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High Speed PCB Design

Gérer efficacement les défis de conception des technologies actuelles

Routage assisté par la conception

An extensive set of constraints to meet high-speed performance requirements is required, whether you’re routing interactively or automatically your High Speed PCB Design. A single constraint management environment needs to be shared between schematic capture and layout, and the use of the context-sensitive constraint editor, embedded directly within the schematic and layout environments, to define constraints at any design stage is a key point to success. Constraints should include same layer and adjacent layer differential pairs, controlled impedance, net scheduling, match groups, complex and custom topologies, pin-pairs and pin-set rules, min/max/match length and delay, Z-axis clearances, and much more. A plus is the possibility to define package to package constraints for 2D or 3D layouts.

Pourquoi le High Speed PCB Design est-il si crucial de nos jours ? Dans les technologies émergentes et actuelles, vous avez besoin d'une solution qui permette de relever efficacement les défis de conception comme un grand nombre de contraintes, un placement complexe et un réglage des nets, un routage de paires différentielles à haute performance et une technologie HDI/micro-via, tout en optimisant la qualité de la conception de fabrication.

Un ensemble étendu de contraintes est nécessaire pour répondre aux exigences de performance à haute vitesse, que vous fassiez le routage de manière interactive ou automatique de votre High Speed PCB Design. Un environnement unique de gestion des contraintes doit être partagé entre la capture de schémas et le layout, et l'utilisation de l'éditeur de contraintes contextuel, intégré directement dans les environnements de schémas et de mise en page, pour définir les contraintes à n'importe quelle étape de la conception est un point clé du succès. Les contraintes doivent inclure les paires différentielles de même couche et de couche adjacente, l'impédance contrôlée, l'ordonnancement des réseaux, les groupes de correspondance, les topologies complexes et personnalisées, les paires de broches et les règles de brochage, la longueur et le retard min/max/match, les dégagements de l'axe Z, et bien plus encore. Un atout supplémentaire est la possibilité de définir des contraintes de boîtier à boîtier pour les implantations 2D ou 3D.

high speed pcb design

An auto-assisted routing can provide the speed and efficiency of auto-routing in High Speed PCB Design, with complete user control and high quality. Starting with a basic sketch of the route, a designer can draw a sketch path to guide the location for the routing of the connections. Then automation can route individual, dozens, or even hundreds of netlines many times faster than manual routing. The focus must be on quality; little cleanup is needed, better if none at all. The high routing completion rate (typically >90%) can be achieved with the ability to automatically optimize the escapes from components like BGAs so they are optimal for routing without any additional vias. A finer routing process can be applied for routing that does not complete to 100%, extracting the design intent using existing routing to create a local bias to automate the routing process.

Un routage auto-assisté peut offrir la vitesse et l'efficacité du routage automatique dans la conception de PCB à grande vitesse, avec un contrôle complet par l'utilisateur et une qualité élevée. À partir d'un croquis de base du parcours, un concepteur peut dessiner un chemin de croquis pour guider l'emplacement du routage des connexions. L'automatisation peut ensuite acheminer des lignes individuelles, des dizaines, voire des centaines de lignes de réseau plusieurs fois plus rapidement que le routage manuel. L'accent doit être mis sur la qualité ; peu de nettoyage est nécessaire, voire aucun. Le taux élevé d'achèvement du routage (généralement >90%) peut être atteint grâce à la capacité d'optimiser automatiquement les sorties de composants tels que les BGA afin qu'elles soient optimales pour le routage sans vias supplémentaires. Un processus de routage plus fin peut être appliqué pour le routage qui n'est pas achevé à 100%, en extrayant l'intention de conception en utilisant le routage existant pour créer un biais local afin d'automatiser le processus de routage.

This approach allows the designer to develop an optimized routing strategy using sketch plans. These plans can be manipulated like regular traces and contain the same functionality just described.

A real trace plow routing automation can be very useful to guide the routing with dynamic visual feedback while pushing and shoving vias and traces out of the way, and even clearing plane areas as you route. Additional controls should be considered to allow the user to add design tolerances to aid in higher board fabrication yields. When there is a large set of routes that need to be moved, even across rule areas, a dynamic editing capability enables smooth and fast movement of traces while it automatically removes extra segments and maintains high quality. Additionally, in non-symmetric pad arrays where 45-degree routing is prevented, it is necessary to route between pads at odd angles and around pads with curves to escape the most challenging BGA patterns.

 

Cette approche permet au concepteur de développer une stratégie de routage optimisée en utilisant des plans d'esquisse. Ces plans peuvent être manipulés comme des traces régulières et contiennent la même fonctionnalité que celle qui vient d'être décrite.

L'automatisation du routage par trace plow peut être très utile pour guider le routage avec un retour visuel dynamique tout en poussant et en écartant les vias et les traces, et même en dégageant les zones planes pendant le routage. Des contrôles supplémentaires doivent être envisagés pour permettre à l'utilisateur d'ajouter des tolérances de conception afin d'améliorer les rendements de fabrication des cartes. Lorsqu'un grand nombre de routes doivent être déplacées, même à travers des zones de règles, une capacité d'édition dynamique permet un déplacement rapide et en douceur des traces tout en supprimant automatiquement les segments supplémentaires et en maintenant une qualité élevée. De plus, dans les réseaux de pastilles non symétriques où le routage à 45 degrés est impossible, il est nécessaire d'effectuer le routage entre les pastilles à des angles impairs et autour des pastilles avec des courbes pour échapper aux motifs BGA les plus difficiles. Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite)

auto routing before
Before routing
auto routing after
After routing

Net Tuning in High Speed PCB Design

Multiple methods of tuning traces in your design are provided to decrease routing schedules. Automatic tuning can provide the user with the power to open up dense areas of a board to add length to traces where needed. Nets can also be tuned within an autoroute pass, or automatically based on selection to meet length and electrical rules that may also include package lengths and via delay/ lengths. Additionally, automatic phase or saw-tooth tuning of differential pairs is accomplished using the timing constraints.

Once constraints are met, automatic tuning should keep nets tuned even during push and shove operations. While routing interactively, graphic tuning aids can be displayed for guidance, and routes can be automatically tuned as connections are completed. Advanced auto-assisted tuning can let the designer be more interactive and control to precisely add length to meet the most complex constraint definitions. A Dynamic Hazards function should be available to updates as the operator edits nets, providing instant feedback relative to your constraints.

Net Tuning in High Speed PCB Design

Differential Pair Routing

To successfully approach High Speed PCB Design, routing and editing differential pairs must be accomplished with speed and ease, changing the standard view of high-speed design. Impedances must be easily controlled by layer and pair-spacing rules. If one trace is edited, the other trace in the pair should automatically move with it.

Routing differential pairs through staggered pins or dense areas must be easily accomplished using curved and any angle traces. Pad entry and via control should be automated to provide for symmetric pad entry with short convergence. Broadside or adjacent layer differential pair routing capabilities can add another valuable option for routing critical signals on a dense PCB.

Check out a very short demo of differential pair routing with Xpedition in the video below:

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