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您的CAD工具如何帮助PCB设计中的路由验证程序

学生和教练正在进行飞行前验证检查的照片

许多年前,我获得了私人飞行员执照。为了准备期末考试,我花了很多时间学习和在小飞机上训练。我已经通过了学生执照的笔试,现在我准备参加实践考试,以证明我有成为一名正式飞行员的实际操作技能。但当我到达机场参加考试时,考试指导老师先把我带到他的办公室,让我拉过一把椅子,然后他开始对我进行口头测试。显然,他想在和我一起坐飞机之前,先确认一下我是否真的了解飞行的规章制度。

事后看来,这很有道理。他想先确认一下我是否已经完成了作为一名飞行员所必须达到的目标,这样我们在飞机上的时间就不会浪费了。如果你不知道基本的飞行规则,你就拿不到飞行员执照。以同样的方式,我们还需要验证PCB设计上的跟踪路由是否按照要求的规范完成。如果信号完整性和可制造性路由不正确,则无法构建功能正常的电路板。这里有一些方法,我们可以在PCB设计中使用CAD工具运行一些路由验证程序。

PCB设计中路由验证程序的设计规则和约束

为了运行一些路由验证程序,首先要做的是在PCB设计工具中完全设置设计规则和约束。不要满足于这里的基本规则,花点时间设置所有可用的规则。设置设计规则检查似乎不是一个实际的验证过程,但我不同意。由于您设置的规则将在您路由时为您提供在线指导,因此它们将在您工作时为您进行验证。

您可以为路由设置许多不同的规则和约束。基本设置包括:

  • 迹线宽度和间距:PCB设计CAD工具总是能够分配一个常用迹宽值这用于路由,但工具通常允许您为特定网络或网络组分配唯一值。这也适用于迹线的间距,而且不限于迹线之间的间距。将有选项设置间距值不同的设计对象,如垫和过孔。

  • 网络类:为了控制一组轨迹的设置,PCB设计工具通常给你设置网络组或类的能力。通过这种方式,您可以更容易地通过一个设置来控制这些网的轨迹宽度和间距参数,而不必处理每个单独的网。

  • 区域规则:在某些情况下,可能需要为特定区域设置不同的跟踪参数,而不是为大多数电路板使用。这方面的一个例子是BGA通常需要较小的痕迹宽度和间隔,以便从衬垫中走出来。区域规则允许用户指定区域,在这些区域中,常规规则将临时被一组不同的规则取代。

  • 跟踪长度:一些网不能超过指定的长度,或者必须在指定长度的严格公差范围内。对于这些网,您通常可以为它们分配跟踪长度规则。大多数PCB设计CAD系统会在您手动布线时违反这些规则时提醒您。

  • 差动对:一些高速网络是成对路由的,这样它们的返回路径与输出信号配置完全相同。CAD工具将具有连接到微分规则的特殊实用程序,该规则将允许用户将对中的两个网路由为一个实体。

除了这些规则之外,还有专门用于高速路由的规则和约束。这将包括多个网络的跟踪长度匹配,以及向跟踪添加蛇形路由段的能力,以便将它们调优到特定的长度。另一个可以添加到一组轨迹的专用高速约束是信号路径规则。由于高速信号通常会通过信号源和目标之间的电阻等组件,因此高速信号路径规则可以由多个网络组成。该规则允许用户控制所有分配的网的长度和其他参数作为一个单一的网。

设计约束的屏幕截图,以帮助PCB设计中的路由验证程序

在约束管理器中设置差分对路由的值

PCB跟踪路由的设计规则检查

正如预期的那样,一旦你的PCB设计规则和约束都设置好了,你就可以在进行中和完成后使用它们来全面检查你的设计。像这样手动运行设计规则检查将会发现在路由过程中发生的问题,这些问题可能是您有意引入的,并希望稍后予以清理。您还可能遇到这样的情况:您的规则和约束在设计过程中发生了更改,现在可能需要更改一些先前的路由以使其符合要求。

无论您的环境如何,定期检查您的设计是否有错误总是一个好主意。在设计完成之后和之前检查规则是绝对关键的你把它送去制造.是的,PCB设计工具内置了在线检查,但由于上面提到的原因,总有可能存在路由错误,需要清理。

Cadence PCB设计工具中3D路由的截图

设计规则和约束将允许您像这样验证调优的路由

PCB设计CAD工具如何为您提供帮助

最好的PCB设计工具使用设计规则和约束系统,这对用户来说很简单,类似于电子表格。这些规则也将与PCB设计工具中的其他功能协同工作。阻抗计算器将输入它们的值进入规则和约束系统,差分对路由器将工作的宽度和间距规则,已经为他们设置。

在高级PCB设计工具中还有其他功能,可以帮助您验证路由。信号完整性分析工具将为您提供有关路由如何达到最佳电路板性能水平的信息,而电路仿真工具将允许您在将其引入路由之前完善您的设计。

要用我们在这里讨论的所有高级路由特性武装自己,您需要一个PCB设计系统创建时考虑到路由验证过程。Allegro PCB Designer, Cadence已经为您准备好了这个高级功能,以便您可以确保您的路由将完全按照您在最终设计中所期望的方式进行。

如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案,跟我们和我们的专家团队谈谈吧

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