概述
现在的电子规划大多是集成体系级规划,整个项目中既包括硬件整机规划又包括软件开发。这种技能特色向电子工程师提出了新的应战。首要,如安在规划前期将体系软硬件功用划分得比较合理,构成有用的功用结构结构,以防止冗余循环进程;其次,如安在短时刻内规划出高功用高牢靠的PCB板。因为软件的开发很大程度上依靠硬件的完结,只要保证整机规划一次经过,才会更有用的缩短规划周期。本文论说在新的技能布景下,体系板级规划的新特色及新战略。
众所周知,电子技能的开展一日千里,而这种改变的本源,首要一个要素来自芯片技能的前进。半导体工艺日趋物理极限,现已到达深亚微米水平,超大规划电路成为芯片开展干流。而这种工艺和规划的改变又带来了许多新的电子规划瓶颈,广泛整个电子业。板级规划也受到了很大的冲击,最显着的一个改变是芯片封装的品种极大丰富,如BGA,TQFP,PLCC等封装类型的呈现;其次,高密度引脚封装及小型化封装成为一种时髦,以期完结整机产品小型化,如：MCM技能的广泛使用。别的,芯片作业频率的进步,使体系作业频率的进步成为可能。
而这些改变必定给板级规划带来许多问题和应战。首要,因为高密度引脚及引脚尺度日趋物理极限,导致低的布通率;其次,因为体系时钟频率的进步,引起的时序及信号完好性问题;第三,工程师期望能在PC渠道上用更好的东西完结杂乱的高功用的规划。由此,咱们不难看出,PCB板规划有以下三种趋势：
· 高速数字电路(即高时钟频率及快速边缘)的规划成为干流。
· 产品小型化及高功用有必要面对在同一块板上因为混合信号规划技能(即数字、模仿及射频混合规划)所带来的散布效应问题。
· 规划难度的进步,导致传统的规划流程及规划办法,以及PC上的CAD东西很难担任当时的技能应战,因而,EDA软件东西渠道从UNIX转移到NT渠道成为业界公认的一种趋势。
高速数字体系PCB板处理方案
一般状况下,当信号的互连推迟大于边缘信号翻转阀值时刻的20%时,板上的信号导线就会显现出传输线效应,即连线不再是显现集总参数的单纯的导线功用,而是呈现散布参数效应,这种规划即为高速规划。
在高速数字体系规划中,规划者有必要处理由寄生参数所导致的过错翻转及信号失真问题-即时序和信号完好性问题。现在这也是高速电路规划者有必要处理的瓶颈问题。
传统的物理规矩驱动
咱们能够发现在传统的高速电路规划中,电气规矩设定和物理规矩设定是分隔的。这就带来了以下的缺点：
· 在规划前期工程师不得不花费许多精力进行翔实的前后端(即,逻辑树立-物理完结)剖析,以规划出满意电气需求的物理布线战略。
·高速效应是一个杂乱的课题,不能简略的经过布线长度及并行线的操控到达预期的作用。
· 规划者必定会面对这样的窘境,带有假象成分的物理规矩在实践布线中底子不适用,他不得不重复进行规矩修正,使其具有实用价值。
· 当布线完结之后,能够用后验证东西进行剖析。但假如发现问题,工程师有必要返回到规划中,进行结构或规矩的调整。这是一个循环的冗余进程。必定会影响产品上市时刻。
· 当规划中仅有几根或几十根要害线网时,物理规矩驱动能够很好的完结规划使命;但当规划中几百根,乃至几千根线网时,物理规矩驱动的办法就底子无法担任规划使命。
电子技能的开展呼喊新办法、新东西呈现,来处理规划面对的瓶颈问题。为处理物理规矩驱动高速规划的缺点,业界从事高速数字电路规划EDA东西研制的有识之士,在三年条件出了实时电气规矩驱动物理布局布线的设想,从规划思维上对高速数字规划流程进行了变革。
全新的电气规矩驱动：互连归纳
· 互联归纳是实时电气规矩驱动办法的一个典型术语,即在物理布局布线进程中,互联归纳器实时依据电气规矩束缚条件,进行剖析,提取出满意规划者要求的布线战略,使规划一次经过成功。这种办法经过互联归纳将电气需求和物理完结准确的集成起来,从底子上消除物理规矩驱动办法的缺点。
互联归纳流程如下：
· 在东西中输入噪声束缚及时序束缚规矩;
· 时序操控布局,使之满意时序束缚要求;
· 履行信号完好性预优化;
· 板级归纳,保证要害线网满意电气需求;
· 完结一般线网的布线;
· 布线归纳优化。
经过电气规矩驱动的办法就能有用的在规划布局布线之前进行质量评价,检测信号失真状况,确认匹配的线网拓扑结构及恰当的终端匹配结构和阻值。在完结布局布线后,可进行后验证,用软件示波器直观的检测波形。关于这时所发现的时序及失真问题,可用布线归纳优化功用予以处理。
黄金东西组合及规划流程
现在有许多EDA 厂商均能够供给高速体系PCB规划的EDA东西,协助用户在这一范畴中有用的进步规划质量,缩短规划周期。在使用电气规矩驱动办法的EDA体系板级东西中最具代表性的当数美国Mentor Graphics公司ICX软件包。它最早提出了互联归纳概念,也是现在业界最老练的东西组合。该软件包有现在业界盛行的即插即用的特色,它能够集成在许多厂商的PCB经典EDA规划流程中。
混合信号规划处理方案
因为规划小型化成为时髦,顾客需求高功用、低价位的产品,厂商为习惯市场竞争,要求研制人员在尽可能短的时刻内,开宣布不同品种、不同功用装备的高功用低成本的产品,占领市场。这就带给规划者许多新的规划应战。例如：在同一块基板上使用数模混合技能,乃至射频技能,来完结规划小型化及进步产品功用的意图。风行国际的手机便是一个最典型的比如。
业界相同已有相应的处理方案-规划小组、并行规划、派生及规划复用是最典型的战略。
· 传统的串行规划
即电子工程师在完结悉数前端电路规划之后,转交给物理板级规划者完结后端完结。规划周期是电路规划及板级规划时刻之和。
新颖的并行规划
在小型化成为规划干流思维及混合技能被广泛采用之后,串行规划办法就有些掉队了。咱们有必要从规划办法上进行改造,一起使用功用强大的EDA东西来辅佐规划者进行规划,才干习惯及时上市的要求。众所周知,咱们每个人不行能成为一切范畴的专家,也不行能在短时刻内将一切作业完结得最好、最快。规划小组的概念,在这种布景下提出,并得以广泛的使用。现在许多公司均采纳规划小组的办法,协作进行产品开发。
