Презентация TopoR

Особенности и преимущества
САПР TopoR
Автоматическая гибкая топологическая трассировка соединений в
произвольных направлениях (не только 90º и 45º)
Не правда ли, левый рисунок кажется современным, естественным и
правильным, а правый выглядит крайне непривычно, неправильно и даже
подозрительно?
Назад в будущее?
Однако взглянем на
плату компьютера на
базе процессора Intel
8088, разработанную в
1972 году: очень похожая
разводка.
До появления САПР
конструкторы
успешно
применяли
подобную
технологию.
Что же сегодня позволяет
вновь вернуться к ней?
Какие преимущества это
может дать?
Зачем это нужно?
Пусть необходимо соединить контакты квадратной микросхемы с
двумя параллельными колодками. При ортогональной разводке для
этого требуется достаточно большая площадь.
Зачем это нужно?
Трассировка в произвольных направлениях позволяет уменьшить
ширину фрагмента, а с ней и площадь, на 25%.
Зачем это нужно?
Однако ещё больший эффект даёт
поворот микросхемы: площадь можно
ещё уменьшить более чем в два
раза. И это не какое-то теоретизирование, а реально применяемое
(иногда
единственно
возможное)
решение.
Польза вращения компонентов
30 см2
23 см2
10 см2
Обычно при оценке
занимаемой площади
используется понятие
«охватывающий
прямоугольник».
При повороте микросхемы
на
45°
её
охватывающий прямоугольник увеличился в
ДВА раза, но это не
помешало уменьшить
занимаемую на плате
площадь ВТРОЕ.
Улучшение качества трассировки плат сложной формы
TopoR (100%)
Лучший shape-based трассировщик (56.3%)
Печатные платы, используемые в современной телекоммуникационной и
особенно бытовой технике, зачастую имеют весьма сложную форму,
обусловленную конструкцией устройства.
При этом компоненты приходится располагать под углами, не кратными 90°.
Чаще всего автотрассировщики не обеспечивают 100%-ю разводку
соединений в подобных случаях.
Преимущества any-angle трассировки
Левый и центральный рисунок: между близко расположенными
компонентами обычные трассировщики могут проложить только три проводника.
Правый рисунок: any-angle трассировка позволяет уложить там же четыре
проводника без нарушений DRC.
Any-angle как средство уменьшения помех
Рассмотрим три варианта разводки проводников. На левом рисунке (разводка
под 90)  максимальная длина проводников и максимальный уровень
электромагнитных помех из-за параллельности сегментов. На среднем рисунке
(разводка под 45) уменьшилась и длина, и уровень помех. На правом (anyangle)  минимальная длина проводников, нет параллельных сегментов,
уровень помех пренебрежимо мал.
Эффективная трассировка однослойных плат
При трассировке однослойных
печатных плат TopoR находит
либо однослойную укладку, либо
вариант с минимальным числом
перемычек.
Трассировка гибко-жестких печатных плат
Требования к гибким частям:
 Перпендикулярность
проводников направлению изгиба
 «Шахматное» расположение на
смежных слоях
TopoR (межслойных переходов – 0)
 Металлизированные переходные
отверстия не допускаются
Shape-based router (межслойных переходов – 61)
Оптимизация трассировки BGA компонентов
Рассмотрим трассировку BGA компонентов. Традиционный подход «от
периферии к центру» на каждом следующем слое уменьшает на 8 число
каналов, необходимых для вывода на периферию. Например, для компонента
28×28 с 784 контактами такой метод требует 10 слоёв.
Оптимизация трассировки BGA компонентов
В то же время при разводке «от центра к периферии» число каналов,
необходимых для выхода на периферию, не меняется от слоя к слою, что
позволяет существенно сэкономить на числе слоёв. Для компонента 28×28
хватает 7 слоёв, а для ещё больших  достигается двукратный выигрыш!
Оптимизация трассировки BGA компонентов
Благодаря отсутствию предпочтительных направлений трассировки и глубокой
оптимизации, TopoR обеспечивает качественную трассировку современных BGA
компонентов, что для других трассировщиков представляет собой традиционно
трудную проблему.
Проектирование высокоскоростных плат
САПР
TopoR
позволяет
задавать
ограничения задержек сигналов, в том числе
и дифференциальных, а также выравнивать с
заданной точностью задержки в группе
сигналов или между группами (как в ручном,
так и автоматическом режимах).
В автоматическом режиме выравнивание
осуществляется не последовательно, а
параллельно. Это позволяет рациональнее
использовать
свободное
пространство,
минимизировать число итераций, гибко
использовать допуски.
Влияние расположения проводников на задержку сигнала
Постоянная задержки сигнала (с/мм) зависит от параметров среды
где r – относительная диэлектрическая проницаемость
диэлектрика; а c – скорость света в вакууме (мм/с).
Стеклотекстолит представляет собой стекловолокно,
пропитанное синтетической смолой. Диэлектрическая
проницаемость стекла  9, а смолы – 3.5. Если один из двух
соседних проводников идёт поверх стеклянной нити, а
другой – поверх смолы (в промежутке между нитями), то
задержки двух сигналов могут различаться до 1.5 раз, что
особенно критично для дифференциальных сигналов.
Влияние расположения проводников на задержку сигнала
Специалисты компании Intel рекомендуют прокладывать дифф.
пары либо зигзагообразно, либо под острым углом к сторонам платы,
т.е. практически any-angle.
Редактирование топологии
Ручное и автоматическое перемещение компонентов осуществляется без
нарушения целостности разводки. При
этом
автоматически
вычисляется
оптимальная форма проводников (с
учётом необходимых зазоров). Это
существенно
сокращает
затраты
времени на редактирование топологии:
многократных перекладок проводников с
контролем соблюдения ограничений.
При автоматическом перемещении точки
ветвления проводников и межслойные переходы
устанавливаются в оптимальные положения.
Полигональная разводка
Все проводники слоя на оттрассированной плате можно преобразовать в
полигоны и расширить их до максимально возможных размеров.
Полигональная разводка полезна при проектировании силовых устройств.
Автоматическое устранение «клинчей»
Автоматически обнаруживаются и устраняются клинчи проводников
ВЫВОДЫ
Any-angle трассировка и отказ от преимущественных
направлений трассировки по слоям позволяет:
 уменьшить суммарную длину проводников;
 сократить площадь, занимаемую проводниками;
 понизить уровень перекрестных электромагнитных помех,
как за счет уменьшения длины проводников, так и за счет
снижения уровня их параллельности;
 уменьшить риск рассогласования задержек в группе
сигналов или в дифференциальном сигнале, обусловленный
неоднородностью материала печатной платы;
 снизить риск коробления платы при воздействии тепловых
нагрузок;
 улучшить качество трассировки BGA компонентов.