Розробка конструкції акустичної системи (стр. 14 из 15)
4.3.2 Структура шарів друкованої плати
По умовчанню при створенні нової двосторонньої ДП автоматично встановлюється декілька структурних шарів, які описані нижче. Всього ж можливо зробити 99 шарів за допомогою команди Options > Layers.
Top - верхня сторона плати;
Bottom - нижня сторона плати;
Board - контур обмежуючий розміщення ЕРЕ та трасування на ДП;
Top Mask - маска пайки на верхній стороні плати;
Top Silk - шовкографія з верху плати;
Bot Silk - шовкографія з низу плати;
Top Paste - вставка пайки з верху плати;
Bot Paste - вставка пайки з низу плати;
Top Assy - атрибути на верхній стороні ДП;
Bot Assy - атрибути на нижній стороні ДП.
При натисненні клавіші F вся графічна й текстова інформація переноситься на протилежний шар (наприклад, якщо ви на верхньому шарі Top, то перейдете на Bottom).
4.4 Розміщення ЕРЕ
Розміщення – це визначення оптимального положення ЕРЕ на друкованій платі з урахуванням відповідних вимог й обмежень. Метою розміщення варто вважати максимальне зниження перекручувань сигналів і полегшення наступного трасування друкованих з'єднань. Тому в процесі розміщення виконується мінімізація сумарної довжини зв'язків.
Автоматичні алгоритми розміщення успішно виконують оптимізацію розміщення ЕРЕ по сумарній довжині зв'язків, але вони не враховують такі фактори, як: взаємний вплив ЕРЕ один на одного через магнітні й теплові поля (розмістити ближче один одному або, навпаки, розмістити на платі подалі один від одного); напрямок потоку охолоджувального повітря, особливості установки друкованої плати в несучому конструктиві, зручність настроювання й експлуатації й ін. Тому система ACCEL EDA має крім автоматичних алгоритмів розміщення ЕРЕ, які в більшості випадків не можуть урахувати всі вимоги до розміщення, і інтерактивні (ручні) алгоритми розміщення. Автоматичне й інтерактивне розміщення виконується в модулі SPECCTRA, а в модулі ACCEL PCB – тільки інтерактивне розміщення ЕРЕ.
Одним з найважливіших етапів розробки електронної апаратури є конструкторське проектування. Вихідними даними для нього є результати схемотехнічного проектування, тобто схеми ЕЗ. У свою чергу, результати конструкторського проектування, тобто конструкторська документація та файли управління технологічним устаткуванням є основою технологічного проектування.
На першому місці конструкторського проектування стоїть задача компонування, у процесі вирішення якої однозначно визначаються відповідності між функціональним і конструктивним розподілом електронної апаратури. Задача компонування має два основних аспекти: а) покриття схеми корпусами ЕРЕ, б) розбивка схеми на підсхеми. Задача покриття виникає на етапі введення опису електричної схеми й складається в призначенні схемним макросам (вентилям) номерів виводів корпусів. Задача розбивки схеми на підсхеми виникає при розподілі ЕРЕ по блоках елементів, об'єднавчим панелям, несущим конструктивам. Для рішення завдань компонування використаються інтерактивні алгоритми: користувач вказує для схемного елемента тип корпуса й номер секції, а програма ACCEL Schematic за цими даними визначає номера виводів корпуса.
На другому місці конструкторського проектування є розміщення, а на третьому – трасування друкованих з'єднань.
4.5 Трасування друкованих з'єднань на БДП
В чому полягає завдання трасування? Воно полягає у відшуканні геометрично оптимального способу з'єднань виводів ЕРЕ.
Особливістю проектування планарних конструкцій є те, що в процесі проектування враховується тільки топологічні обмеження (мінімально допустима ширини провідника, зазори і розміри контактних площадок). Класичний алгоритм трасування являє собою розведення лабіринтом або хвилею. Цей алгоритм застосується до будь-якої технології й дозволяє завжди знайти шлях трасування, якщо він існує. Трасування по хвильовому алгоритму використовує сіткову схему, що трактує поверхню розведення як серію дискретних точок (дискретне робоче поле). Кожна точка сітки вимагає декілька біт інформації. Хвильовий алгоритм складається із двох частин: генерації хвилі й побудови траси. Спершу суміжні точки сітки, що не потрапляють під заборону трасування, позначаються як «1». Далі доступні точки сітки, суміжні з позначеними «1», позначаються як «2». Потім аналогічно доступні точки сітки, суміжні «2» позначаються як «3», так, як зображено на малюнку 4.5.1. Генерація хвилі буде тривати доти, поки не буде досягнута кінцева точка ланцюга або поки не буде переглянуті всі порожні доступні крапки сітки або не буде з'ясована неможливість проведення шляху.
| 3 | 2 | 3 | |||||
| 3 | 2 | 1 | 2 | 3 | |||
 | 3 | 2 | 1 | 1 | 2 | 3 | |
| 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 2 | 3 |
| 7 | 3 | 4 | |||||
| 8 | 9 | 10 | 11 | 4 | |||
| 7 | 6 | 5 | |||||
| 8 | 7 | 6 |
Малюнок 4.8 - Хвильовий алгоритм будування траси
В пакет ACCEL EDA входять наступні автотрасирувальники:
- Quick Route - придатний для швидкого розведення найпростіших двошарових ДП.
- PRO Route 2/4 - для двошарових ДП без обмеження числа ЕРЕ або чотирьохшарових ДП при обмеженні в 4000 загальних виводів.
- PRO Route - для 32-шарових БДП без обмеження числа виводів.
- SPECCTRA - для розміщення ЕРЕ й трасування друкованих з'єднань в автоматичному й інтерактивному режимах. Проектує плати до 256 шарів.
- Shape-Based Router – безсітковий автотрасирувальник складних ДП.
4.5.1 Технологія безсіточного трасування
Автотрасирувальник Shape-Based Router. Він призначений для ручного, інтерактивного та автоматичного трасування багатошарових ДП з високою щільністю розміщення компонентів. Особливо ефективний для компонентів з планарними контактами, виконаних у різних системах одиниць вимірювання. Shape-Based Router обробляє ДП, що мають:
- менше 30 шарів;
- менше 4000 компонентів;
- менше 5000 контактів в одному компоненті;
- менше 1000 ланцюгів;
- менше 16 000 електричних з'єднань у проекті.
Ручне трасування друкованних з'єднань або редагування вже протрасованих трас може бути виконаноза допомогою команди Tools/ Manual route. Перед початком роботи на друкованій платі повинні бути розміщені компоненти й визначені з'єднання між контактами компонентів по команді
З допомогою команди Place/Connection перед початком роботи з ДП розміщуємо компоненти та визначені з'єднання між контактами компонентів, а також завантажуємо отриману раніше інформацію про з'єднання командою Utils/Load Netlist. Перевірку на наявність всіх шарів для трасування виконуємо командою Options/Layers і настроюємо шари трасування. Трасування проводиться тільки в сигнальних шарах.
Траса на ДП фіксується з допомогою клацання лівої кнопки миші в місцях початку траси, її зламів і кінця траси. Якщо буде якась помилка на ДП, то вона позначиться маркерами (кружками). Перехід траси з одного шару на іншій з автоматичною вставкою перехідного отвору проводиться при натисканні клавіші номера сигнальних шарів. Клавіша L дозволяє переключати сигнальні шари. Якщо потрібно видалити останній сегмент траси, необхідно визвати контекстне меню з допомогою мишки, де нажати Undo. Якщо ж потрібно перервати трасування, де знаходиться курсор (при натиснутої лівої клавіші миші), можна скористатися клавішею / (слеш). Ця клавіша або перериває прокладку траси, або показує найкоротший шлях до контакту. Цей найкоротший шлях називається оптимізацією частково виконаного трасування, і цей режим включається прапорцем Optimize Partial Route команди Options/Configure.
В процесі виконання ручного трасування при натисненні правої кнопки миші з'являється контекстне меню, де дозволяється виконати такі операції:
- Lock - припинення прокладання траси (траса залишається недорозведеної).
- Exit - завершення прокладки траси (траса залишається нерозведеної);
- Finish — автоматичне завершення траси програмою;
4.5.1.2 Інтерактивне трасування
З допомогою команди в меню, Tools, можна зробити інтерактивне трасування.
- Autorowte Connection (автоматичне трасування 1 з'єднання) —послідовно вказуємо порядок трасування з'єднань.
- Autoroute Net (автоматичне трасування 1 ланцюга) — після вибору потрібного ланцюга буде зроблено її трасування.
- Autoroute Component (автоматичне трасування всіх зв'язків компонента) – вибір компонента проводиться вказівкою мишею на один з його виводів.
- Autoroute Area (автоматичне трасування в обраній області) — необхідно окреслити область друкованої плати, після чого всі з'єднання, що починаються або закінчуються в цій області, будуть проведені автоматично.
Для з'єднання контактів треба клацнути по контакту, до якого підходить потрібний зв'язок. Від контакту до контакту буде прокладена траса з можливими переходами з шару у шар.
При інтерактивному трасуванні виконуються задані атрибути ланцюгів:
- Width – ширина траси;
- Viastyle – стиль перехідного отвору;
- Clearance – розмір будь-якого зазору;
- Padtopadclearance – зазор між контактами компонента;
- Padtolineclearance – зазор між контактом і лінією траси;
- Linetolineclearance – зазор між лініями трас;
- Viatopadclearance – зазор між контактною площадкою та перехідним отвором;
- Viatolineclearance – зазор між контактною площадкою та лінією траси;
- Viatoviaclearance – зазор між контактними площадками.
Якщо результати трасування не задовільняють користувача, то можна виконати наступні команди: