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多电路板设计规则,加快设计时间

用于安装硬件的一组奇数大小的螺母和螺栓

我非常欣赏我父亲的一件事是,如果你需要一英寸#6盘头机器螺丝,他很可能在他的店里有一个,他可以给你。我想,这并不是因为他有各种不同尺寸的安装硬件,而是因为他的商店非常有条理,他可以很容易地找到所需的零件。然而,当谈到我的车库工作台时,我就不那么有条理了。如果我能在那堆乱七八糟的东西里找到电灯开关,我就觉得今天很不错了。

关键是组织是效率的关键。如果我把我的商店区域整理好,这样我就可以很容易地找到并使用那里的工具和零件,那么我在做家务的时候就会更有效率。同样,我们的PCB设计系统的工作效率也会受到缺乏组织的影响。以设计规则为例。许多设计师倾向于在每个新设计中重新发明他们的设计规则,而不是依赖于一个有组织的系统。当时间至关重要时,这真的可以减慢事情的速度,并且有一些方法可以更有效地使用多电路板设计规则。

多线路板设计规则:一致性和库管理

PCB设计规则通常是为每个正在进行的新项目从头创建的。这可能是因为设计部门没有适当的流程来重用规则,或者是因为PCB设计师选择不去做。无论是哪种方式,它都表明设计工作流程需要更新以提高效率和一致性。如果没有改进,这个工作流可能会导致花费大量额外的时间和精力,以及由于不一致而产生的继承问题。

在多个电路板的设计规则的情况下,每个设计可能最终有不同的规则。通常的期望是,设计师应该足够了解规则,以便他们总是在每个设计中输入相同的值。然而,即使他们的记忆是正确的,输入错误的机会总是存在的。

如果没有一致性,作为整个系统一部分的多个电路板最终可能会根据不同的规则进行检查。在同一制造面板上使用不同的电路板的情况下,这可能是一个更大的问题。如果不同设计之间的一层结构不同,则可能导致制造延迟、糟糕的构建和完全的重新设计。

为了简化多个电路板设计规则的创建,您可以做的最好的事情是保存和管理这些规则以供将来使用。原理图符号例如,仿真模型、设计约束、PCB占地面积和STEP模型都包含在某种结构中,我们称之为库。库可以像数据存储的中央文件目录一样简单,就像把东西扔进桶里一样由多个目录位置和链接组成的复杂系统

无论您如何设置CAD库,都没有理由不能以相同的方式保存设计规则集。为了成功地管理设计规则“库”,你应该将三个基本实践融入到你的系统中:

  • 位置:在所有用户都可以访问的服务器上建立一个集中的位置。通常情况下,设计规则和其他类型的数据被保存在某人的个人电脑上,以备以后使用。这可能会限制其他人的访问,并且保存的文件更有可能被更改或删除。

  • 命名约定:将保存的文件命名为其他人容易识别的文件。日期、描述和工作编号都可以作为文件名。" Joes_really_cool_design_rules.txt "尽管彩色并不是特别有用。

  • 限制写权限:最好想出一种方法,让设计团队成员可以将他们的文件保存到这个位置,但一旦他们在那里就不能编辑这些文件。这可能是一个真正的挫折,发现设计规则的六层板已经改变了,因为你上次使用他们。设计团队成员总是可以将这些规则复制到一个新文件中,进行更改,然后将它们保存在一个新名称下。

一旦你的设计数据存储系统到位,开始使用它来保存这些文件。

在Allegro的约束管理器上的多电路板设计规则的截图

像Allegro的Constraint Manager这样的实用工具简化了设计规则的捕获和编辑

多电路板约束、测试和系统级完整性

即使只有一块电路板,信号完整性和电源完整性也是设计中需要仔细考虑的关键因素。有了更简单的电源,更少的干扰组件,以及更短的信号传输距离,考虑的范围就比今天的多板系统要小得多。

系统级信号完整性和EMI

确保适当的多板信号完整性(SI)的最好方法是拥有可靠和准确的SI分析和仿真工具,以配合您设计过程的每一步。同时拥有高速和低速信号的相互作用肯定会给你的SI带来问题除此之外,所有这些活跃的组件已经有了更大的相声潜力。鉴于此,由于高速信号之间的相互作用,多板设计几乎总是面临更大的EMI风险。

考虑到该工具可以帮助您,或者可能通过您的知识增强其功能,保持模拟和数字信号分开,具有智能跟踪路由(意味着在电路中没有直角跟踪),并保持信号和返回电流紧密耦合,可以显著减轻EMI问题。

设计分区与多板成本分析

根据用途和功能对组件进行物理分组可以在许多方面提高安全性。这个过程被称为PCB分区,允许多板设计将子系统视为一组组件。

适当的PCB分区可以简化时间和提高成本效益,例如:

  1. 模块化,或将标准化单元整合到更大的、多个产品设计中。

  2. 板子间距安装电路在你的外壳

  3. 创建更便宜、更小的板来连接主板,而不是安装昂贵的多层板堆叠。

  4. 和EMI,通过分离模拟和数字电路在你的多板设计。

PCB约束管理器和多电路板辅助

尽管许多约束管理器都配备了阻抗、堆叠、网络和平面选项,您需要完成工作,但一个好的约束管理器还可以说明组件清单和参数,这将使多板设计更容易管理,特别是当您在每个板上处理数千个单独的组件时。

管理高级网络类,设置热要求,能够快速适应约束中的热规范,以及处理信号资格都是您的多板约束管理器的责任部分。

多线路板设计规则中高速路由的截图

像这样复杂的路由依赖于正确的设计规则和约束

多线路板系统架构与设计工具

管理多板系统中的连接器对于系统的整体完整性至关重要。虽然您可能已经正确地计划了一切,但确定连接器在外壳环境中的处理方式,是否有垂直堆叠或水平层的电路板,并适应潜在的腐蚀(环境,电,电解等),在为您的设计确定合适的连接器时都是至关重要的。

考虑连接器需要在整个布局阶段进行仔细的管理,如果需要考虑的还不够多,则可能需要更加仔细地关注设计规则和约束管理器。在经过长时间的重新布线后,当我看到的世界是各种颜色的线条时,这个工具挽救了我很多次。我没有精力去做最后的检查,比如说,通过阻抗值。但是,多亏了刚果民主共和国,我能够看到具体的违规行为,并迅速解决问题,而不是烦恼。

当设计规则最初开始在PCB设计工具中使用时,它们并不是最容易使用的东西。你经常需要浏览多个菜单,填写几个不同的表格。通常,这些系统也没有可靠的方法来保存信息,或者即使它们保存了信息,也会保存在一个未格式化的文本文件中。然而,时代已经变了。

今天的PCB设计系统通常具有通过电子表格类型实用程序访问的高级设计规则和约束。此外,这些规则和约束通常与设计系统中的其他功能相关联。例如,阻抗计算器可以将其值直接输入到规则和约束中,而不是让您手动输入所有数据。

下一步是确保你有最好的武器PCB设计工具可用于设置和使用设计规则和约束。Allegro PCB Designer有电子表格类型的规则和约束系统,我们一直在谈论,可以让你的生活作为一个设计师更容易。有了它,你不仅可以创建和修改你的设计规则,还可以保存它们以备将来使用。

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