Pregled tehnologij oblikovanja tiskanih vezij Cadence Allegro PCB Designer

Anatolij Sergejev,
specialist pri Orkadi za izdelke Cadence Design Systems, Inc., avtor številnih člankov. Diplomiral na državni univerzi Vladimir z diplomo iz "Oblikovanje in tehnologija radio-elektronske opreme"

Razvoj elektronike poganjata vse večja zmogljivost in funkcionalnost polprevodniških tehnologij. Nove naprave postajajo vse bolj zapletene, konfiguracije zatičev komponent, razmak in gostota pakiranja pa so pomembni dejavniki oblikovanja. Nove naprave uporabljajo tudi sodobne vmesnike: DDR3, DDR4, PCI Express Gen3, USB 3.0 in druge, ki zahtevajo nove vrste izvedbe na tiskanem vezju. Vse to vodi do vedno večjega povpraševanja po novih načinih pakiranja, ki povečujejo gostoto medsebojnih povezav na tiskanem vezju. Danes inženirji za reševanje tako kompleksnih problemov potrebujejo sodobne tehnologije za načrtovanje sistemov na ravni tiskanih vezij, ki bodo ustrezale tehnološkim in metodološkim zahtevam. Sem spada na primer programski paket Cadence Allegro PCB Designer, katerega nekatere najpomembnejše funkcije so opisane v tej publikaciji.

Načrtovanje povezav in usmerjanje

Kompleksna vezja s številnimi električnimi in procesnimi omejitvami, visoko gostoto komponent in več hitrimi signalnimi podatkovnimi vodili zahtevajo nov pristop k načrtovanju. Uporaba tradicionalnih in zastarelih CAD sistemov, kot je P-CAD, postane nesprejemljiva, saj ne morejo zagotoviti pripravljenosti tovrstnih projektov v najkrajšem možnem času. V ospredje prihajajo CAD sistemi, ki se aktivno razvijajo in ustrezajo sodobni realnosti v elektronski industriji. Cadence Allegro PCB Designer v kombinaciji z možnostjo Interconnect Flow Planner zagotavlja edinstveno funkcijo za ustvarjanje načrta medsebojnega povezovanja in njegovo nato pretvorbo v dokončano usmerjanje. Ta mehanizem načrtovanja in usmerjanja daje inženirju možnost, da postavi velike nize signalov v obliki posebnih objektov - signalnih snopov, kar lahko bistveno poenostavi načrtovanje in radikalno skrajša čas razvoja (slika 1).

Inženir na zaslonu ne vidi na stotine ali tisoče električnih vodov, ki se križajo, ampak načrt za polaganje velikih nizov teh povezav. Jasno je, da ta pristop močno poveča učinkovitost dela - možno je položiti signalne snope med plastmi, načrtovati postavitev prehodov, preprečiti križanje snopov med seboj, usmeriti signale po najkrajši poti itd. Za vsak pas lahko nastavite svoj nabor lastnosti, zagotovite njegovo časovno sledljivost s x zakasnitve signala v njem, kopirajte načrte usmerjanja med različnimi projekti. Allegro PCB Editor na ravni programske opreme bo razvijalcu "povedal" optimalne poti za polaganje kabelskih snopov in nato z edinstvenimi algoritmi pretvoril nastali načrt v končno topologijo.

Pospeši načrtovanje vezja, odvisno od časa

Vse bolj razširjena uporaba hitrih digitalnih vmesnikov, kot so DDR3, DDR4, PCI Express, USB 3.0, nalaga številne omejitve, ki jih je treba upoštevati pri načrtovanju tiskanega vezja.

Allegro PCB Designer z možnostjo High-Speed ​​​​vam pomaga hitro in učinkovito izpolniti zahteve sodobnih vmesnikov. Ta možnost razširja obseg nadzorovanih električnih meja, ki jih lahko inženir uporabi za hitro doseganje največje celovitosti signala in zagotavljanje natančnega časa. s e lastnosti. Poleg možnosti High-Speed ​​​​v Allegro PCB Designer postanejo na voljo zmogljiva orodja za upravljanje časovno odvisnih vezij, kot so Auto-interactive Delay Tuning, Auto-Interactive Phase Tuning, Auto-Interactive Convert Corner, Timing Vision, itd. Oglejmo si nekatere od njih podrobneje.

Orodje za samodejno interaktivno nastavitev zakasnitve, skrajšano kot AiDT, daje uporabnikom možnost hitre nastavitve dolžine izbranega nabora signalov na plošči, kot je bajtna pot ali celoten vmesnik. To orodje radikalno skrajša čas prilagajanja časa s x zamude za veliko paleto signalov - od nekaj ur do nekaj minut (slika 2). Uporabnik mora samo narisati izbirni okvir okoli želenega nabora signalov, nato pa se dolžina sledi samodejno prilagodi v skladu s parametri, določenimi v Constraint Managerju.

Orodje za samodejno interaktivno fazno uravnavanje ali AiPT vam omogoča, da v nekaj minutah dosežete optimalno dinamično fazo za diferencialni par. Dinamična faza pomeni zagotavljanje enakosti dolžin vodnikov ob upoštevanju njihovih ovinkov v različnih odsekih polaganja od vira do sprejemnika signala. Zahvaljujoč temu orodju se čas, potreben za poravnavo dolžin vodnikov v diferencialnem paru, bistveno zmanjša.

Uporabnik mora stalno spremljati časovno odvisna vezja na plošči. Posebej razvito okolje za vizualno pregledovanje Timing Vision, vgrajeno v Allegro PCB Editor, omogoča uporabniku, da hitro najde neustrezne čase. s m omejitve sledi na plošči tiskanega vezja. To orodje vključuje barvne indikatorje, možnost izbire posebnega vzorca za poti in posebne nasvete za orodja. Odvisno od določenega časa s x omejitve v Constraint Managerju bodo sledi na plošči označene z drugo barvo, ki jo izberemo v nastavitvah (slika 4).

riž. 4. Orodje Timing Vision za vizualni nadzor dolžine sledi ob upoštevanju časovne odvisnosti signalov

Oblikovanje ob upoštevanju proizvodnih tehnologij

Allegro PCB Editor podpira Design for Testability (DFT), Design for Manufacturability (DFF) in Design for Manufacturability (DFA). Vse te kritične omejitve se skupaj z električnimi omejitvami preverijo med fazo načrtovanja topologije. Uporabniki lahko izberejo število testnih točk in njihove velikosti ploščic, določijo izključitvena območja za postavitev testnih točk in ustvarijo poročila za preverjanje pripravljenosti plošče za testiranje. Allegro PCB Editor vključuje posebno funkcijo za spremljanje pravil DFA v realnem času. Z njegovo pomočjo lahko spremljate in vizualno spremljate morebitne nepravilnosti na plošči, povezane z režami med komponentami. Ko se komponente približajo največji razdalji, ki jo dovoljujejo pravila DfA, bo program samodejno izdal opozorilo in “ustavil” uporabnika pred morebitno kršitvijo pravil.

Prenos podatkov v proizvodnjo

Allegro PCB Designer lahko ustvari celoten nabor datotek za proizvodnjo in testiranje tiskanih vezij, vključno z Gerber 274x, NC Drill, NC Route itd. Najpomembneje pa je, da Cadence podpira premik industrije k proizvodni tehnologiji brez gerberja z novim univerzalnim formatom IPC-2581. Posebnost tega formata je, da so vsi podatki potrebni za izdelavo, montažo, vrtanje, rezkanje in testiranje plošče shranjeni v eni poenoteni datoteki. Uporabniki lahko izberejo podatke za datoteko IPC-2581, da zaščitijo svojo intelektualno lastnino. Uvoz IPC-2581 v Allegro PCB Editor vam omogoča ogled datoteke.

Pot načrtovanja plošče HDI

Miniaturizacija je danes glavni trend v elektroniki. Naprave postajajo manjše, njihova zmogljivost in funkcionalnost pa naraščata. Projekti vse pogosteje uporabljajo čipe v ohišjih BGA z razmikom nožic 0,8 mm ali manj, kar zahteva uporabo tehnologije medsebojnega povezovanja visoke gostote (HDI) za izhodne signale v notranje plasti iz BGA blazinic z uporabo ventilatorjev. Zasnova plošče v tem primeru zahteva uporabo mikrovijev, namestitev programske opreme na kontaktne ploščice in posebne proizvodne procese. Vse to mora v celoti upoštevati sistem načrtovanja PCB na ravni nadzora pravil načrtovanja.

Allegro PCB Designer v kombinaciji z možnostjo miniaturizacije vam omogoča ustvarjanje projektov, ki temeljijo na HDI tehnologiji katere koli kompleksnosti. To vključuje naslednje funkcije:

• delo z mikro luknjami;
• optimizacija mešanih vias;
• nadzor slepih in slepih lukenj na sloju;
• nadzor polic prehodnih ploščadi;
• nadzor postopne razporeditve prehodov;
• spletno mesto znotraj spletnega mesta;
• masovna proizvodnja prehodov;
• nadzor skladnosti s proizvodno tehnologijo;
• ob upoštevanju pravil oblikovanja HDI med samodejnim usmerjanjem.

Allegro PCB Designer v kombinaciji z možnostjo miniaturizacije vključuje številna različna interaktivna orodja za usmerjanje, kot je potiskanje slepih in slepih lukenj, dinamično spajanje, vgrajena podpora za komponente, konturno usmerjanje za plošče s togo-fleksibilnostjo in več (slika 5).

Vgrajena tehnološka podpora

Zmanjšanje velikosti končnega izdelka je mogoče doseči na različne načine. Eden od njih je namestitev ohišnih elementov na notranje plasti plošče. Allegro PCB Designer z možnostjo miniaturizacije ponuja tehnologijo usmerjanja na podlagi omejitev za vgrajene komponente. Podpira tako tradicionalne tehnologije neposredne in posredne povezave kot tudi najnovejše tehnologije dvosmerne povezave za eno komponento, navpično razporeditev komponent in integrirane komponente za dvostransko ploščo. Možnost miniaturizacije omogoča uporabniku, da ustvari in manipulira z vdolbinami na plasteh, namenjenih vgradnji vgrajenih komponent.

Izdelava analognih RF in mikrovalovnih plošč

Allegro PCB Designer, skupaj z Analog/RF Design, zagotavlja okolje načrtovanja mešanih signalov od izdelave sheme do zgodovinskega načrtovanja za izboljšanje produktivnosti RF načrtovanja do 50 %. Ta možnost inženirjem omogoča ustvarjanje, kombiniranje in prilagajanje analognih RF in mikrotrakastih vezij z digitalnimi in analognimi vezji v okolju Allegro PCB Designer. Z naprednimi zmogljivostmi načrtovanja in zmogljivimi vmesniki za RF simulacijska orodja daje ta možnost inženirjem možnost, da začnejo postopek načrtovanja RF vezja iz Allegro Design Authoring, Allegro PCB Designer ali Agilent ADS.

Vzporedni razvoj ekipe

Za skrajšanje trajanja razvojnega cikla se vedno bolj organizirajo geografsko razpršene razvojne skupine. Postopki ročnega pregleda in izpopolnjevanja, ki se tradicionalno uporabljajo pri skupnem razvoju, so zelo počasni, dolgotrajni in povezani s tveganjem vnosa napak.
Tehnologija Allegro PCB Design Partitioning izvaja večuporabniško metodologijo vzporednega načrtovanja za pospešitev procesa in skrajšanje časa načrtovanja. Z njegovo pomočjo lahko številni razvijalci delajo hkrati in imajo dostop do skupne baze podatkov ne glede na razdaljo. Razvijalci lahko proces oblikovanja razdelijo na več nalog ali področij, za katera bo opravljeno načrtovanje in urejanje, in jih dodelijo več članom ekipe. Razvoj je mogoče razdeliti navpično (odseki) s programsko določenimi mejami ali vodoravno (sloji). Posledično lahko vsak oblikovalec vidi vse posamezne sklope, opazuje proces oblikovanja in ocenjuje rezultate drugih oblikovalcev. Zmožnost doseganja te ločitve pomaga znatno skrajšati čas razvojnega cikla in pospešiti proces načrtovanja.

Tehnologija samodejnega usmerjanja PCB

Tehnologije usmerjanja PCB so tesno povezane z urejevalnikom PCB. Prek vmesnika PCB Router se vse informacije o načrtovanju in pogoji omejitve samodejno prejmejo iz urejevalnika PCB. Na koncu sledenja se vse informacije samodejno prenesejo nazaj v urejevalnik PCB.

Zaradi povečane zapletenosti zasnove, gostote in dodatnih omejitev za hitra vezja je ročno usmerjanje težko in dolgotrajno. Reševanje izzivov sledenja kompleksnim povezavam zahteva zmogljivo, avtomatizirano tehnologijo. Robusten in v proizvodnji preizkušen samodejni usmerjevalnik ima paketni način usmerjanja z naprednim nadzorom strategije poti in vgrajenimi strategijami poti.

Orodje Design For Manufacturing (DFM), vključeno v Allegro PCB Router, bistveno zmanjša število delov, ki so pozneje zavrnjeni. Njegovi algoritmi omogočajo samodejno razporejanje vodnikov z uporabo vsega razpoložljivega prostega prostora. Samodejni razmik med vodniki pomaga izboljšati izdelljivost s premikanjem vodnikov, da se dodatno povečajo razmiki med vodniki in vodi, med vodniki in SMD ploščicami ter sprosti dodaten prostor za prevodne ploščice. Uporabniki izkoristijo prilagodljivost ročne ali privzete nastavitve toleranc.

Funkcije	Allegro PCB Designer
Allegro Design Authoring (Concept HDL) - vnos informacij na ravni diagramov, tabel in HDL opisov
Allegro Design Entry CIS/Capture - zajem sheme, centralizirana baza komponent - CIS, dostop do globalne internetne baze podatkov elektronskih komponent Active Parts
Constraint-Manager - fizična, prostorska in enoverižna pravila
Constraint-Manager - spreminjanje posameznih lastnosti komponent in DRC
Constraint-Manager - podpora za področja z lokalnimi pravili
Postavitev, postavitev, postavitev predloge Skladnost z DFA v realnem času
Podpira formate IDF3.0, DXF in/out
Nov dinamični format izmenjave podatkov z mehanskimi CAD sistemi - IDX (shema EDMD)
3D vizualizacija tiskanega vezja
Hierarchical Interconnect Layout Route
Pravila za nadzor dolžine vodnikov za signale visoke hitrosti
Omejitveno nadzorovana pot za signale visoke hitrosti, odvisno od dolžine žice
Dogovorne skupine, individualni nabor pravil za vsako plast, podaljšane verige
Pravila za T-povezave (T-povezava na nožici)
Samodejni brezmrežni sledilnik (do šest plasti)
Samodejno usmerjanje na podlagi pravil za visoke hitrosti
Samodejno usmerjanje na podlagi posameznih pravil za vsako plast
Projektno načrtovanje - načrtovanje prostorske topologije na podlagi izvedljivosti in povratnih informacij	Možnost načrtovanja oblikovanja
Načrtovanje projekta – generiranje načrta topologije	Možnost načrtovanja oblikovanja
Načrtovanje projekta – pretvorba načrta topologije v poravnave (CLINES)	Možnost načrtovanja oblikovanja
Samodejno interaktivna konstrukcija dolžine za izbrano skupino signalov	PCB možnost visoke hitrosti
Constraint-Manager - električna pravila za upoštevanje odboja signala, časa in presluha	PCB možnost visoke hitrosti
Električna pravila nadzorovana projektna pot	PCB možnost visoke hitrosti
Kompleti električnih pravil (ECSets)	PCB možnost visoke hitrosti

Funkcije	Allegro PCB Designer
Matematični opis pravil oblikovanja	PCB možnost visoke hitrosti
Podpira tehnologijo obratnega vrtanja	PCB možnost visoke hitrosti
Dinamično fazno krmiljenje, zakasnitve osi Z	PCB možnost visoke hitrosti
Nadzor povratne poti za zagotovitev celovitosti signala	PCB možnost visoke hitrosti
Constraint-Manager - nabor pravil za projekte HDI	Možnost miniaturizacije
Luknjice in asociativna prostorska, paketna pravila, vključno s pravili via-pad	Možnost miniaturizacije
Omejitveno usmerjena razvojna pot za projekte HDI	Možnost miniaturizacije
Podpora procesnim pravilom za izdelavo plošč z vgrajenimi komponentami	Možnost miniaturizacije
Podpora za pravila za komponente, vdelane v notranje plasti plošče	Možnost miniaturizacije
Urejanje niza luknjic v projektih HDI	Možnost miniaturizacije
Dinamično parjenje brez očes, podaljšek linije, parjenje sledi	Možnost miniaturizacije
Sledenje po nelinearni konturi (za upogljive plošče)	Možnost miniaturizacije
Podpora vdolbinam (prazninam) na notranjih slojih	Možnost miniaturizacije
Vzporedni inženiring – plastenje	Možnost oblikovanja PCB Team
Vzporedni inženiring - distribucija po funkcionalnih blokih	Možnost oblikovanja PCB Team
Sočasno inženirstvo - osrednja statusna plošča za upravljanje procesa načrtovanja	Možnost oblikovanja PCB Team
Vzporedni inženiring - verižna distribucija	Možnost oblikovanja PCB Team
Urejanje omejitev med območji	Možnost oblikovanja PCB Team
Upravljanje neto razredov med regijami	Možnost oblikovanja PCB Team
Urejanje parametriranih elementov RF traku	PCB analogna/RF možnost
Asimetrične vrzeli	PCB analogna/RF možnost
Dvosmerni vmesnik z Agilent ADS	PCB analogna/RF možnost
Uvažanje shem iz Agilent ADS v Design Entry Authoring	PCB analogna/RF možnost
Oblikovanje mikrovalovnih plošč	PCB analogna/RF možnost
Vgrajen urejevalnik poligonov za mikrovalovno topologijo	PCB analogna/RF možnost
Samodejno usmerjanje do 256 plasti	Možnost usmerjanja PCB
Samodejno usmerjanje na podlagi pravil DFM	Možnost usmerjanja PCB
Samodejna porazdelitev poti	Možnost usmerjanja PCB
Samodejno ustvarjanje kontrolnih točk	Možnost usmerjanja PCB
Sledenje na podlagi individualnih pravil za vsako plast	Možnost usmerjanja PCB

Med rezanjem lahko določite proste kote in kontrolne točke. Algoritmi DFM samodejno naredijo optimalne zamike, začenši z največjimi in jih zmanjšajo v dosegljive meje. Ustvarjalec testnih točk samodejno vstavi testne prehode ali ploščice na ploščo. Testne točke v obliki testnih vej se lahko nahajajo na sprednji in zadnji strani plošče, kar omogoča uporabo enostranskih ali dvostranskih testerjev. Razvijalci imajo možnost izbire metodologije vstavljanja kontrolnih točk, ki ustreza njihovim proizvodnim zahtevam. Testne točke je mogoče določiti, da se izognete potrebi po spreminjanju preskusne naprave. Omejitve za preskusne točke vključujejo obliko površine preskusnih sond prek velikosti, mrežnih očes in najmanjše središčne razdalje lukenj.

Samodejno usmerjanje na podlagi omejitev za plošče visoke hitrosti

Omejitveni pogoji za visoke hitrosti in algoritmi usmerjanja uporabljajo diferencialne pare, načrtovanje omrežja, časovni razpored s Parametri signala, ravni preslušavanja, usmerjanje skladov plasti in posebne geometrijske zahteve za današnja vezja visoke hitrosti. Algoritmi samodejnega usmerjanja natančno usmerjajo v prehode in okoli njih ter samodejno ohranjajo skladnost z določenimi časovnimi razporedi. s m ali prostorska merila. Samodejno načrtovanje omrežja se uporablja za zmanjšanje ravni hrupa v tokokrogih, občutljivih na hrup. Za različna področja plošče lahko uporabite različna pravila oblikovanja, na primer lahko nastavite pravilo za največjo gostoto na območju vodnikov in manj stroga pravila za preostali del plošče.

Razvoj hitre elektronike mora biti podprt z ustreznimi orodji za načrtovanje programske in strojne opreme. Allegro PCB Designer je zmogljivo orodje v rokah profesionalca, ki načrtuje sodobno visokohitrostno elektroniko. Najnovejša posodobitev, Update Release No. 2, izdana marca letos, vključuje veliko novih delovnih orodij, ki so bila delno opisana v tem članku.

Za razvoj elektronike potrebujete vsaj znanje o načrtovanju vezij, poznavanje sodobne baze elektronskih komponent, sposobnost dela v enem od CAD programov in postavitev plošč v skladu z zahtevami EMC. In če se še niste odločili, s katero programsko opremo CAD boste večinoma delali, potem je ta članek za vas.

Trenutno obstajajo tri profesionalna okolja CAD za elektroniko: Altium Designer, Allegro Cadence in Mentor Graphics PADS. O kakršnihkoli polprofesionalnih kot so Proteus, Eagle ipd., se sploh ne splača razmišljati, saj so na radioamaterskem nivoju in ti ne omogočajo kakšnih kompleksnih stvari. Obstajajo tudi različni arhaični, specializirani, kot so Microwave, Uniboard in drugi, vendar tudi ti zaradi nizke priljubljenosti in pomanjkanja podpore niso vredni pozornosti.

V tem članku želim podati pregled in se malo pogovoriti o tem, kako delati v Allegro Cadence, saj sam uporabljam to okolje iz naslednjih razlogov:

• Prvič, zmogljivosti Cadence so precej impresivne. Potreboval bi le ločen članek, da bi našteli vse, vendar bom o nekaterih spregovoril spodaj.
• Drugič, Cadence ni preveč zahteven za sistem; dobro bo deloval tudi na zelo šibkih računalnikih, kot je 1 GHz, 512 RAM. Če vaš računalnik nima 2 jeder, potem pravzaprav nimate druge izbire kot Cadence, ker ... Pri razvijanju moraš pogosto, če ne vedno, imeti odprtih več programskih paketov hkrati, v mojem primeru SolidWorks in Cadence, če bi zagnal na primer Altium, bi moj računalnik kar pokadil.
• Tretjič, ni takšnih napak kot v Altiumu (za Pade ne vem). Seveda je v Cadence nekaj neprijetnih stvari, tukaj moram reči, da imajo lastno lupino, ki je v celoti zgrajena na skriptih in nadzorovana iz ukazne vrstice, to se mnogim morda zdi neprijetno, vendar ni tako kritičnih napak, kot je npr. , se pojavijo v Altiumu pri pretvarjanju datotek v gerber in na splošno dokaj stabilnem okolju v zvezi s tem.

Torej, kaj je Allegro Cadence? To je paket programov in pripomočkov, ki so med seboj dobro povezani. Vsak program je odgovoren za svoje področje in se izvaja ločeno. Obstaja jih kar veliko in zgodba o katerem koli od njih bi zahtevala ločen članek, zato bom naštel in na kratko spregovoril le o tistih, ki jih potrebuje navaden inženir elektronike, da bi vedel, s čim začeti delati.

Design Entry CIS
Ta program je namenjen oblikovanju diagrama vezja, njegovemu simuliranju, risanju diagramov itd. Tisti. tukaj ustvarite ali vstavite komponente, nanje povežete odtise, določite pravila, ki bodo na koncu preverjena za odpravo napak, sobe itd. Na splošno lahko Design Entry CIS vsebuje vaš celoten projekt, vključno z dokumentacijo, vendar so za začetek vse to nepotrebne informacije, zato vam bom na kratko povedal, kaj in kako narediti.

Datoteka->Novo->Projekt
Vse je bilo ustvarjeno. Pojdite na stran s shemo vezja STRAN 1 in kliknite Place Part, nato Add Library in izberite potrebne knjižnice. Ustvarite lahko lastne knjižnice komponent in jih celo dodate v projekt.

risanje

V redu, dodajmo knjižnico diskretnih elementov Discrete in MicroController. Recimo, da želimo izdelati vezje, ki vsebuje par uporov, kondenzatorje in mikrokrmilnik STM32. Če želite to narediti, izberite knjižnico Discrete in na zgornjem seznamu delov poiščite »CAP POL« in »RESISTOR«, tj. polarni kondenzator in upor. Vstavimo jih v vezje in nato v knjižnici MicroController poiščemo mikrokontrolerje STM32. Ampak smola, ni jih tam. Kaj počnemo? Ustvariti primer iz nič?

Ne, obstaja lažja možnost, z desno miškino tipko kliknite na prazno mesto v diagramu in v meniju izberite Place Database Part ter na zavihku, ki se odpre, kliknite Internet Component Assistant

risanje

V oknu vgrajenega brskalnika kliknite Active Parts z ikono OS. Nato v oknu, ki se odpre, vidimo kup nastavitev, vendar se ne dotaknemo ničesar, ampak v vrstico vnesemo številko dela: "STM32".

risanje

Nato izberemo krmilnik, ki ga potrebujemo, ali enega blizu njega (da ga lahko malo dodelamo), navedemo, v katero knjižnico naj vstavimo, navedemo, ali obstaja odtis itd. Če ne veste, kaj navesti, nenehno kliknite na Place Part.

Če želite odtis povezati s komponento, morate odpreti njene lastnosti, dvoklikniti komponento in poiskati ustrezen stolpec. Ime odtisa je ime njegove datoteke, sami odtisi pa se nahajajo v imeniku ..\Cadence\SPB_16.5\share\pcb\pcb_lib\symbols tega ne moreš spremeniti, in če to nekje najdeš, potem je bolje, da ne, Cadence res ne mara, ko se mu nekaj pokaže narobe. Po drugi strani pa, če mu kaj ne bo všeč, vam bo zagotovo povedal.

Rad bi vam takoj povedal o datotekah, ki so v mapi ..\symbols.
*.dra - datoteke naših komponent, z drugimi besedami naš odtis
*.bsm - mehanske luknje
*.pad - datoteke pad
*.psm - datoteke padstack, na splošno bi morale biti na istem mestu kot *.dra

Če želite narediti ploščo, morate vedeti še eno stvar, to je, kako narediti seznam mrež, da boste lahko usmerili ploščo. Če želite to narediti, morate iti na stran projekta, jo izbrati in klikniti Create netlist, na voljo je 1500 nastavitev, vendar verjamem, da vam bo uspelo. In ne skrbite, če Cadence z nečim ni zadovoljen, vam ne bo dovolil, da bi pokvarili vezje, in vam bo poslal napako, kar se pogosto zgodi. Bodite prepričani, da ga boste še vedno ljubili, čeprav ga boste sprva sovražili. Takšno je življenje.

Oblikovalec paketov
Če dobite napako pri ustvarjanju netlist Cadence, potem najverjetneje nekje manjka odtis. To lahko odpravite na dva načina, prvi je, da komponento izključite iz fizičnega modela, drugi pa je, da jo dodate, in če ne, ustvarite komponento odtisa. Za to potrebujemo program Package Designer. To je enako okolje kot v programu za načrtovanje plošč PCB Editor, tako da je tukaj skoraj vse enako, tako krmilniki kot številne funkcije.

Odpira datoteke tipa *.dra, zato, da se izognete prevelikim težavam, pojdite v imenik symbols v mapi ..\pcb_lib\symbols in odprite datoteko s pripono *.dra. Pred vami se bo pojavila komponenta, sestavljena iz množice slojev. Zdaj pa malo o tem, kako na splošno živeti v tem prostoru, saj... če poskusite poklicati in narediti nekaj pametnega, boste presenečeni, kako neprijetno je vse tukaj, ampak to je na prvi pogled ... v splošnem tudi na drugi in tretji, kot sem že rekel, boste še vedno sovražili Cadence, ampak nič hudega, potem se boš sprijaznila s tem in ga boš imela celo tako rada, da se ne boš poslovila, to je za vedno. resno

risanje

Kontrole so torej nekoliko nenavadne. Če držite srednji gumb miške, lahko premikate okno, za povečavo pa zavrtite kolesce miške. Tukaj je vse narejeno nekako takole: kliknite na predmet -> desni gumb miške -> ukaz -> izvrši. Morate vaditi, ni takoj jasno, kako in zakaj, razumeli boste kasneje. Veliko se naredi iz ukazne vrstice, to je ločena razprava.

Na desni strani vidimo nadzorno ploščo, ki je sestavljena iz treh zavihkov: Možnosti, Vidnost, Najdi

risanje

Opcije- navaja razrede slojev, s katerimi bomo delali, poznati jih je treba le nekaj.
Najti- tukaj navedemo, s katerimi posebnimi elementi bomo delali, in če je lažje, katere bomo izbrali. Recimo, če želim izbrati samo zatiče in se ne dotikati cevi, potem moram potrditi polje Zatiči.
Vidnost- tukaj označimo, kateri elementi nam bodo vidni in kateri so skriti, da ne motijo. Niso vse plasti, ampak le glavne.

Vse na plošči lahko obvladate sami, tukaj vam bom povedal le glavne stvari.

Meni Display->Color/Visibility- tukaj nastavite barve elementov in njihovo vidnost na diagramu.
Meni Nastavitve->Parametri oblikovanja- pomemben meni, ki konfigurira projekt. Mreže - mreža, po kateri korakih boste premikali elemente. Besedilo - privzeta nastavitev besedila.
Nastavitve menija->Območja->Višina dela- zelo pomembna možnost, če želite prenesti ploščo v 3D model, nastavi višino komponente tako, da jo pripne na plast Place_Bound_Top / Bottom.
Oblika menija- Upravljanje obrazcev tukaj. Oblike so vse, od mnogokotnika do sestavnega telesa.
Postavitev menija->Pins- vstavljanje zatičev.

Na splošno je to vse za ta program, ponavljam, da je enako kot v PCB Editorju, številne možnosti so celo enake. Toda pogledali ga bomo kasneje, ker ... Če želite ustvariti komponento, morate biti sposobni ustvariti lastne ploščice, za to pa potrebujemo naslednji pripomoček.

Oblikovalec ploščic
Kot ste morda uganili, ta pripomoček ustvari blazinice, ki jih potrebujete, da jih dodelite komponentam v Package Designerju. Tukaj je veliko nastavitev in težko je najti, česa tukaj ni, od plošče proste oblike do vrtanja lukenj s plazmo ali laserjem, na splošno je vse to pomembno za proizvodnjo. Najprej odpri nek *.pad v mapi ..\symbols, da boš videl kako in kaj vnesti.

PCB Editor
In končno smo prešli na najpomembnejši program. Omogoča vam razporeditev komponent in njihovo ožičenje v skladu z električnim diagramom. Enako je kot v Package Designerju, le še več. O tem programu nima smisla podrobneje govoriti, ker... Samo o tem bi lahko napisali ducat člankov, obstaja veliko trikov, tankosti, pasti itd. Navedel bom samo pomembne menije, da vam pri učenju ne bo treba iskati.

Meni izdelave- tukaj je vse o pripravi na izdelavo plošče. Pretvorba v gerbere, legenda vrtanja, plastni diagram itd.
Prerez (X presek)- tam so dodeljeni fizični sloji. Njihovo število, debelina, material, vrstni red. To lahko dobite pri proizvajalcu plošče.
Constraint Manager- to je celoten podprogram, določa pravila za usmerjanje in čiščenje, lahko na primer poskrbite, da ena od mrež ni prikazana pri podganah.

Na splošno je ostalo mogoče bolj ali manj ugotoviti s poskusi in napakami. Samo zaradi jasnosti in kot primer bom pokazal kos žične plošče:

Na splošno je to vse, to je bil kratek pregled, samo da bi razumeli, kako in kaj tukaj deluje, seveda za to ni dovolj samo branje člankov, ampak morate namestiti Cadence in narediti ploščo, da razumete, kakšna je ideologija tukaj To ni le navaden program za Windows; če se nanj napeljete, ga ne boste več odstranili. Morda se vam bo sprva marsikaj zdelo neprijetno, a ko boste razumeli podrobnosti, boste razumeli, da je vse prav.

In še tri točke. Ko postavljate tablo, ko delate s poligoni, morate vnesti ta ukaz nastavite etchedit_ignore_dynamic_shapes sicer ne bo mogoče ničesar narisati, poligoni bodo posegali v poti in umrli boste, ko jih boste vlekli. Vas preseneča, da brez enega ukaza, ki ni nikjer registriran, ni mogoče namestiti normalne plošče? No, vse je tako, to je Cadence, sprva boste prezirali tiste sadiste, ki so ga naredili, potem pa se bo vse spremenilo in ne boste več potrebovali drugega CAD sistema razen Cadence.

Druga točka je ta. Odtisov ni potrebno ustvarjati ročno, ker ... obstaja veliko programov, ki jih ustvarijo za vas. Najbolj znana sta LP_Wizard in PCB Library Editor, plačana sta. Vendar obstaja še en, in po mojem mnenju je zelo dober in zdi se, da je brezplačen izdelovalec Footprint, lahko ga prenesete

Oblikovalska rešitev Cadence AllegroPCB- razširljivo, preizkušeno razvojno okolje PCB, zasnovano za reševanje sodobnih tehnoloških in metodoloških problemov, za zmanjšanje in povečanje predvidljivosti razvojnih ciklov.

Opis

Allegro PCB Design Solution je standardno opremljen z različnimi možnostmi in vsebuje vse, kar potrebujete za ustvarjanje plasti PCB v popolnoma integriranem toku načrtovanja. Okolje Allegro PCBDesigner vsebuje vse, kar potrebujete za oblikovanje preprostih in kompleksnih tiskanih vezij

Slika 1 – Okolje Allegro PCB Designer vsebuje vse, kar potrebujete za oblikovanje preprostih in kompleksnih tiskanih vezij

Osnovni paket Allegro PCB Designer vključuje: skupni modul, okolje za upravljanje omejitev, urejevalnik tiskanih vezij, avtomatski ali interaktivni usmerjevalnik, orodja za shranjevanje podatkov v industrijskih formatih in okolje za mehansko načrtovanje strukturnih komponent (CAD).

PCB Editor ponuja celovito okolje od osnovnega načrtovanja, postavitve in usmerjanja do replikacije in naprednega načrtovanja z vmesnimi elementi za preproste in zapletene dizajne PCB (slika 1).

Prednosti

• Je preizkušeno, razširljivo in stroškovno učinkovito orodje za urejanje in usmerjanje tiskanih vezij, na voljo kot standard in z vrsto možnosti konfiguracije
• Odpravlja nepotrebne iteracije s tokom načrtovanja, ki temelji na omejitvah
• Podpira obsežen nabor pravil za definiranje fizičnega dimenzioniranja, razmika, procesa, namestitve in testiranja (DFx), hitrega povezovanja (HDI) in električnih domen visoke hitrosti.
• Ima splošni sistem za upravljanje pogojev omejitev za ustvarjanje, nadzor in preverjanje teh pogojev od konca do konca
• Omogoča interoperabilnost s paketi tretjih oseb za pospešitev procesa načrtovanja in izkoriščanje najboljših integriranih razvojnih orodij

Tehnologija PCB Editor

Okolje za urejanje tiskanih vezij na podlagi omejitev Glavna komponenta programa Allegro PCB Designer je urejevalnik postavitev PCBEditor, intuitivno in za uporabo preprosto okolje za ustvarjanje in urejanje preprostih in zapletenih zasnov tiskanih vezij, za katere veljajo pogoji omejitev. Tehnologija postavitve DFA (Design For Assembly) omogoča kompaktno in natančno namestitev komponent

Slika 2 – Tehnologija namestitve, ki jo vodijo pravila namestitve DFA (Design For Assembly), omogoča kompaktno postavitev komponent brez napak

Širok nabor funkcij izpolnjuje številne zahteve oblikovanja in proizvodnje:

• Zmogljiv nabor orodij za načrtovanje in umestitev, vklj. podvajanje za pospešitev razvojnega procesa
• Interaktivna orodja za premikanje, stiskanje in urejanje območij ustvarjajo visoko zmogljivo interakcijsko okolje v realnem času s prikazom geometrijskih in časovnih meja
• Dinamični oblikovalniki imajo funkcionalnost za rezanje in združevanje bakrenih poligonov med iteracijami gibanja in usmerjanja
• PCB Editor lahko ustvari tudi celotno zbirko fotomask, testnih izhodov, vključno z Gerber 274x, NC vrtalniki in pregledi PCB golih kovin v različnih formatih.

Upravljanje omejitev

Sistem za upravljanje omejitev prikazuje geometrijske dimenzije, razmike in podatke visoke hitrosti v realnem času s stanjem skladnosti za vsako razvojno stopnjo. Vsak delovni list nudi vmesnik za ustvarjanje, upravljanje in preizkušanje različnih pravil na hierarhični način. Z uporabo te zmogljive aplikacije lahko oblikovalci ustvarjajo, urejajo in si ogledujejo nabore omejitvenih pogojev v obliki grafičnih topologij, ki delujejo kot elektronske »lahke kopije« idealne izvedbene strategije. Ker so pogoji omejitve povezani z bazo podatkov, lahko vodijo postopke umeščanja in usmerjanja za dane signale.

Sistem za nadzor omejitev je v celoti integriran v urejevalnik tiskanih vezij, preverjanje pa se lahko izvede v realnem času med postopkom načrtovanja. Rezultati testa so prikazani grafično: območja, ki so uspešno opravila test, so označena z zeleno, področja, ki ne izpolnjujejo omejitvenih pogojev, pa z rdečo. To omogoča oblikovalcem, da neposredno opazujejo proces načrtovanja in vidijo učinek morebitnih sprememb dizajna.

Načrtovanje in postavitev

Metodologija oblikovanja PCB na podlagi omejitev vključuje prilagodljiv in zmogljiv nabor orodij za samodejno in interaktivno umeščanje. Inženir ali oblikovalec lahko postavi komponente ali vezja v posebne "sobe" med načrtovanjem ali načrtovanjem. Komponente je mogoče filtrirati ali izbrati po posebni oznaki, tipu ohišja ali odtisa, omrežnem imenu (naslovu), številki komponente ali številki strani tabele ali sheme.

Ta natančnost krmiljenja je potrebna v sodobnih vezjih, ki vsebujejo na tisoče komponent. Analiza sestavljanja v realnem času in povratne informacije pomagajo izboljšati ta nadzor, povečujejo produktivnost in učinkovitost s postavitvijo komponent v skladu s pravili podjetja ali priporočili na podlagi rezultatov elektromagnetne simulacije.

Dinamična postavitev, ki jo vodijo pravila načrtovanja za montažo (DFA), omogoča preverjanje vsakega paketa med interaktivno postavitvijo komponent (slika 2). Povratne informacije, ustvarjene iz dvodimenzionalne matrike karoserijskih razredov in prototipov, zagotavljajo minimalne zahteve glede tolerance. Z uporabo načel od strani do strani, od hrbta do hrbta lahko oblikovalci postavijo komponente, da hkrati dosežejo optimalno usmerjanje, sposobnost izdelave in lastnosti signala.

Kopiranje umestitev

Vrhunska tehnologija kopiranja postavitve Allegro PCB Designer omogoča uporabnikom, da hitro postavijo in usmerijo podobne odseke vezja. Omogoča vam, da ustvarite vezje in predlogo za usmerjanje, ki jo lahko uporabite za vse podobne odseke vezja. Vzorec postavitve komponent je mogoče uporabiti tudi v drugih oblikah s podobnimi vezji. Pri kopiranju umestitev je mogoče kopirani predmet zasukati ali zrcaliti vodoravno ali navpično. Vsi elementi, povezani s predmetom, vključno s skritimi slepimi prehodi, se prikažejo v pravilnih slojih, ko je predmet obrnjen.

Prikaz in vizualizacija

Vsi programski paketi PCB Editor imajo vgrajeno orodje za 3D vizualizacijo. 3D-vmesnik podpira različne možnosti filtriranja, simulirano gledanje kamere, možnosti grafičnega prikaza, kot so polno, prosojno in žično, ter premikanje, povečavo in vrtenje zaslona, ​​ki ga upravlja miška. 3D način podpira tudi prikaz kompleksnih struktur skozi luknje in izoliranih odsekov plošče. Z uporabo kontekstualne nadzorne strukture je mogoče odpreti veliko oken, 3D slike pa kopirati in shraniti v formatu JPEG (slika 3).

Zmožnost obračanja plošče ("flip") vam omogoča, da ploščo obračate vzdolž osi Y in ustrezno obrnete bazo podatkov na mejah. Ta operacija reorganizira prikaz strukture tako, da je vrh strukture na dnu in dno na vrhu. Za sisteme CAD je zelo pomembno, da lahko prikažejo poglede od spodaj za inženirje, ki sodelujejo pri laboratorijskem odpravljanju napak na ploščah ali testiranju med proizvodnjo. Zmožnost obračanja plošče ni samo za ogled, omogoča tudi spreminjanje njene zasnove. Vgrajeno 3D upodabljanje vam omogoča ogled odsekov plošče ali zapletenih struktur iz več zornih kotov, povečav, zasukov in zasukov, da zmanjšate ponovitve za mehanske oblikovalce in proizvajalce tiskanih vezij ter preprečite vnos napak.

riž. 3 – Vgrajeno 3D upodabljanje vam omogoča ogled odsekov plošče ali zapletenih struktur iz različnih kotov, povečav, zasukov in zasukov, da zmanjšate ponovitve za mehanske oblikovalce in proizvajalce tiskanih vezij ter preprečite vnos napak.

Interaktivno urejanje

PCB Editor Routing Option ponuja zmogljiva, interaktivna orodja za nadzor postopka samodejnega usmerjanja in izboljšanje njegove učinkovitosti. Orodja za usmerjanje, ki delajo s katero koli obliko, kotom ali relativnim premikanjem komponent, uporabnikom omogočajo izbiro različnih prioritet za dejanja.

Med urejanjem lahko razvijalec v realnem času vidi, koliko časa je še ostalo za vzpostavitev povezav v določenih strogih časovnih omejitvah. Interaktivni način omogoča tudi skupinsko sledenje številnih omrežij in interaktivno konfiguracijo omrežij velike dolžine in z omejitvami sprejemljivih zakasnitev.

Sledenje pnevmatik

Način usmerjanja vodila (Multi-Line Routing) je zasnovan za usmerjanje velikega števila linij na tiskanem vezju hkrati. V kombinaciji z možnostjo »zajem obrisov« vam ta pripomoček omogoča sledenje številnim linijam v strukturi, ki vsebuje prožne in toge elemente, v nekaj minutah, medtem ko bi usmerjanje posameznih linij trajalo ure. Možnost »contour capture« je odgovorna za vstavljanje linij v fleksibilni del strukture (slika 4).

Usmerjanje vodila z možnostjo zajema kontur pospeši postopek usmerjanja na prilagodljivih območjih dizajna PCB

riž. 4 – Usmerjanje vodila z možnostjo zajemanja robov pospeši postopek usmerjanja na prilagodljivih območjih dizajna PCB

Načrtovanje in usmerjanje

Načrtovanje in usmerjanje tiskanih vezij visoke gostote s številnimi omejitvami in vodilnimi povezavami lahko traja precej časa. Postopek zapletajo miniaturizacija sodobnih komponent, nove ravni električnih signalov in posebne zahteve glede postavitve, zato ni presenetljivo, da tradicionalne tehnologije in orodja CAD ne morejo v celoti uresničiti načrtovalčevega namena. Global Route Environment zagotavlja tehnologijo, ki sprejme načrt oblikovalca in se ga drži. Zahvaljujoč njegovi arhitekturi za načrtovanje povezav in procesu globalnega usmerjanja lahko uporabniki prvič oživijo svoje izkušnje in ideje v orodju, ki jih naravno razume.

Uporabniki ustvarijo abstrahirane podatke o povezavah z uporabo arhitekture načrtovanja poti povezave, jih hitro pretvorijo v popolno rešitev in lahko potrdijo to rešitev z uporabo programa za globalno usmerjanje. Uporaba abstrakcije povezav omogoča zmanjšanje števila elementov z več deset tisoč na stotine, kar vodi do znatnega zmanjšanja količine neposrednega ročnega dela oblikovalca.

Pri uporabi abstraktnih podatkov je mogoče proces načrtovanja in trasiranja pospešiti tudi z uporabo prostorske vizualizacije odprtega območja skupaj s podatki in namenom oblikovalca. Usmerjevalni program nato izdela vse podrobnosti povezave v skladu s to zasnovo, ne da bi potreboval pomoč uporabnika, ki je moral prej hkrati nadzorovati postopek usmerjanja in reševati težave s povezavo. Posledica znatne poenostavitve razvojnega procesa v primerjavi s trenutnimi orodji omogoča uporabnikom, da hitreje in enostavneje ustvarijo učinkovite rešitve, skrajšajo razvojne cikle in povečajo produktivnost (slika 5).

Tehnologija Allegro Interconnect Flow Planner omogoča uporabnikom, da zmanjšajo število slojev in občutno skrajšajo čas razvojnega cikla

riž. 5 – Allegro Interconnect Flow Planner omogoča uporabnikom, da zmanjšajo število plasti in znatno skrajšajo čas razvojnega cikla

Oblikovanje plošč za visoke hitrosti

Vse bolj razširjena uporaba najnovejših standardnih vmesnikov, kot so DDR3, DDR4, PCI Express, USB 3.0, nalaga številne omejitve, ki jih moramo upoštevati pri načrtovanju tiskanega vezja.

Allegro PCB Designer z možnostjo High-Speed ​​​​vam pomaga hitro in enostavno izpolniti zahteve sodobnih vmesnikov. Ta možnost razširja nabor nadzorovanih električnih omejitev, ki zagotavljajo, da zasnova PCB ustreza specifikacijam sodobnih vmesnikov.

Poleg tega High-Speed ​​​​omogoča uporabnikom vnos naprednih pravil načrtovanja z uporabo formul v povezavi z obstoječimi pravili ali izhajajočimi podatki, kot so dejanske dolžine žice.

Pospeši načrtovanje vezja, odvisno od časa

Allegro PCB Editor z možnostjo High-Speed ​​​​znatno pospeši delo na hitrih vmesnikih z uporabo novega orodja Auto-interactive Delay Tuning (AiDT). AiDT uporabnikom omogoča hitro prilagajanje dolžine izbranega nabora signalov na plošči, na primer bajtne poti ali celotnega vmesnika. To orodje radikalno skrajša čas razvoja - z nekaj ur na nekaj minut (slika 6).

riž. 6 – Samodejna prilagoditev dolžine žice pred in po uporabi novega orodja za samodejno interaktivno nastavitev zamika

Podpira tehnologijo obratnega vrtanja

Oblikovanje ob upoštevanju proizvodnih tehnologij

Allegro PCB Editor podpira design-for-test (DfT), design-for-manufacturability (DfF) in design-for-assembly (DfA). Vse te kritične omejitve se skupaj z električnimi omejitvami preverijo med fazo načrtovanja topologije. Uporabniki lahko izberejo število testnih točk in njihove velikosti ploščic, določijo izključitvena območja za postavitev testnih točk in ustvarijo poročila za preverjanje pripravljenosti plošče za testiranje. Allegro PCB Editor vključuje posebno funkcijo za spremljanje pravil DfA v realnem času. Z njegovo pomočjo lahko spremljate in vizualno spremljate morebitne nepravilnosti na plošči, povezane z režami med komponentami. Ko se komponente približajo največji razdalji, ki jo dovoljujejo pravila DfA, bo program samodejno izdal opozorilo in “ustavil” uporabnika pred morebitno kršitvijo pravil.

Prenos podatkov v proizvodnjo

Allegro PCB Designer lahko ustvari celoten nabor datotek za proizvodnjo in testiranje tiskanih vezij, vključno z Gerber 274x, NC Drill, NC Route itd. Najpomembneje pa je, da Cadence podpira industrijski trend k proizvodni tehnologiji brez gerberja z novim univerzalnim IPC-2581. format. Posebnost tega formata je, da so vsi podatki potrebni za izdelavo, montažo, vrtanje, rezkanje in testiranje plošče shranjeni v eni poenoteni datoteki. Uporabniki lahko izberejo podatke za datoteko IPC-2581, da zaščitijo svojo intelektualno lastnino. Uvoz IPC-2581 v Allegro PCB Editor vam omogoča ogled datoteke.

Miniaturizacija

Oblikovalska pot HDI na podlagi omejitev

Pri uporabi paketov BGA s širino nožic 1,0–0,8 mm ali manj, do 0,5 mm, morajo uporabniki uporabljati tehnologijo povezovanja visoke gostote (HDI). Čeprav miniaturizacija ni primarni cilj za mnoge tržne segmente, uporaba BGA zahteva prehod v zlaganje, ki je neizogiben pri usmerjanju kompleksnih paketov BGA s tremi ali več vrstami zatičev na vsaki strani.

Allegro PCB Design, skupaj z možnostjo miniaturizacije, zagotavlja pot načrtovanja od konca do konca z nadzorom nad celotnim naborom pravil in omejitev za različne sloge oblikovanja HDI, od hibridnega sklada/sklada do popolnoma procesno zasnovanega zlaganja, npr. kot ALIVH.

Poleg tega Allegro PCB Editor vključuje samodejna orodja za uporabo tehnologije HDI v projektih za skrajšanje časa razvoja in dosledno izboljšanje dizajnov (iterativna metoda načrtovanja) (slika 7).

riž. 7 – Dinamično združevanje ploščic in vodnikov med interaktivnim usmerjanjem znatno prihrani čas v fazi priprave projekta za proizvodnjo

Vgrajena tehnološka podpora

Zmanjšanje velikosti končnega izdelka je mogoče doseči na različne načine. Eden od njih je namestitev ohišnih elementov na notranje plasti plošče. Allegro PCB Designer z možnostjo miniaturizacije ponuja tehnologijo usmerjanja na podlagi omejitev za vgrajene komponente.

Podpira tako tradicionalne tehnologije neposredne in posredne povezave kot tudi najnovejše tehnologije dvosmerne povezave za eno komponento, navpično razporeditev komponent in integrirane komponente za dvostransko ploščo. Možnost miniaturizacije omogoča uporabniku, da ustvari in manipulira z vdolbinami na plasteh, namenjenih vgradnji vgrajenih komponent.

Izdelava analognih RF in mikrovalovnih plošč

Allegro PCB Designer, skupaj z Analog/RF Design, zagotavlja okolje načrtovanja mešanih signalov od shematskega načrta do zgodovinskega načrta za izboljšanje produktivnosti RF načrtovanja do 50 %. Ta možnost inženirjem omogoča ustvarjanje, kombiniranje in prilagajanje analognih RF in mikrotrakastih vezij z digitalnimi in analognimi vezji v okolju Allegro PCB Designer. Z naprednimi zmogljivostmi načrtovanja in zmogljivimi vmesniki za RF simulacijska orodja ta možnost omogoča inženirjem, da začnejo postopek načrtovanja RF vezja v Allegro Design Authoring, Allegro PCB Designer ali Agilent ADS.

Vzporedni razvoj ekipe

Za skrajšanje trajanja razvojnega cikla se vedno bolj organizirajo geografsko razpršene razvojne skupine. Postopki ročnega pregleda in izpopolnjevanja, ki se tradicionalno uporabljajo pri skupnem razvoju, so zelo počasni, dolgotrajni in povezani s tveganjem vnosa napak.

Tehnologija Allegro PCB Design Partitioning izvaja večuporabniško metodologijo vzporednega načrtovanja za pospešitev procesa in skrajšanje časa načrtovanja. Z njegovo pomočjo lahko številni razvijalci delajo hkrati in imajo dostop do skupne baze podatkov ne glede na razdaljo. Razvijalci lahko proces oblikovanja razdelijo na več nalog ali področij, za katera bo opravljeno načrtovanje in urejanje, in jih dodelijo več članom ekipe. Razvoj je mogoče razdeliti navpično (odseki) s programsko določenimi mejami ali vodoravno (sloji). Posledično lahko vsak oblikovalec vidi vse posamezne razdelke in vidi proces oblikovanja ter rezultate drugih oblikovalcev. Zmožnost doseganja te ločitve pomaga znatno skrajšati čas razvojnega cikla in pospešiti proces načrtovanja.

Tehnologija samodejnega usmerjanja PCB

Orodje Allegro PCB Router's Design For Manufacturing (DFM) znatno zmanjša število delov, ki so pozneje zavrnjeni. Njegovi algoritmi omogočajo samodejno razporejanje vodnikov z uporabo vsega razpoložljivega prostega prostora. Samodejni razmik med vodniki pomaga izboljšati izdelljivost s premikanjem vodnikov, da se dodatno povečajo razmiki med vodniki in vodi, med vodniki in SMD ploščicami ter sprosti dodaten prostor za prevodne ploščice. Uporabniki izkoristijo prilagodljivost ročne ali privzete nastavitve toleranc.

Med rezanjem lahko določite proste kote in kontrolne točke. Algoritmi DFM samodejno naredijo optimalne zamike, začenši z največjimi in jih zmanjšajo v dosegljive meje. Ustvarjalec testnih točk samodejno vstavi testne prehode ali ploščice na ploščo. Preizkusne točke v obliki testnih prehodov se lahko nahajajo na sprednji ali zadnji strani plošče, kar omogoča uporabo enostranskih ali dvostranskih testerjev. Razvijalci imajo možnost izbire metodologije vstavljanja kontrolnih točk, ki ustreza njihovim proizvodnim zahtevam. Testne točke je mogoče določiti, da se izognete potrebi po spreminjanju preskusne naprave. Omejitve za preskusne točke vključujejo obliko površine preskusnih sond, preko velikosti, mrež in najmanjše središčne razdalje lukenj.

Samodejno usmerjanje na podlagi omejitev za plošče visoke hitrosti

Omejitve za visoke hitrosti in algoritmi za usmerjanje uporabljajo diferencialne pare, omrežno razporejanje, časovno razporeditev signalov, nivoje preslušavanja, usmerjanje skladov plasti in posebne geometrijske zahteve današnjih visokohitrostnih vezij. Algoritmi za samodejno usmerjanje natančno usmerjajo v prehode in okoli njih ter samodejno ohranjajo skladnost z določenimi časovnimi ali prostorskimi merili. Samodejno razporejanje omrežja se uporablja za zmanjšanje ravni šuma v omrežjih, občutljivih na hrup. Za različna področja je mogoče uporabiti ločena pravila načrtovanja, na primer lahko nastavite pravilo za največjo gostoto na območju vodnikov in manj stroga pravila za preostanek plošče.

• dodana popolnoma funkcionalna možnost nalaganja 3D modelov komponent in mehanskih delov v formatu STEP za vizualni pregled rež. Model STEP je mogoče dodati neposredno v urejevalniku simbolov ali urejevalniku topologije. Posebna spremenljivka steppath podaja pot do knjižnic modelov STEP na uporabnikovem lokalnem disku ali strežniku. Končano topologijo je zdaj mogoče izvoziti v formatu STEP v mehanske sisteme CAD. Hkrati so podprte različne možnosti izvoza za nadzor velikosti celotnega modela plošče STEP;

• Dodana nova tehnologija Auto-Interactive Breakout (AiBT). Njegovo bistvo je v tem, da program glede na dejanja uporabnika samodejno ustvari vodnike na obeh koncih vodila ali vmesnika. V tem primeru je treba linije vezja na plošči združiti v skupni sveženj. Pri sledenju je podprt način, kjer lahko uporabnik na enem zaslonu hkrati vidi oba konca povezave;

• Dodano novo orodje za sledenje Auto-Interactive Add Connect (AiCC). Ta ukaz deluje v dveh načinih - ročno in samodejno. Ročni način se ne razlikuje od standardnega ukaza Add Connect. Pri zagonu samodejnega načina uporabnik najprej nariše krivuljo vzdolž poti, nato pa se ta krivulja pretvori v končano pot;

• Nov ukaz Detune omogoča brisanje rezultatov prilagajanja ene ali več sledi po dolžini. Ta funkcija je zelo priročna, če morate premakniti poti ali spremeniti omejitve zamud.

Začetek leta 2003 je zaznamovala izdaja številnih novih različic priljubljenih sistemov za načrtovanje tiskanih vezij. Nekateri so bili deležni manjših sprememb, nekateri so bili popolnoma posodobljeni, vendar so vsi brez izjeme povečali svoje zmogljivosti. Stroški izdelkov EDA so v veliki meri odvisni od njihove funkcionalnosti, zato bomo v nadaljevanju poskušali uporabnikom pokazati glavne podrobnosti, ki jih je treba upoštevati pri izbiri sistema oblikovanja.

Vsak sistem za načrtovanje tiskanih vezij je zapleten nabor programov, ki zagotavljajo cikel od konca do konca, začenši z risanjem diagrama vezja in konča z generiranjem krmilnih datotek za opremo za izdelavo foto mask, vrtanje lukenj, montažo in električni nadzor. . Vendar sodobne tržne razmere tem sistemom postavljajo dodatne zahteve.

Najboljše rezultate je dosegel Mentor Graphics (www.mentor.com/pcb). Z lastnim sistemom oblikovanja PCB Mentor BoardStation je podjetje prevzelo dva svoja konkurenta, Verybest in Innoveda, in zdaj nadaljuje z razvojem linij izdelkov Expedition PCB in PADS PowerPCB. Ključ do uspeha podjetja je bila njegova osredotočenost na sodobna integrirana oblikovalska okolja za Windows.

Expedition PCB ponuja najzmogljivejšo rešitev za oblikovanje plošč, ki je danes na voljo. Sistem temelji na okolju AutoActive, ki omogoča izvajanje funkcij, kot so predtopološka analiza celovitosti signala, interaktivno in samodejno usmerjanje, ob upoštevanju zahtev visokofrekvenčnih plošč in posebnih tehnoloških omejitev, ki jih nalaga uporaba sodobnih elementna baza (BGA). Enotno okolje omogoča z uporabo modula ICX simulacijo motenj v prevodnikih neposredno pri polaganju proge ali avtobusa in nadzor nad tem, ali presegajo dano raven (slika 1). Ta izdelek ima samo eno pomanjkljivost - visoke stroške, kar je pomembna ovira za prodor na ruski trg.

Slika 1. Analiza motenj v sosednjih vodnikih pri polaganju trase v paketu Expedition PCB

Drugi Mentorjev izdelek, sistem PADS PowerPCB (www.pads.com), ponuja cenejše rešitve. Ta sistem se ponaša z najboljšim avtorusmerjevalnikom BlaseRouter, ki podpira vse funkcije, potrebne za usmerjanje visokofrekvenčnih plošč (slika 2). Paket ima predtopološke (HyperLinks LineSim) in posttopološke (HyperLinks BoardSim) module za analizo, ki tesno sodelujejo s sistemom za nadzor omejitev. Ti moduli so bili zdaj znatno izboljšani z vključitvijo originalnih algoritmov za modeliranje, ki so bili prej uporabljeni v izdelku Innoveda XTK.

Slika 2. Samodejno preoblikovanje vodnika z nadzorovano dolžino pri premikanju kondenzatorja v paketu PADS PowerPCB

Naslednji po moči ponujenih rešitev je Cadence. Za najvišjo raven oblikovanja je na voljo paket PCB Design Studio (www.pcb.cadence.com). Program Allegro se uporablja kot urejevalnik PCB, ki vam omogoča razvoj večplastnih in hitrih plošč z visoko gostoto komponent. Program SPECCTRA (www.specctra.com) se tukaj uporablja kot standardni modul za samodejno umeščanje in samodejno usmerjanje, ki ga nadzira obsežen nabor pravil načrtovanja in tehnoloških omejitev. Analiza elektromagnetne združljivosti topologije plošče se izvaja s pomočjo posebnega modula SPECCTRAQuest SI Expert, modul SigXplorer pa se uporablja za predhodno analizo načrtovanja in pripravo nabora pravil načrtovanja.

Drug izdelek Cadence, OrCAD (www.orcad.com), priporočamo kot lažjo in cenejšo rešitev za načrtovanje PCB. V zadnjem času izdelek skoraj ni bil razvit, kar posredno dokazujejo najnovejše številke različic (9.1, 9.2, 9.22, 9.23). Cadence ta paket obravnava kot prednostni sistem za načrtovanje in modeliranje: modula Capture CIS in PSpice sta zdaj dobavljena kot del paketa PCB Design Studio. Najnovejša različica OrCAD vključuje nove zmožnosti sinteze in simulacije digitalnega logičnega vezja NC Sim. OrCAD Layout PCB Editor ima tri različne konfiguracije z različnimi funkcijami. Zasnova plošče lahko vsebuje do 30 plasti, od katerih je 16 lahko signalnih plasti. Vgrajena so orodja za samodejno postavitev in samodejno usmerjanje ter vmesnik s programom SPECCTRA.

Tretji proizvajalec CAD tiskanih vezij je avstralsko podjetje Altium (www.altium.com). Zahvaljujoč spretni naložbeni politiki je to podjetje uspelo minimizirati izgube, povezane z upadom trga visoke tehnologije v letu 2002. Avgusta 2002 je podjetje izdalo Protel DXP (www.protel.com), ki je nadaljevanje Protelove lastne izvirne linije izdelkov. Ta paket zagotavlja cikel načrtovanja od konca do konca za mešana analogno-digitalna tiskana vezja z uporabo programabilne logike podjetij Xilinx in Altera. Vsa orodja so implementirana na osnovi integriranega oblikovalskega okolja Design Explorer, ki deluje pod operacijskim sistemom Windows XP. Prej razpoložljivim sredstvom za posttopološko analizo celovitosti signala (Signal Integrity) je bila dodana možnost izvajanja predtopološke analize. Toda glavna novost sistema Protel DXP naj bi bil topološki avtorusmerjevalnik Situs, zasnovan za izvajanje novega pristopa k samodejnemu usmerjanju plošč.

Z razvojem Protel DXP v polnem teku Altium nadaljuje z razvojem svojega drugega paketa za načrtovanje PCB, P-CAD 2002 (www.pcad.com). Ta sistem ostaja precej priljubljen v Rusiji, kar je precej odvisno od navezanosti naših razvijalcev na ime P-CAD (nekoč je Altium naredil spretno marketinško potezo s preimenovanjem paketa ACCEL EDA v P-CAD). Najnovejša različica P-CAD 2002 je bila izdana decembra 2002, vendar ne vsebuje temeljnih novosti, obstoječe pa bi zadostovale za naslednji servisni paket. Glavne spremembe so vplivale na uporabniški vmesnik, ki je postal bolj podoben Protelu. Edino, s čimer se lahko pohvali sistem P-CAD 2002, je kakovostna podpora za format izhodnih podatkov ODB++.

Nemogoče je ne omeniti drugega izdelka, skoraj neznanega v Rusiji, vendar zelo močnega in priljubljenega v svetu - Visula podjetja Zuken (www.zuken.com). Izdelki podjetja podpirajo cikel načrtovanja od konca do konca in ponujajo zmogljiva orodja za modeliranje in sintetiziranje programabilne logike, ki ji sledi načrtovanje PCB. Ima standardni nabor orodij, pa tudi lastna orodja za samodejno umeščanje in samodejno usmerjanje. Opozoriti je treba, da Zuken uporabnikom ponuja tudi integrirana orodja za 3D trdno modeliranje za naprave, ki se razvijajo (slika 3).

Slika 3. Tridimenzionalno modeliranje plošče z Zukenom

Preprosto je videti, da moč vseh zgoraj naštetih programov v veliki meri določajo vgrajena orodja za analizo elektromagnetne združljivosti. V zvezi s tem je vredno omeniti nekaj specializiranih programov. Sodobni trendi razvoja digitalne tehnologije narekujejo spremembo pristopa k tej problematiki. Večina sodobnih programov za analizo elektromagnetne združljivosti uporablja modele mikrotrakastih linij, ki predvidevajo, da so električni in ozemljitveni vodniki idealni in ne upoštevajo porazdelitve toka v njih.

Pionir na tem področju je bil Sigrity (www.sigrity.com), ki je razvil paket Speed ​​​​XP. Ta program ne uporablja poenostavljenih modelov, temveč numerične metode za reševanje elektrodinamičnih problemov, kar omogoča preučevanje širjenja motenj vzdolž notranjih močnostnih plasti (slika 4). Vendar pa je zaradi prisotnosti tako zmogljive matematike program skoraj za red velikosti dražji od izdelkov njegovih najbližjih konkurentov, ki poskušajo implementirati podobne metode v svoje sisteme, kot je Mentor Graphics.

Slika 4. Analiza hrupa ozemljitvene ravnine Sigrity Speed ​​​​2000

Med programi, ki izvajajo klasičen pristop k analizi EMC, je treba omeniti podjetje Quantic EMC (www.quantic-emc.com), ki trgu ponuja izdelek Omega PLUS. Poleg običajne analize celovitosti signala in popačenja preslušavanja je mogoče pridobiti emisijske spektre plošče v danem frekvenčnem območju, nivoje toka v prevodnikih ter jakost električnega in magnetnega polja nad ploščo.

Ločena naloga pri načrtovanju PCB je termična analiza. Najmočnejša rešitev na tem področju je program BETA Soft-Board podjetja Dynamic Soft Analysis (www.betasoft-thermal.com). Na voljo so tudi vmesniki za uvoz projektov iz vseh zgoraj naštetih izdelkov, bogate knjižnice modelov in materialov. Med postopkom izračuna je mogoče pridobiti temperature posameznih komponent, zemljevide segrevanja plošč in temperaturne gradiente (slika 5). Upoštevajte, da je program BETASoft-Board dobavljen kot standardno orodje za toplotno modeliranje za izdelke Mentor Graphics.

Slika 5. Termična analiza plošče v paketu BETASoft-Board

Drug program za toplotno analizo, Sauna, podjetja Thermal Solutions (www.sauna.com), vam omogoča simulacijo obnašanja ne samo desk, ampak tudi blokov in omar. Obstajajo obsežne knjižnice komponent in materialov. Obstaja poseben grafični urejevalnik, ki vam omogoča risanje konfiguracije opreme. Sistem omogoča dodeljevanje posebnih obratovalnih ciklov ob upoštevanju vklopa in izklopa zunanjih virov napajanja.

Nabor pripomočkov in programov, ki vam omogočajo oblikovanje integriranih vezij, izvajanje analognega in digitalnega modeliranja, razvoj in pripravo visokokakovostnih večplastnih tiskanih vezij za proizvodnjo.

Allegro Cadence je poleg Mentor Graphics PADS najnaprednejši in uporabniku najprijaznejši sistem za načrtovanje elektronike v sodobnem svetu. Okolje Allegro Cadence ima svojo edinstveno lupino, skoraj v celoti zgrajeno na skriptih in nadzorovano iz ukazne vrstice. Mnogi razvijalci menijo, da je to neprijetno, vendar je priznano vodilno v stabilnosti, odsotnosti "hroščev" in kritičnih napak.

Osnova paketa Allegro Cadence je osnovni set PCB Design Studio, sestavljen iz treh modulov, ki vsebujejo vsa potrebna orodja za končno načrtovanje plošč:
1. Koncept HDL ali Orcad Capture CIS na izbiro. Dva urejevalnika shem z vgrajenimi orodji za upravljanje elementov, vsak s svojimi pristopi in prednostmi. Preprostejši Orcad Capture CIS je idealen za hitro delo na projektu z internetnim dostopom do najširše baze komponent. Koncept HDL je primeren za ekipe, ki razvijajo kompleksne projekte. Vse delo je mogoče enostavno razdeliti na obvladljive module z eno nalogo in porazdeliti med oblikovalce.
2. Allegro PCB – interaktivna lupina za ustvarjanje in urejanje tiskanih vezij katere koli kompleksnosti z zmožnostmi topološkega načrtovanja, usmerjanja in priprave za proizvodnjo.
3. SPECCTRA - program, sestavljen iz urejevalnika sledi in avtorusmerjevalnika. Obe orodji se integrirata z Allegro PCB.
Poleg tega paket vsebuje pripomoček PE Librarian, namenjen ustvarjanju in upravljanju knjižnic elementov.
Standardni moduli osnovnega kompleta Allegro Cadence so nadgradljivi. To vam omogoča, da povečate nekatere njihove značilnosti in omogočite dostop do dodatnih funkcij v skladu z najnovejšimi proizvodnimi zahtevami. Na voljo so na primer izboljšave:
Možnost izvedbe Allegro – razširi sklope pravil za razvoj hitrih tiskanih vezij;
Nadgradnja SPECCTRA – poveča število slojev med samodejnim usmerjanjem na 256;
PSpice A/D – omogoča izvajanje analognega in mešanega modeliranja;
SPECCTRA Quest – izvaja kvalitativno raziskavo signalov pred in po sledenju topologije.

Zmogljiva orodja za sinhronizacijo samodejno razširijo spremembe, narejene v glavnem delu projekta, na vse njegove različice. Želeno različico lahko določite na kateri koli stopnji razvoja: pri ustvarjanju seznama potrošnega materiala, med modeliranjem ali pri generiranju podatkov za proizvodnjo. To je mogoče storiti iz urejevalnika topologije in iz vnosa vezja.

Letni strošek osnovnega kompleta Allegro Cadence je približno 4.000 ameriških dolarjev. Poleg tega je obravnavana tudi razširjena osnovna, napredna in najvišja različica oblikovalskega okolja. Visoka cena je glavna pomanjkljivost tega paketa, ki omejuje njegovo uporabo. Ne le posamezni radioamaterji, tudi velika podjetja, specializirana za razvoj tiskanih vezij in zainteresirana za učinkovitost in produktivnost, si ne morejo vedno privoščiti nakupa programa. S te strani lahko prenesete preizkusne različice številnih modulov programskega paketa.

Pripomočke, vključene v Allegro Cadence, so razvili programerji podjetja Cadence Design Systems (http://www.cadence.com/), ki ima tudi vse pravice za OrCAD. Poleg razvoja priljubljenih paketov za načrtovanje integriranih vezij (Virtuoso, Encounter, Incisive Platform) in tiskanih vezij (Allegro in OrCAD) podjetje zagotavlja možnost testiranja programske opreme tretjih oseb na virtualnih čipih, preden se izdajo sami mikroprocesorji.
Trenutno se osrednji urad Cadence Design Systems nahaja v ZDA, v mestu San Jose, večina zaposlenih dela v Silicijevi dolini, po vsem svetu pa je že odprtih več kot šestdeset podružnic podjetja.

Jezik vmesnika programskega paketa Allegro Cadence je samo angleščina.