjon, så jeg vil kort fortelle deg hva og hvordan du skal gjøre.

Fil->Ny->Prosjekt
Alt ble skapt. Gå til kretsskjemasiden SIDE 1 og klikk Plasser del, deretter Legg til bibliotek og velg de nødvendige bibliotekene. Du kan lage dine egne komponentbiblioteker og må til og med legge dem til i prosjektet.

Tegning

Ok, la oss legge til et bibliotek med diskrete elementer Discrete og MicroController. La oss si at vi vil lage en krets som inneholder et par motstander, kondensatorer og en STM32 mikrokontroller. For å gjøre dette, velg det diskrete biblioteket og se etter "CAP POL" og "RESISTOR" i delelisten ovenfor, dvs. polar kondensator og motstand. Vi setter dem inn i kretsen og ser etter STM32-mikrokontrollere i MicroController-biblioteket. Men uflaks, de er ikke der. Hva skal vi gjøre? Lage en sak fra bunnen av?

Nei, det er et enklere alternativ, høyreklikk på et tomt sted i diagrammet og velg Plasser databasedel fra menyen og i fanen som åpnes klikk på Internet Component Assistant

Tegning

I det innebygde nettleservinduet klikker du på Active Parts med OS-ikonet. Deretter, i vinduet som åpnes, ser vi en haug med innstillinger, men vi berører ikke noe, men skriver inn delenummeret: "STM32" i linjen.

Tegning

Deretter velger vi kontrolleren vi trenger eller en i nærheten av den (slik at vi kan fullføre den litt), indikerer hvilket bibliotek vi skal sette inn i, indikerer om det er et fotavtrykk osv. Hvis du ikke vet hva du skal indikere, klikker du på Plasser del hele tiden.

For å koble et footprint til en komponent, må du gå til dens egenskaper, dobbeltklikke på komponenten og finne den tilsvarende kolonnen. Navnet på footprint er navnet på filen, og selve footprints er plassert i katalogen ..\Cadence\SPB_16.5\share\pcb\pcb_lib\symbols du kan ikke endre dette, og hvis du finner det et sted, så er det bedre å la være, Cadence liker virkelig ikke det når noe blir påpekt feil for ham. På den annen side, hvis han ikke liker noe, vil han definitivt fortelle deg det.

Jeg vil umiddelbart fortelle deg om filene som er i mappen ..\symbols.
*.dra - filer av våre komponenter, med andre ord vårt fotavtrykk
*.bsm - mekaniske hull
*.pad - pad-filer
*.psm - padstack-filer, bør generelt være på samme sted som *.dra

For å lage et brett, må du vite en ting til, dette er hvordan du lager en nettliste slik at du kan rute brettet. For å gjøre dette, må du gå til prosjektsiden, velge den og klikke på Opprett nettliste, det er 1500 innstillinger, men jeg tror du vil finne ut av det. Og ikke bekymre deg, hvis Cadence er misfornøyd med noe, vil den ikke la deg ødelegge kretsen og sende deg en feil, noe den ofte gjør. Vær sikker på at du fortsatt vil elske ham, selv om du hater ham i begynnelsen. C'est la vie.

Pakkedesigner
Hvis du får en feilmelding når du oppretter en netlist Cadence, så mangler du mest sannsynlig et fotavtrykk et sted. Det er to måter å fikse dette på, den første er å ekskludere komponenten fra den fysiske modellen, og den andre er å legge den til, og hvis ikke, lage en footprint-komponent. Til dette trenger vi Package Designer-programmet. Dette er det samme miljøet som i PCB Editor board design programmet, så nesten alt her er det samme, både kontroller og mange funksjoner.

Den åpner filer av typen *.dra, så for å unngå for mye trøbbel, gå til symbolkatalogen i mappen ..\pcb_lib\symbols og åpne en fil med filtypen *.dra. En komponent som består av en haug med lag vil dukke opp foran deg. Nå litt om hvordan man kan leve i dette rommet generelt, fordi... hvis du prøver å ringe og gjøre noe fornuftig, vil du bli overrasket over hvor upraktisk alt er her, men dette er ved første øyekast... generelt sett, på den andre og tredje også, som jeg allerede sa, vil du fortsatt hate Cadence, men det er greit, da kommer du til å forsone deg med det og du vil til og med elske ham så mye at du ikke vil si farvel, det er for alltid. Alvor.

Tegning

Så, kontrollene her er litt uvanlige. Ved å holde nede den midterste museknappen kan du flytte vinduet; for å zoome må du vri på musehjulet. Alt her gjøres omtrent slik: klikk på objektet -> høyre museknapp -> kommando -> utfør. Du må øve, det er ikke umiddelbart klart hvordan og hvorfor, du vil forstå senere. Mye gjøres fra kommandolinjen, dette er en egen diskusjon.

Til høyre ser vi kontrollpanelet, som består av tre faner: Alternativer, Synlighet, Finn

Tegning

Alternativer- den lister opp klassene av lag som vi skal jobbe med; det er nødvendig å kjenne bare noen få.
Finne- her noterer vi hvilke spesifikke elementer vi skal jobbe med, og hvis det er enklere, hvilke vi velger. La oss si at hvis jeg bare vil velge pinner og ikke berøre rørene, må jeg merke av for Pins-boksen.
Synlighet– her markerer vi hvilke elementer som skal være synlige for oss og hvilke som er skjult for ikke å forstyrre. Ikke alle lagene er der, men bare de viktigste.

Du kan mestre alt på panelet selv, jeg forteller deg bare de viktigste tingene her.

Meny Display->Farge/Synlighet- her konfigurerer du fargene på elementene og deres synlighet på diagrammet.
Menyoppsett->Designparametere- en viktig meny som konfigurerer prosjektet. Grids - et rutenett med hvilke trinn du skal flytte elementer. Tekst – standard tekstinnstilling.
Menyoppsett->Områder->Delhøyde- et veldig viktig alternativ hvis du vil overføre brettet til en 3D-modell, det setter høyden på komponenten ved å feste den til Place_Bound_Top / Bottom-laget.
Menyform– Skjemahåndtering her. Former er alt, fra en polygon til en komponentkropp.
Menyoppsett->Pinner- innsetting av pinner.

Generelt er det alt for dette programmet, jeg gjentar at det er det samme som i PCB Editor, mange av alternativene er til og med de samme. Men vi skal se på det senere, fordi... For å lage en komponent må du kunne lage dine egne pads, og for dette trenger vi følgende verktøy.

Pad designer
Som du kanskje har gjettet, lager dette verktøyet pads du trenger for å tilordne dem til komponenter i Package Designer. Det er mange innstillinger her, og det er vanskelig å finne det som ikke er her, fra en vilkårlig puteform til å bore hull med plasma eller laser, generelt er alt dette viktig for produksjonen. Først åpner du noen *.pad i ..\symbols-mappen, slik at du kan se hvordan og hva du skal skrive inn.

PCB Editor
Og til slutt gikk vi videre til det viktigste programmet. Den lar deg ordne komponentene dine og koble dem i henhold til det elektriske diagrammet. Det er det samme som i Package Designer, bare enda mer. Det er ingen vits i å snakke om dette programmet i detalj, fordi... Du kan skrive et dusin artikler om det alene, det er mange triks, finesser, fallgruver osv. Jeg vil bare liste opp de viktige menyene slik at du ikke trenger å søke når du lærer.

Produksjonsmeny– her er alt om klargjøring til plateproduksjon. Konvertering til gerberaer, boreforklaring, lagdiagram, etc.
Tverrsnitt (Xsection)- fysiske lag er tildelt der. Deres antall, tykkelse, materiale, rekkefølge. Dette kan fås fra brettprodusenten.
Begrensningsleder- dette er en hel subrutine, den setter reglene for ruting og rydding, du kan for eksempel sørge for at et av garnene ikke vises i rotter.

Generelt kan resten mer eller mindre finne ut gjennom prøving og feiling. Bare for klarhetens skyld, og som et eksempel, vil jeg vise et stykke av et kablet bord:

Generelt, det er alt, dette var en kort oversikt, bare for å forstå hvordan og hva som fungerer her, selvfølgelig, for dette er det ikke nok å bare lese artiklene, og du må installere Cadence og lage en tavle for å forstå hva ideologien er her. Dette er ikke bare et vanlig program for Windows; hvis du blir hekta på det, slipper du det. Kanskje til å begynne med vil mange ting virke upraktisk for deg, men etter å ha forstått detaljene vil du forstå at alt er riktig.

Og tre poeng til. Når du legger ut brettet, når du jobber med polygoner, må du skrive inn denne kommandoen sett etchedit_ignore_dynamic_shapes ellers vil det være umulig å tegne noe, polygonene vil forstyrre banene og du vil dø når du drar dem. Overrasker det deg at uten en kommando, som ikke er registrert noe sted, er det umulig å installere et normalt brett? Vel, alt er slik, dette er Cadence, først vil du forakte de sadistene som har laget det, men så vil alt endre seg og du trenger ikke lenger et annet CAD-system bortsett fra Cadence.

Det andre punktet er dette. Det er ikke nødvendig å lage fotspor manuelt, fordi... det er mange programmer som genererer dem for deg. De mest kjente er LP_Wizard og PCB Library Editor, de er betalt. Men det er en annen, og etter min mening er den veldig bra og ser ut til å være en gratis Footprint-maker, du kan laste den ned

Cadence AllegroPCB-designløsning- et skalerbart, velprøvd PCB-utviklingsmiljø designet for å løse moderne teknologiske og metodiske problemer, for å redusere og øke forutsigbarheten av utviklingssykluser.

Beskrivelse

Allegro PCB Design Solution leveres standard med en rekke alternativer og inneholder alt du trenger for å lage PCB-lag i en fullt integrert designflyt. Allegro PCBDesigner-miljøet inneholder alt du trenger for å designe enkle og komplekse kretskort

Fig. 1 - Allegro PCB Designer-miljøet inneholder alt du trenger for å designe enkle og komplekse kretskort

Den grunnleggende Allegro PCB Designer-pakken inkluderer: en felles modul, et miljø for begrensninger, et kretskortredigeringsprogram, en automatisk eller interaktiv ruter, verktøy for å lagre data i industrielle formater, og et mekanisk designmiljø for strukturelle komponenter (CAD).

PCB Editor gir et omfattende miljø fra grunnleggende planlegging, plassering og ruting til replikering og avansert planlegging med mellomliggende elementer for enkle og komplekse PCB-design (figur 1).

Fordeler

• Er et velprøvd, skalerbart og kostnadseffektivt PCB-redigerings- og rutingverktøy, tilgjengelig som standard og med en rekke konfigurasjonsalternativer
• Eliminerer unødvendige iterasjoner med begrensningsdrevet designflyt
• Støtter et omfattende sett med regler for å definere fysisk dimensjonering, avstand, prosess, installasjon og testing (DFx), høyhastighets sammenkobling (HDI) og elektriske høyhastighetsdomener
• Har et generelt styringssystem for restriksjoner for å opprette, kontrollere og kontrollere disse forholdene fra ende til annen
• Tillater interoperabilitet med tredjepartspakker for å øke hastigheten på designprosessen og utnytte det beste innen integrerte utviklingsverktøy

PCB Editor-teknologi

Begrensningsbasert PCB-redigeringsmiljø Hovedkomponenten i Allegro PCB Designer er PCBEditor-layouteditoren, et intuitivt og brukervennlig miljø for å lage og redigere både enkle og komplekse PCB-design som er underlagt begrensninger. DFA (Design For Assembly) plasseringsteknologi gjør at komponenter kan plasseres kompakt og nøyaktig

Fig. 2 – Plasseringsteknologi veiledet av DFA (Design For Assembly) installasjonsregler gir kompakt og feilfri plassering av komponenter

Et bredt spekter av funksjoner oppfyller en rekke design- og produksjonskrav:

• Kraftig sett med planleggings- og plasseringsverktøy, inkl. replikering for å fremskynde utviklingsprosessen
• Interaktive verktøy for å flytte, komprimere og redigere områder skaper et høyytelses sanntidsinteraksjonsmiljø med visning av geometriske og tidsmessige grenser
• Dynamiske shapers har funksjonalitet for å kutte og slå sammen kobberpolygoner under bevegelse og rutingiterasjoner
• PCB Editor kan også generere en full pakke med fotomasker, testutganger inkludert Gerber 274x, NC drill og PCB-inspeksjonstester av bare metall i en rekke formater.

Administrere begrensninger

Begrensningsstyringssystemet viser geometriske dimensjoner i sanntid, avstand, høyhastighetsdata med samsvarsstatus for hvert utviklingstrinn. Hvert regneark gir et grensesnitt for å lage, administrere og teste ulike regler på en hierarkisk måte. Ved å bruke denne kraftige applikasjonen kan designere lage, redigere og vise sett med begrensningsbetingelser i form av grafiske topologier som fungerer som elektroniske "lette kopier" av den ideelle implementeringsstrategien. Fordi begrensningsbetingelser er knyttet til en database, kan de veilede plasserings- og rutingprosessene for gitte signaler.

Begrensningskontrollsystemet er fullt integrert i PCB Editor og verifisering kan utføres i sanntid under designprosessen. Testresultatene vises grafisk: områder som har bestått testen er uthevet i grønt, og områder som ikke oppfyller begrensningsbetingelsene er uthevet i rødt. Dette lar designere direkte observere designprosessen og se effekten av eventuelle designendringer.

Planlegging og plassering

Den begrensningsdrevne PCB-designmetodikken inkluderer et fleksibelt og kraftig sett med automatiske og interaktive plasseringsverktøy. En ingeniør eller designer kan plassere komponenter eller kretser i spesielle "rom" under design eller planlegging. Komponenter kan filtreres eller velges etter spesiell betegnelse, chassis- eller footprint-type, nettverksnavn (tittel), komponentnummer eller tabell- eller skjematisk sidenummer.

Denne kontrollpresisjonen er nødvendig i moderne kretser som inneholder tusenvis av komponenter. Sanntidssammenstillingsanalyse og tilbakemelding bidrar til å forbedre denne kontrollen, øke produktiviteten og effektiviteten ved å plassere komponenter i samsvar med bedriftens regler eller anbefalinger basert på elektromagnetiske simuleringsresultater.

Dynamisk plassering, styrt av design-for-assembly-regler (DFA), gjør at hver pakke kan verifiseres under interaktiv komponentplassering (Figur 2). Tilbakemelding generert fra en todimensjonal matrise av kroppsklasser og prototyper sikrer minimumskrav til toleranse. Ved å bruke side-til-side, back-to-back-prinsipper, kan designere plassere komponenter for samtidig å oppnå optimal ruting, produksjonsevne og signalegenskaper.

Kopiering av plasseringer

Allegro PCB Designers overlegne layoutkopieringsteknologi lar brukere raskt plassere og rute lignende kretsseksjoner. Den lar deg lage en krets og rutingmal som kan brukes på alle lignende deler av kretsen. Komponentplasseringsmønsteret kan også brukes i andre design med lignende kretser. Når du kopierer plasseringer, er det mulig å rotere eller speile det kopierte objektet horisontalt eller vertikalt. Alle elementer knyttet til et objekt, inkludert skjulte blinde vias, vises i de riktige lagene når objektet snus.

Visning og visualisering

Alle PCB Editor-programvarepakker har et innebygd 3D-visualiseringsverktøy. 3D-grensesnittet støtter ulike filtreringsalternativer, simulert kameravisning, grafiske visningsalternativer som solid, transparens og wireframe, og musekontrollert skjermpanorering, zooming og rotering. 3D-modus støtter også visning av komplekse gjennomhullsstrukturer og isolerte deler av brettet. Ved å bruke den kontekstuelle kontrollstrukturen kan mange vinduer åpnes, og 3D-bilder kan kopieres og lagres i JPEG-format (Figur 3).

Muligheten til å snu brettet ("flip") lar deg snu brettet langs Y-aksen, og dermed invertere databasen ved grensene. Denne operasjonen omorganiserer visningen av strukturen slik at toppen av strukturen er nederst og bunnen er øverst. Det er svært viktig for CAD-systemer å kunne vise bunnvisninger for ingeniører som er involvert i laboratoriefeilsøking av tavler eller testing under produksjon. Muligheten til å snu brettet er ikke bare for visning, den lar deg også gjøre endringer i designet. Innebygd 3D-gjengivelse lar deg se brettseksjoner eller komplekse via strukturer fra flere vinkler, forstørrelser, rotasjoner og rotasjoner for å redusere iterasjoner for mekaniske designere og PCB-produsenter og forhindre introduksjon av feil.

Ris. 3 – Innebygd 3D-gjengivelse lar deg se brettseksjoner eller komplekse via strukturer fra flere vinkler, forstørrelser, rotasjoner og rotasjoner for å redusere iterasjoner for mekaniske designere og PCB-produsenter og forhindre introduksjon av feil.

Interaktiv redigering

Rutingalternativet PCB Editor gir kraftige, interaktive verktøy for å kontrollere den automatiske rutingprosessen og forbedre ytelsen. Rutingverktøy lar brukere velge forskjellige prioriteringer for handlinger, ved å jobbe med enhver form, vinkel eller relativ bevegelse av komponenter.

Under redigering kan utvikleren se i sanntid hvor mye tid som gjenstår for å fullføre tilkoblinger innenfor de spesifiserte stramme tidsbegrensningene. Den interaktive modusen tillater også gruppesporing av mange nettverk og interaktiv konfigurasjon av nettverk med lang lengde og med restriksjoner på akseptable forsinkelser.

Dekksporing

Bussrutingsmodus (Multi-Line Routing) er designet for å rute et stort antall linjer på et kretskort samtidig. Kombinert med alternativet "konturfangst" lar dette verktøyet deg spore mange linjer i en struktur som inneholder både fleksible og stive elementer i løpet av få minutter, mens ruting av individuelle linjer vil ta timer. Alternativet "konturfangst" er ansvarlig for å sette inn linjer i den fleksible delen av strukturen (fig. 4).

Bussruting med alternativ for konturfangst setter fart på rutingsprosessen på fleksible områder av PCB-design

Ris. 4 – Bussruting med kantfangstalternativ fremskynder rutingsprosessen på fleksible områder av PCB-design

Planlegging og ruting

Planlegging og ruting av PCB-er med høy tetthet med mange begrensninger og bussforbindelser kan ta betydelig tid. Som kompliserer prosessen er miniatyrisering av moderne komponenter, nye elektriske signalnivåer og spesielle layoutkrav, så det er ikke overraskende at tradisjonelle CAD-teknologier og verktøy ikke fullt ut kan realisere designerens hensikt. Global Route Environment gir teknologien til å ta designerens hensikt og holde fast ved den. Takket være dens tog globale rutingprosess, kan brukere for første gang bringe sine erfaringer og ideer til live i et verktøy som forstår dem naturlig.

Brukere lager abstraherte koblingsdata ved å bruke enur, konverterer dem raskt til en komplett løsning og kan validere den løsningen ved hjelp av et globalt rutingsprogram. Bruken av tilkoblingsabstraksjon gjør det mulig å redusere antall elementer fra titusenvis til hundrevis, noe som fører til en betydelig reduksjon i mengden direkte manuelt arbeid til designeren.

Ved bruk av abstrakte data kan planleggings- og rutingprosessen også akselereres ved å bruke en romlig visualisering av det åpne området sammen med dataene og designerens hensikt. Rutingprogrammet utarbeider deretter alle tilkoblingsdetaljene i henhold til det designet, uten å kreve hjelp fra brukeren, som tidligere samtidig måtte kontrollere rutingsprosessen og løse tilkoblingsproblemer. Den resulterende betydelige forenklingen av utviklingsprosessen sammenlignet med dagens verktøy lar brukere lage effektive løsninger raskere og enklere, redusere utviklingssyklustider og øke produktiviteten (Figur 5).

Allegro Interconnect Flow Planner-teknologi lar brukere redusere antall lag og redusere utviklingssyklustider betydelig

Ris. 5 – Allegro Interconnect Flow Planner lar brukere redusere antall lag og redusere utviklingssyklustider betydelig

Utforming av høyhastighetsbrett

Den stadig mer utbredte bruken av de nyeste standardgrensesnittene, som DDR3, DDR4, PCI Express, USB 3.0, pålegger en rekke begrensninger som må tas i betraktning når man designer et kretskort.

Allegro PCB Designer med High-Speed-alternativ hjelper deg raskt og enkelt å møte kravene til moderne grensesnitt. Dette alternativet utvider settet med kontrollerte elektriske begrensninger som sikrer at PCB-designet oppfyller spesifikasjonene til moderne grensesnitt.

I tillegg lar High-Speed ​​​​brukere legge inn avanserte designregler ved å bruke formler i forbindelse med eksisterende regler eller resulterende data, for eksempel faktiske ledningslengder.

Akselerer tidsavhengig kretsdesign

Allegro PCB Editor med High-Speed-alternativ gjør arbeidet med høyhastighetsgrensesnitt betydelig raskere ved å bruke det nye Auto-interactive Delay Tuning (AiDT)-verktøyet. AiDT lar brukere raskt justere lengden på et valgt sett med signaler på tavlen, for eksempel en bytebane eller hele grensesnittet. Dette verktøyet reduserer utviklingstiden radikalt - fra flere timer til flere minutter (fig. 6).

Ris. 6 – Automatisk justering av trådlengder før og etter bruk av det nye Auto-interactive Delay Tuning-verktøyet

Støtter omvendt boreteknologi

Design som tar hensyn til produksjonsteknologier

Allegro PCB Editor støtter design-for-test (DfT), design-for-manufacturability (DfF) og design-for-assembly (DfA). Alle disse kritiske begrensningene blir sjekket under topologidesignfasen, sammen med elektriske begrensninger. Brukere kan velge antall testpunkter og deres putestørrelser, definere ekskluderingssoner for plassering av testpunkter og generere rapporter for å verifisere styrets beredskap for testing. Allegro PCB Editor inkluderer en spesiell funksjon for å overvåke DfA-regler i sanntid. Med dens hjelp kan du overvåke og visuelt spore eventuelle uregelmessigheter på brettet relatert til gapene mellom komponentene. Når komponenter kommer nær den maksimale avstanden tillatt av DfA-reglene, vil programmet automatisk gi en advarsel og "stoppe" brukeren før et mulig brudd på reglene.

Dataoverføring til produksjon

Allegro PCB Designer kan generere et komplett sett med filer for PCB produksjon og testing, inkludert Gerber 274x, NC Drill, NC Route, etc. Men viktigst av alt, Cadence støtter bransjetrenden mot "gerberless" produksjonsteknologi med en ny universell IPC-2581 format. Det særegne med dette formatet er at alle data som er nødvendige for produksjon, montering, boring, fresing og testing av brettet er lagret i en enhetlig fil. Brukere kan velge data for IPC-2581-filen for å beskytte deres åndsverk. Ved å importere IPC-2581 til Allegro PCB Editor kan du se filen.

Miniatyrisering

Begrensningsdrevet HDI-designbane

Ved bruk av BGA-pakker med pinnebredder på 1,0-0,8 mm eller mindre, ned til 0,5 mm, må brukere bruke høydensitetsforbindelsesteknologi (HDI). Selv om miniatyrisering ikke er et primært mål for mange markedssegmenter, krever bruk av BGA-er en stablingsovergang uunngåelig ved ruting av komplekse BGA-pakker med tre eller flere rader med pinner på hver side.

Allegro PCB-design, kombinert med miniatyriseringsalternativet, gir en ende-til-ende-designbane med kontroll over et komplett sett med regler og begrensninger for en rekke HDI-designstiler, fra hybrid stabel/stabel til fullstendig prosessbasert stabling, som f.eks. som ALIVH.

I tillegg inkluderer Allegro PCB Editor automatiske verktøy for å bruke HDI-teknologi på prosjekter for å redusere utviklingstiden og konsekvent forbedre design (iterativ designmetode) (fig. 7).

Ris. 7 – Dynamisk sammenkobling av pads og ledere under interaktiv ruting sparer betydelig tid på stadiet med å forberede prosjektet for produksjon

Innebygd teknologistøtte

Å redusere størrelsen på sluttproduktet kan oppnås på ulike måter. En av dem er å plassere huselementer på de indre lagene av brettet. Allegro PCB Designer, med miniatyriseringsalternativet, tilbyr begrensningsdrevet rutingteknologi for innebygde komponenter.

Den støtter både tradisjonelle direkte og indirekte tilkoblingsteknologier, så vel som de nyeste toveis tilkoblingsteknologiene for en enkeltkomponent, vertikalt komponentarrangement og integrerte komponenter for et dobbeltsidig kort. Miniatyriseringsalternativet lar brukeren lage og manipulere fordypninger på lag som er dedikert til å huse innebygde komponenter.

Oppretting av analoge RF- og mikrobølgekort

Allegro PCB Designer, kombinert med Analog/RF Design, gir et designmiljø med blandede signaler fra skjematisk design til historisk design for å forbedre RF-designproduktiviteten med opptil 50 %. Dette alternativet lar ingeniører lage, kombinere og tilpasse analoge RF- og mikrostrip-kretser med digitale og analoge kretser i Allegro PCB Designer-miljøet. Med avanserte planleggingsmuligheter og kraftige grensesnitt til RF-simuleringsverktøy, lar dette alternativet ingeniører starte RF-kretsdesignprosessen fra Allegro Design Authoring, Allegro PCB Designer eller Agilent ADS.

Parallell teamutvikling

For å redusere varigheten av utviklingssyklusen, organiseres i økende grad geografisk spredte utviklingsteam. Tradisjonelt brukt i samarbeidsutvikling, er manuell gjennomgang og foredlingsprosedyrer svært trege, tidkrevende og forbundet med risiko for å introdusere feil.

Allegro PCB Design Partitioning-teknologi implementerer en flerbruker parallell designmetodikk for å fremskynde prosessen og redusere planleggingstiden. Med dens hjelp kan mange utviklere jobbe samtidig og ha tilgang til en felles database uavhengig av avstand. Utviklere kan dele designprosessen inn i en rekke oppgaver eller områder som planlegging og redigering skal gjøres for, og tildele dem til flere teammedlemmer. Utviklinger kan deles vertikalt (seksjoner) med programvaredefinerte grenser eller horisontalt (lag). Som et resultat kan hver designer se alle individuelle seksjoner og se designprosessen og resultatene til andre designere. Evnen til å oppnå denne separasjonen bidrar til å redusere utviklingssyklustider betydelig og fremskynde designprosessen.

Automatisk PCB-rutingsteknologi

Allegro PCB-ruterens Design For Manufacturing (DFM)-verktøy reduserer antallet deler som senere blir avvist betydelig. Algoritmene gir muligheten til automatisk plassering av ledere ved å bruke all ledig plass. Automatisk lederavstand bidrar til å forbedre produksjonsevnen ved å flytte ledere for ytterligere å øke avstanden mellom ledere og ledninger, mellom ledere og SMD-puter, og frigjøre ekstra plass til ledende pads. Brukere drar fordel av fleksibiliteten til å angi toleranser enten manuelt eller som standard.

Under ruting kan frie hjørner og kontrollpunkter angis. DFM-algoritmer lager automatisk optimale innrykk, starter med de største og reduserer dem innenfor tilgjengelige grenser. Testpunktskaperen setter automatisk inn testvias eller pads på brettet. Testpunkter i form av testvias kan plasseres på enten for- eller baksiden av brettet, noe som tillater bruk av enkelt- eller dobbeltsidige testere. Utviklere har muligheten til å velge en metode for innsetting av sjekkpunkt som passer deres produksjonskrav. Testpunkter kan fikses for å unngå behovet for å modifisere testarmaturen. Begrensninger for testpunkter inkluderer overflateformen til testprobene, via størrelser, rutenett og minimum hullsenteravstander.

Automatisk begrensningsdrevet ruting for høyhastighetskort

Høyhastighetsbegrensninger og rutingalgoritmer bruker differensialpar, nettverksplanlegging, signaltiming, krysstalenivåer, lagstabelruting og de spesielle geometrikravene til dagens høyhastighetskretser. Automatiske rutingalgoritmer ruter nøyaktig inn i og rundt viaer og opprettholder automatisk samsvar med spesifisert timing eller romlige kriterier. Automatisk nettverksplanlegging brukes til å redusere støynivået i støyfølsomme nettverk. Separate designregler kan brukes på forskjellige områder, for eksempel kan du sette en regel for maksimal tetthet i området til lederne og mindre strenge regler for resten av brettet.

• lagt til en fullt funksjonell evne til å laste 3D-modeller av komponenter og mekaniske deler i STEP-format for visuell inspeksjon av hull. En STEP-modell kan legges til direkte i symboleditoren eller topologieditoren. Den spesielle variabelen steppath angir banen til STEP-modellbibliotekene på brukerens lokale disk eller server. Den ferdige topologien kan nå eksporteres i STEP-format til mekaniske CAD-systemer. Samtidig støttes ulike eksportalternativer for å kontrollere størrelsen på den overordnede STEP-brettmodellen;

• Lagt til ny Auto-Interactive Breakout (AiBT) teknologi. Dens essens ligger i det faktum at programmet, avhengig av brukerhandlinger, automatisk oppretter ledere i begge ender av bussen eller grensesnittet. I dette tilfellet må kretslinjene på brettet kombineres til en felles bunt. Ved sporing støttes en modus der brukeren kan se begge ender av lenken samtidig på én skjerm;

• Lagt til nytt Auto-Interactive Add Connect (AiCC) sporingsverktøy. Denne kommandoen fungerer i to moduser - manuell og automatisk. Manuell modus er ikke forskjellig fra standard Add Connect-kommandoen. Ved start av automatisk modus tegner brukeren først en buet linje langs ruten, og deretter konverteres denne kurven til en ferdig rute;

• Den nye Detune-kommandoen lar deg slette resultatet av å justere et enkelt spor eller flere spor langs lengden. Denne funksjonen er veldig praktisk hvis du trenger å flytte ruter eller endre forsinkelsesbegrensninger.

Begynnelsen av 2003 ble preget av utgivelsen av en rekke nye versjoner av populære kretskortdesignsystemer. Noen av dem har gjennomgått mindre endringer, noen har blitt fullstendig oppdatert, men alle, uten unntak, har økt sine evner. Kostnaden for EDA-produkter avhenger i stor grad av funksjonaliteten deres, så nedenfor vil vi prøve å vise brukerne hoveddetaljene som bør huskes når de velger et designsystem.

Ethvert PCB-designsystem er et komplekst sett med programmer som gir en ende-til-ende-syklus, som starter med å tegne et kretsskjema og slutter med generering av kontrollfiler for utstyr for produksjon av fotomasker, boring av hull, montering og elektrisk kontroll . Moderne markedsforhold stiller imidlertid ytterligere krav til disse systemene.

De beste resultatene ble oppnådd av Mentor Graphics (www.mentor.com/pcb). Med sitt eget Mentor BoardStation PCB-designsystem absorberte selskapet to av sine konkurrenter, Verybest og Innoveda, og fortsetter nå å utvikle Expedition PCB- og PADS PowerPCB-produktlinjene. Nøkkelen til selskapets suksess var fokuset på moderne integrerte designmiljøer for Windows.

Expedition PCB gir den kraftigste kortdesignløsningen som er tilgjengelig i dag. Systemet er basert på AutoActive-miljøet, som tillater implementering av funksjoner som pre-topologisk analyse av signalintegritet, interaktiv og automatisk ruting, tar hensyn til kravene til høyfrekvente kort og spesielle teknologiske begrensninger pålagt ved bruk av moderne elementbase (BGA). Et enhetlig miljø gjør det mulig, ved bruk av ICX-modulen, å simulere forstyrrelser i ledere direkte ved legging av en rute eller buss og kontrollere om de overskrider et gitt nivå (fig. 1). Dette produktet har bare en ulempe - dets høye pris, som er en viktig hindring for penetrering i det russiske markedet.

Figur 1. Analyse av interferens i tilstøtende ledere ved legging av rute i Expedition PCB-pakken

Et annet Mentor-produkt, PADS PowerPCB-systemet (www.pads.com), tilbyr en rimeligere løsning. Dette systemet kan skryte av den beste BlaseRouter-autoruteren, som støtter alle funksjonene som er nødvendige for ruting av høyfrekvente kort (fig. 2). Pakken har pre-topologiske (HyperLinks LineSim) og post-topologiske (HyperLinks BoardSim) analysemoduler som samhandler tett med begrensningskontrollsystemet. Disse modulene har nå blitt betydelig forbedret ved å inkorporere originale modelleringsalgoritmer som tidligere ble brukt i Innovedas XTK-produkt.

Figur 2. Omforme lederen automatisk med kontrollert lengde når du flytter en kondensator i en PADS PowerPCB-pakke

Neste når det gjelder kraften til løsningene som tilbys er Cadence. For det øverste nivået av design er PCB Design Studio-pakken tilgjengelig (www.pcb.cadence.com). Allegro-programmet brukes som en PCB-editor, som lar deg utvikle flerlags- og høyhastighetskort med høy komponenttetthet. SPECCTRA-programmet (www.specctra.com) brukes her som en standard modul for automatisk plassering og autoruting, kontrollert av et omfattende sett med designregler og teknologiske begrensninger. Elektromagnetisk kompatibilitetsanalyse av bretttopologien utføres ved hjelp av en spesiell SPECCTRAQuest SI Expert-modul; SigXplorer-modulen brukes til foreløpig designanalyse og utarbeidelse av sett med designregler.

Et annet Cadence-produkt, OrCAD (www.orcad.com), anbefales som en lettere, billigere løsning for PCB-design. Nylig har produktet knapt blitt utviklet, noe som indirekte fremgår av de siste versjonsnumrene (9.1, 9.2, 9.22, 9.23). Denne pakken anses av Cadence som et prioritert system for designinndata og modellering: Capture CIS og PSpice-moduler leveres nå som en del av PCB Design Studio-pakken. Den siste versjonen av OrCAD inkluderer nye NC Sim digitale logiske kretssyntese- og simuleringsmuligheter. OrCAD Layout PCB Editor har tre forskjellige konfigurasjoner med forskjellig funksjonalitet. En tavledesign kan inneholde opptil 30 lag, hvorav 16 kan være signallag. Det er innebygde verktøy for automatisk plassering og autoruting, samt et grensesnitt med SPECCTRA-programmet.

Den tredje produsenten av CAD-kretskort er det australske selskapet Altium (www.altium.com). Takket være en dyktig investeringspolitikk var dette selskapet i stand til å minimere tap knyttet til nedgangen i det høyteknologiske markedet i 2002. I august 2002 ga selskapet ut Protel DXP (www.protel.com), en fortsettelse av Protels egne originale produktlinjer. Denne pakken gir en ende-til-ende designsyklus for blandede analog-til-digitale trykte kretskort ved bruk av programmerbar logikk fra Xilinx og Altera. Alle verktøyene er implementert på grunnlag av det integrerte designmiljøet Design Explorer, som kjører under operativsystemet Windows XP. Til de tidligere tilgjengelige midlene for post-topologisk analyse av signalintegritet (Signal Integrity), er muligheten til å utføre pre-topologisk analyse lagt til. Men hovedinnovasjonen til Protel DXP-systemet var å være den topologiske autorouteren Situs, designet for å implementere en ny tilnærming til automatisk kortruting.

Med Protel DXP-utviklingsarbeidet fullt i gang, fortsetter Altium å utvikle sin andre PCB-designpakke, P-CAD 2002 (www.pcad.com). Dette systemet er fortsatt ganske populært i Russland, noe som er ganske bestemt av at utviklerne våre er knyttet til navnet P-CAD (på et tidspunkt gjorde Altium et dyktig markedsføringsgrep ved å gi nytt navn til ACCEL EDA-pakken til P-CAD). Den siste versjonen av P-CAD 2002 ble utgitt i desember 2002, men den inneholder ingen grunnleggende innovasjoner, og de eksisterende vil være nok for neste Service Pack. Hovedendringene påvirket brukergrensesnittet, som ble mer Protel-aktig. Det eneste P-CAD 2002-systemet kan skryte av er støtte av høy kvalitet for ODB++-utdataformatet.

Det er umulig å ikke nevne et annet produkt, nesten ukjent i Russland, men ganske kraftig og populært i verden - Visula fra Zuken (www.zuken.com). Selskapets produkter støtter ende-til-ende-designsyklusen og tilbyr kraftige verktøy for modellering og syntetisering av programmerbar logikk etterfulgt av PCB-design. Den har et standardsett med verktøy, i tillegg til egne verktøy for automatisk plassering og automatisk ruting. Det skal bemerkes at Zuken også tilbyr brukere integrerte 3D solid modelleringsverktøy for enhetene som utvikles (fig. 3).

Figur 3. Tredimensjonal bordmodellering ved bruk av Zuken

Det er lett å se at kraften til alle programmene nevnt ovenfor i stor grad bestemmes av de innebygde analyseverktøyene for elektromagnetisk kompatibilitet. I denne forbindelse er det verdt å merke seg noen spesialiserte programmer. Moderne trender i utviklingen av digital teknologi dikterer behovet for å endre tilnærmingen til dette problemet. De fleste moderne EMC-analyseprogrammer bruker mikrostrip-linjemodeller som antar at strøm- og jordlederne er ideelle, og ikke tar hensyn til strømfordelingen i dem.

En pioner på dette området var Sigrity (www.sigrity.com), som utviklet Speed ​​​​XP-pakken. Dette programmet bruker ikke forenklede modeller, men numeriske metoder for å løse elektrodynamiske problemer, som gjør det mulig å studere forplantningen av interferens langs de indre kraftlagene (fig. 4). Tilstedeværelsen av så kraftig matematikk gjør imidlertid programmet nesten en størrelsesorden dyrere enn produktene til de nærmeste konkurrentene, som prøver å implementere lignende metoder i systemene sine, for eksempel Mentor Graphics.

Figur 4. Sigrity Speed ​​​​2000 bakkeplanstøyanalyse

Av programmene som implementerer den klassiske tilnærmingen til EMC-analyse, bør vi merke oss selskapet Quantic EMC (www.quantic-emc.com), som tilbyr Omega PLUS-produktet til markedet. I tillegg til den vanlige analysen av signalintegritet og krysstaleforvrengning, kan emisjonsspektrene til brettet i et gitt frekvensområde, strømnivåene i lederne, samt intensiteten til de elektriske og magnetiske feltene over brettet oppnås.

En egen oppgave i PCB-design er termisk analyse. Den kraftigste løsningen på dette området er BETA Soft-Board-programmet fra Dynamic Soft Analysis (www.betasoft-thermal.com). Det er også grensesnitt for import av prosjekter fra alle de ovennevnte produktene, rike biblioteker av modeller og materialer. Under beregningsprosessen kan temperaturer på individuelle komponenter, kortvarmekart og temperaturgradienter oppnås (fig. 5). Merk at BETASoft-Board-programmet leveres som et standard termisk modelleringsverktøy for Mentor Graphics-produkter.

Figur 5. Termisk analyse av brettet i BETASoft-Board-pakken

Et annet termisk analyseprogram, Sauna, fra Thermal Solutions (www.sauna.com), lar deg simulere oppførselen til ikke bare brett, men også blokker og skap. Det er omfattende bibliotek med komponenter og materialer. Det er en spesiell grafisk editor som lar deg tegne utstyrskonfigurasjonen. Systemet gjør det mulig å tilordne spesielle driftssykluser som tar hensyn til på- og avkobling av eksterne strømkilder.

Et sett med verktøy og programmer som lar deg designe integrerte kretser, utføre analog og digital modellering, utvikle og forberede høynivå flerlags trykte kretskort for produksjon.

Sammen med Mentor Graphics PADS er Allegro Cadence det mest avanserte og brukervennlige elektroniske designsystemet i den moderne verden. Allegro Cadence-miljøet har sitt eget unike skall, nesten utelukkende bygget på skript og kontrollert fra kommandolinjen. Mange utviklere synes det er upraktisk, men det er en anerkjent leder innen stabilitet, fravær av "bugs" og kritiske feil.

Grunnlaget for Allegro Cadence-pakken er det grunnleggende PCB Design Studio-settet, bestående av tre moduler som inneholder alle nødvendige verktøy for ende-til-ende-kortdesign:
1. Konsept HDL eller Orcad Capture CIS å velge mellom. To skjematiske redaktører med innebygde elementadministrasjonsverktøy, hver med sine egne tilnærminger og styrker. Den enklere Orcad Capture CIS er ideell for raskt å jobbe med et prosjekt med Internett-tilgang til den bredeste komponentbasen. Konsept HDL er egnet for team som utvikler komplekse prosjekter. Alt arbeid kan enkelt deles inn i håndterbare enkeltoppgavemoduler og fordeles mellom designere.
2. Allegro PCB – et interaktivt skall for å lage og redigere trykte kretskort av enhver kompleksitet med mulighetene for topologiplanlegging, ruting og forberedelse for produksjon.
3. SPECCTRA - et program som består av en sporingseditor og en autoruter. Begge verktøyene integreres med Allegro PCB.
I tillegg inneholder pakken PE Librarian-verktøyet, designet for å lage og administrere elementbiblioteker.
Standardmodulene til Allegro Cadence basissett kan oppgraderes. Dette lar deg øke noen av egenskapene deres, og gir også tilgang til tilleggsfunksjoner i samsvar med de nyeste produksjonskravene. For eksempel er forbedringer tilgjengelige:
Allegro ytelsesalternativ – utvider regelsettet for utvikling av høyhastighets trykte kretskort;
SPECCTRA-oppgradering – øker antall lag under auto-ruting til 256;
PSpice A/D – lar deg utføre analog og blandet modellering;
SPECCTRA Quest – utfører kvalitativ forskning av signaler før og etter topologisporing.

Kraftige synkroniseringsverktøy sprer automatisk endringer som er gjort i hoveddelen av prosjektet til alle versjonene. Du kan bestemme ønsket versjon på ethvert utviklingsstadium: når du oppretter en liste over forbruksvarer, under modellering eller når du genererer data for produksjon. Dette kan gjøres både fra topologieditoren og fra kretsinngangen.

Den årlige kostnaden for det grunnleggende Allegro Cadence-settet er omtrent 4000 amerikanske dollar. I tillegg er det også en utvidet grunnleggende, avansert og maksimal versjon av designmiljøet som vurderes. Den høye prisen er den største ulempen med denne pakken, og begrenser bruken. Ikke bare individuelle radioamatører, men selv store selskaper som spesialiserer seg på utvikling av trykte kretskort og interessert i effektivitet og produktivitet har ikke alltid råd til å kjøpe programmet. Fra denne siden kan du laste ned prøveversjoner av en rekke moduler av programvarepakken.

Verktøyene inkludert i Allegro Cadence ble utviklet av programmerere fra Cadence Design Systems (http://www.cadence.com/), som også har alle rettigheter til OrCAD. I tillegg til å utvikle populære designpakker for integrerte kretser (Virtuoso, Encounter, Incisive Platform) og trykte kretskort (Allegro og OrCAD), gir selskapet muligheten til å teste tredjepartsprogramvare på virtuelle brikker før selve mikroprosessorene utgis.
For tiden er sentralkontoret til Cadence Design Systems lokalisert i USA, i byen San Jose, de fleste ansatte jobber i Silicon Valley, og mer enn seksti filialer av selskapet er allerede åpnet rundt om i verden.

Grensesnittspråket til Allegro Cadence-programvarepakken er kun engelsk.