Altium. Методические указания для выполнению лабораторных работ

изменений, и затем Execute Changes и Close. В результате проделанных действий на плате появятся комнаты, которые расположились автоматически в начале координат. Стоит помнить, что при перемешении комнаты перемешаются и компоненты, закрепленные за ней.

Теперь можно приступить к размешению компонентов. Причем первым действием переместим все компоненты, относящиеся к комнате в соответствующую комнату, затем более корректно разместим компоненты внутри нужного участка. Выполним команду Tools>Component Placement>Arrange Within Room, которая перемешает компоненты принадлежащие указанной комнате.

Рисунок 4.5.1 – Компоненты расположены на плате

4.6 Трассировка проводников

4.6.1 Оптимизация цепей путем перестановки эквивалентных выводов и ячеек

Задача размещения элементов на плате порой бывает очень трудной, ведь необходимо не только учесть схемотехническое решение и конструктивные особенности, но и хотелось бы минимизировать длину соединений. Первые два требования являются основной задачей разработика печатных плат, а третья задача может быть значительно упрощена при использовании логически заменяемых частей на плате.

Сваппирование выводов элементов (логических частей микросхем), это процедура заменырасположения элементов, имеющих одиноковое логическое значение, для минимизации длины и избежания перекрешивания соединений.В программе Altium Designer имеется очень мощный инструментарий для решения данной задачи, позволяющий на любом этапе управлять элементами, пригодными для сваппирования.

51

Для применения операции сваппирования компоненты используемые в схеме должны быть предварительно подготовлены, т.е. необходимо описать логически равные выводы и части микросхем. Для того чтобы описать условия эквивалентности выводов и частей микросхемы, необходимо в режиме редактирования библиотеки выполнить Tools> Pin/Part Swapping>Configure

Рисунок 4.6.1.1 – Окно выбора элемента для ввода информации об эквивалентных частях

Рисунок 4. 6.1.2 – Таблица описания эквивалентности выводов и частей компонента

В графу Pin Group напротив эквивалентных выводов ставятся одинаковые цифры (например 1).

Чтобы описанные данные вступили в силу на схеме необходимо внести эти изменения из библиотеки в схему, для чего выбираем необходимый компонент в панели SCH Library, и после нажатия правой кнопки мыши выбираем Update Schematic Sheet. Следующим действием обновляем плату в соответствии с изменениями на схеме, для чего в режиме редактирования

52

платы выполняем Design>Update Schematic. В редакторе печатных плат для управления сваппированием выводов предназначена группа команд,

вызываемая по Tools>Pin/Part Swapping>Automatic Net/PinOptimizer

Рисунок 4.6.1.3 – Группа команд для оптимизации цепей

Рисунок 4.6.1.4 – Перед выполнением команд оптимизации цепи, разрещение перестановки эквивалентных выводов

Рисунок 4.6.1.5 – Результат оптимизации цепей

4.6.2 Автоматическая трассировка (Situs)

Инструментарий автотрассировки расположен в меню Auto Route. Автоматическая трассировка отдельных элементов дает не очень

53

удовлеторительный результат, т.к. нет возможности настройки ее алгоритма, который может быть указан только для трассировки всей платы.

Соответственно для того чтобы удалить один или не сколько разведеных проводников, следует выполнить Tools>Un-route All, затем выполним Auto Route>All, после чго появится окно Situs Routing Strategiesю

Данное окно служит для настройки стратегии трассировщика Situs. После выбора стратегии трассировки запускаем программу Situs, нажатием кнопки

Route All.

Рисунок 4.6.2.1 – Настройки Situs

54

Рисунок 4.6.2.2 – Результат автотрассировки

– Подключение 3D модели

Риунок 4.6.2.3 – 3D модель (вид вверху)

Риунок 4.6.2.4 – 3D модель (вид снизу)

5. Аналого – цифровое моделирование

САПР Altium Designer позволяет моделировать электрические схемы анологовых и аналог – цифровых устройств, разработанные на дискретных элементах. Моделирование обеспечивает:

+расчет режима работы схемы по постоянному току (расчет «рабочей точки»)

55

+анализ переходных процессов и спектральный анализ

+частотный анализ

+расчет режима по постоянному току при вариации одного или двух источников постоянного напряжения или тока

+расчет спектральной плотности внутреннего шума

+анализ передаточных функций

+анализ вляния изменения температуры на работу схемы

+анализ вляния изменения параметров элементов на работу схемы

+статистический анализ выходных электрических параметров схемы

+расчет допусков на выходые электрические схемы

При проведении моделирования электрическая схема должна содержать только те библиотечные компоненты, которые имеют специалные атрибуты с необходимой для моделирования информацией (норминальный значения параметров, имена моделей и др.)

Для проведения моделирования необходимо также использовать специальные компоненты, описывающие источники напряжений питания и источники внешних сигналов. Эти компоненты находяться в стандартных библиотеках Altium Designer

Рисунок 5.1 – Стандартные библиотеки для моделирования

56

Стоит помнить, что все электрические компоненты должны иметь норминальное значение и математическую модель, описывающие в атрибут.

Ниже проведены процессы добавления математическую модель для резистора, аналогично для транзистора и конденсатора.

Нажмем кнопку Add, затем в появивщемся окне, выбераем Simulation из списка.

57

Выбераем из вкладки Model Sub-Kind тип Resistor. Отметим, что здесь имеется 3 разных тип модели резистора (обычный, полупроводниковый – semiconductor, реостат – Variable resistor).

В результате в таблице свойств компонента показана добавляемая модель

58

5.1 Источники сигналов

Для задания в моделируемой схеме напряжений питания, токов и входных сигналов стандартной формой применяются специальные компоненты, описывающие источники постоянных и переменных напряжений и токов. Эти компоненты находятся в библиотеки Simulation Source. IntLib.

Основные источники напряжений и токов, используемые при моделировании:

+источники постоянного напряжения VSRC и тока ISRC

+источники периодического импульсного напряжения VPULSE и тока

IPULSE

+источники напряжения VSIN и тока ISIN синусодальной формы

+источника напряжения VPWL и тока IPWL произвольной формы, задаваемые кусочно – линейной аппроксимацией.

Подобнее по каждому элементу:

+ VSRC и ISRC

59

Рисунок 5.1.1 – Задание настроек для источника постоянного напряжения

VSRC

Атрибуты моделирования источников VSRC и ISRC

+ VPULSE и IPULSE

Атрибуты моделирования источников VPULSE и IPULSE

60

Перестановка эквивалентных выводов, пар и секций_AD | Altium Designer 23 Руководство пользователя

Содержание

Содержание

• Настройка групп перестановок
  • Группы выводов
  • Группы секций и идентификаторы последовательности
  • Группы пар
  • Управление перестановкой в схеме
  • Включение перестановки эквивалентных выводов, пар и секций на плате
• Выполнение перестановки эквивалентных выводов, пар и секций
  • Интерактивная перестановка эквивалентных выводов, пар и секций
  • Автоматическая оптимизация выводов/цепей
• Передача изменений обратно в схему
  • Отправка изменений из платы в схему
  • Использование преимуществ новой системы перестановки эквивалентных выводов/секций для проектов ПЛИС
    • Начальное назначение входов/выходов
    • Начальная оптимизация соединений
    • Трассировка за пределы посадочного места
    • Оптимизация трассировки за пределы посадочного места
    • Трассировка вручную
    • Финальная оптимизация
    • Перестановка эквивалентных выводов вручную
    • Передача изменений обратно на схему
    • Повторяйте столько, сколько необходимо

Полное содержание

В тесной интеграции с возможностями интерактивной трассировки и создания трассировки, выходящей за пределы корпусов BGA, в Altium Designer работает система перестановки эквивалентных выводов, дифференциальных пар и секций. Эта система предоставляет все преимущества традиционных возможностей перестановки эквивалентных выводов, но также использует преимущества глубокого понимания Altium Designer назначения цепей в проекте. При перестановке эквивалентных выводов Altium Designer анализирует цепь, назначенную выбранному выводу, и динамически переназначает цепь выводу и подключенным проводящим объектам.

Этот уровень функциональности означает, что перестановка доступна для частично растрассированных цепей и предварительно растрассированных цепей на множестве слоев для сложных устройств в корпусах BGA. Также благодаря информации о дифференциальных выводах-парах в ПЛИС доступна перестановка эквивалентных дифференциальных пар.

На уровне плат, эти система включает в себя эффективный модуль автоматической оптимизации, который использует эту информацию для переназначения цепей и упрощения трассировки. Например, система может выполнить обновление соединений множества устройств, для которых была создана трассировка за пределы корпуса на множестве слоев, на основе соответствующих слоев, где эта трассировка расположена, кратчайшей манхэттенской длины трассировки и минимального количества пересечений на каждом слое.

Возможность перестановки частично растрассированных цепей вместе с модулем автоматической оптимизации позволяет использовать иерархическую и итеративную стратегию трассировки: сначала создать трассировку за пределы посадочного места, затем трассировку к краю заданной области для соединения этих двух областей. Автоматическую перестановку можно запустить в любой момент для повторной оптимизации на основе обновленной информации из частично растрассированных цепей.

Существуют три категории перестановки:

• Перестановка эквивалентных выводов
• Перестановка эквивалентных дифференциальных пар
• Перестановка эквивалентных секций

Настройка групп перестановок

Для каждой из категорий перестановки, группы перестановок (swap groups) определяют, что может и что не может быть переставлено в компоненте. В случае с эквивалентными выводами, перестановка доступна для выводов с одним значением группы выводов (pin group). Аналогичным образом, для перестановки эквивалентных пар и секций, значения групп пар (pair group) и групп секций (part group) определяют, какие дифференциальные пары и секции соответственно могут быть переставлены.

Эти группы перестановок компонента настраиваются в диалоговом окне Configure Pin Swapping, показанном на изображении ниже. Открыть это диалоговое окно можно следующими способами:

• В документе платы щелкните ПКМ по компоненту и выберите команду Component Actions » Configure Pin/Part Swapping.
• В документе схемы щелкните ПКМ по компоненту и выберите команду Part Actions » Configure Pin Swapping.
• Нажмите кнопку Configure Component в нижней части диалогового окна Configure Swapping Information In Components (Tools » Configure Pin Swapping).
• Дважды щелкните ЛКМ по какому-либо компоненту в диалоговом окне Configure Swapping Information In Components.

Группы выводов

Вывод компонента доступен для перестановки с другим выводом этого же компонента, если он принадлежит той же группе выводов (т.е. если у них одинаковы значения pin group). Pin group – это атрибут каждого вывода в компоненте, и его значением может быть любая буквенно-цифровая строка. Группы выводов всего компонента могут быть заданы в диалоговом окне Configure Pin Swapping.

Схема с компонентом, состоящим из двух логических элементов ИЛИ-НЕ с пятью входами. Все входные выводы любой из секций логически эквивалентны, что представляет собой идеальную ситуацию для перестановки эквивалентных выводов.

Обратите внимание на схему на изображении выше, которая содержит два логических элемента ИЛИ-НЕ с пятью входами компонента SNJ54S260. Все цепи логического элемента ИЛИ-НЕ, от INA0 до INA4, могут быть переставлены друг с другом. Аналогичным образом, могут быть переставлены цепи от INB0 до INB4, однако цепь INAx не может быть переставлена с цепью INBx.

Ограничения перестановки для элемента ИЛИ-НЕ определяются в диалоговом окне Configure Pin Swapping. Если задать цепям INAx группу перестановок 1, а цепям INBx группу перестановок 2, то перестановка будет выполняться системой только таким образом, что это будет совместимо с логикой компонента. Если для вывода оставить значение группы выводов пустым, то это будет означать, что вывод не доступен для перестановки.

Группы секций и идентификаторы последовательности

Зачастую компоненты состоят из множества эквивалентных секций. Перестановка эквивалентных секций позволяет выполнить перестановку цепей таких эквивалентных секций. Еще раз обратите внимание на компонент, показанный на изображении выше. Оба элемента ИЛИ-НЕ работают одинаково, и цепи (INA0, INA1, INA2, INA3, INA4, OUTA) могут быть переставлены с цепями (INB0, INB1, INB2, INB3, INB4, OUTB).

Настройка перестановки эквивалентных секций компонента осуществляется с помощью групп секций (part group) и идентификаторов последовательности (sequence ID). Это текстовые атрибуты, доступные на вкладке Part Swapping диалогового окна Configure Pin Swapping, как показано ниже. Поскольку две секции могут быть переставлены друг с другом, их группам секций присвоено значение 1, как показано на изображении ниже.

Атрибут sequence ID определяет эквивалентность выводов в секциях, доступных для перестановки. Например, в элементах ИЛИ-НЕ важно, чтобы входные выводы не были переставлены с выходными при перестановке эквивалентных секций. На изображении ниже показано, что значения sequence ID заданы так, чтобы OUTA менялся с OUTB, INA0 менялся с INB0, INA1 менялся с INB1 и т.д.

Настройка групп перестановок эквивалентных секций в диалоговом окне Configure Pin Swapping для компонента с двумя логическими элементами ИЛИ-НЕ с пятью входами.

Обратите внимание, что перестановка эквивалентных секций доступна только для компонентов, созданных в виде секций, поскольку осуществляется перестановка всех цепей между двумя секциями.

Группы пар

Перестановка эквивалентных дифференциальных пар управляется значениями групп пар (

pair group), заданными дифференциальным парам. Атрибут pair group доступен на вкладке Differential Pair Swapping диалогового окна Configure Pin Swapping. На вкладке Differential Pair Swapping доступны три режима, которые могут быть заданы с помощью выпадающего списка в левом нижнем углу диалогового окна.

• Show Pairs From Directives (Отображать пары из директив) – для отображения в таблице дифференциальных пар система будет использовать директивы дифференциальных пар, размещенные в схеме.
• Show Pairs From FPGA (Отображать пары из ПЛИС) – система будет использовать данные о дифференциальных парах, взятую из информации о ПЛИС. Обратите внимание, что этот режим доступен, если компонент является ПЛИС.
• Show All Pins (Отображать все выводы) – система будет отображать все выводы компонентов.

Настройка групп перестановок эквивалентных пар в диалоговом окне Configure Pin Swapping.

Управление перестановкой в схеме

В редакторе плат перестановка эквивалентных выводов, пар и секций выполняется путем перестановки цепей контактных площадок компонентов и подключенных проводящих объектов. При передаче этих изменений в схему, существуют два способа обработки перестановки выводов: перестановка выводов в соответствующем символе или перестановка меток цепей на проводах, присоединенных к выводам. У каждого из этих способов есть свои преимущества и недостатки.

Перестановка эквивалентных выводов всегда работает в схеме, но это может означать, что экземпляр символа компонента больше не соответствует символу, заданному в библиотеке. В этом случае, символ не может быть обновлен из библиотеки, и это также означает, что прочие экземпляры этого компонента в проекте имеют другое расположение выводов. Таким образом, этот способ идеально подходит для простых компонентов, таких как резисторные матрицы.

Выполнение перестановки на схеме путем перестановки меток цепей возможно только в том случае, когда связность задана с помощью меток цепей и если между выводами не заданы проводные связи. Преимуществом этого подхода является то, что символ компонента не изменяется, и его можно будет обновить из библиотеки на более позднем этапе. Этот подход отлично подходит для сложных компонентов, таких как ПЛИС, где физическое перемещение двух выводов символа может привести к некорректному представлению входов/выходов символа.

Вы можете определить, как будут выполняться перестановки, выбрав Adding / Removing Net-Labels или Changing Schematic Pins в разделе Allow Pin Swapping Using these Methods диалогового окна Project Options – Options, как показано ниже.

Эти опции проекта управляют тем, как перестановка эквивалентных выводов будет выполняться на схеме.

Включение перестановки эквивалентных выводов, пар и секций на плате

Атрибуты групп перестановок, необходимые для перестановки эквивалентных выводов, пар и секций в компоненте, хранятся в компонентах на схеме. Тем не менее, эта информация используется именно в редакторе плат. У каждого компонента на плате есть опция, допускающая перестановку эквивалентных выводов.

Опции перестановок компонента на плате доступны в панели Properties, где отображены свойства компонента, когда он выделен в рабочей области. Эти опции находятся в разделе Swapping Options вкладки General.

В диалоговом окне Configure Swapping Information in Components приведен список всех компонентов, используемых в проекте (включая библиотеки SCHlib/PCBlib) с их текущими настройками перестановок. При открытии диалогового окна Configure Swapping Information in Components из редактора плат оно будет включать в себя дополнительный столбец под названием Enable in PCB для включения/отключения перестановок каждого компонента на плате. Чтобы открыть диалоговое окно Configure Swapping Information in Components, используйте команду Tools » Configure Pin Swapping.

Диалоговое окно Configure Swapping Information In Components.

Диалоговое окно Configure Swapping Information in Components включает в себя мощные возможности контекстного меню, что упрощает быстрое копирование настроек из одного компонента в другой и включение/отключение множества компонентов в один клик.

Дважды щелкните ЛКМ по компоненту в диалоговом окне Configure Swapping Information in Components, чтобы открыть диалоговое окно Configure Pin Swapping для этого компонента, где вы можете задать группы перестановок эквивалентных выводов, дифференциальных пар и секций.

Выполнение перестановки эквивалентных выводов, пар и секций

Интерактивная перестановка эквивалентных выводов, пар и секций

Интерактивная перестановка позволяет выполнять в редакторе плат перестановки выводов, дифференциальных пар и секций по одной. Команды интерактивной перестановки находятся в меню Tools » Pin/Part Swapping. После выбора команды из этого меню выводы, доступные для перестановки, будут подсвечены. Шаги, необходимые для выполнения перестановки, отображаются в строке состояния:

1. Первый шаг – выберите один из подсвеченных выводов, который станет источником перестановки выводов. В случае перестановки пар или секций, будет переставлена соответственно дифференциальная пара или секция, к которой принадлежит вывод.
2. Второй шаг – выберите целевой вывод для эквивалентной перестановки. Для перестановки эквивалентных пар или секций, этот вывод будет представлять дифференциальную пару или секцию.

Шаги по интерактивной перестановке секций компонента с двумя логическими элементами ИЛИ-НЕ с пятью входами показаны на двух изображениях ниже. Здесь есть две секции, которые могут быть переставлены, что означает, что можно выбрать любой из их пяти выводов, как показано на изображении выше. Выбранный вывод 8 соответствует секции U2B. Затем система подсветит выводы секции U2A, перестановку с которыми можно выполнить.

На изображении слева показан шаг 1 – выбор вывода для перестановки; доступные выводы подсвечиваются. На изображении справа показан шаг 2 – выбор целевого вывода.

Автоматическая оптимизация выводов/цепей

Модуль автоматической оптимизации выводов/цепей работает в два этапа. Выберите команду Tools » Pin/Part Swapping » Automatic Pin/Net Optimizer из меню редактора плат, чтобы выполнить автоматическую оптимизацию.

Сначала модуль автоматической оптимизации выводов/цепей запускает быструю однократную оптимизацию, которая пытается минимизировать количество пересечений и длину соединений, но может и увеличить их. После этого у вас будет запрошено, хотите ли вы запустить итеративную оптимизацию, которая проводит множество циклов для уменьшения количества пересечений и длины соединений.

Передача изменений обратно в схему

После настройки групп перестановок в диалоговом окне Configure Pin Swapping, изменения сразу же применяются к схемному компоненту, независимо от того, какой редактор был активен при запуске команды. Однако изменения проекта, которые являются результатом выполнения перестановки эквивалентных выводов, дифференциальных пар и секций в редакторе плат, необходимо передать обратно в схему с помощью стандартного процесса Design Update.

Отправка изменений из платы в схему

Перестановки выводов, пар и секций передаются в схему таким же образом, как и другие проектные изменения – с помощью команды Design » Update из главного меню. В зависимости от того, как заданы опции перестановок выводов в диалоговом окне Project Options – Options, перестановки будут выполнены следующим образом:

• Изменение имен выводов – это изменение переместит выводы в символе. На самом деле, выводы не будут перемещены в символе, но будет видно, что два контакта переместились или поменялись местами.
• Перемещение выводов к другим цепям – это изменение поменяет местами метки цепей на присоединенных проводах.
• Изменение идентификатора секции – это изменит индекс секции при выполнении перестановки эквивалентных секций.

На изображении слева показана перестановка эквивалентных выводов, выполненная на схеме путем перестановки выводов. На изображении справа показана перестановка эквивалентных выводов, выполненная перемещением меток цепей.

Если на схеме не отображается результат перестановки эквивалентных выводов или секций, нажмите клавишу End, чтобы обновить вид.

Использование преимуществ новой системы перестановки эквивалентных выводов/секций для проектов ПЛИС

Помимо очевидных преимуществ, предлагаемых перестановкой эквивалентных выводов, пар и секций, возможность перестановки частично растрассированных подцепей обеспечивает новое измерение перестановки, которая идеально подходит для работы с большими ПЛИС. Динамическое переназначение цепей позволяет применять итеративный процесс проектирования с постепенными улучшениями в назначениях выводов/цепей.

Начальное назначение входов/выходов

На этом этапе, выводы ПЛИС и других устройств имеют назначение цепей, наиболее простое для уровня схемы. Обычно это означает простое добавление меток цепей для выводов ПЛИС в числовом порядке шин. Для этого идеально подходит возможность Smart Paste (Умная вставка) редактора схем.

Начальная оптимизация соединений

Проект может быть передан в редактор плат, где будет большое количество пересечений соединений из-за назначения цепей на схеме случайным образом. Запустите команду Automatic Net/Pin Optimizer для быстрого уменьшения большого числа пересечений. На этом этапе результат не должен быть идеальным, поскольку это используется в основном для того, чтобы упростить визуальное управление соединениями на уровне платы.

Трассировка за пределы посадочного места

Теперь может быть выполнено создание фэнаутов и трассировка за пределы посадочного места для больших устройств на плате (щелкните ПКМ по компоненту для выборочного создания фэнаутов/трассировки за пределы посадочного места). Это может ухудшить ранее оптимизированные назначения цепей, но на данном этапе это не существенно.

Оптимизация трассировки за пределы посадочного места

Снова запустите автоматическую оптимизацию. На этот раз, она будет использовать преимущества предварительно растрассированных частей фэнаутов/трассировки за пределы посадочного места.

Трассировка вручную

Теперь вы можете рассматривать концы трассировки за пределы посадочного места в качестве “целей” дальнейшей трассировки. Игнорируйте текущие линии подключения, поскольку вы можете трассировать от других концов цепей в направлении ближайшей входной/выходной трассы за пределы посадочного места (в пространственном отношении и по слоям) на плате, а не в направлении трассы, принадлежащей той же цепи. Соединения не будут совпадать. Вместо этого вы получите ряд малых зазоров между трассировкой из входных/выходных выводов ПЛИС и трассировкой из других компонентов на плате. На изображении ниже слева показан простой пример этого.

Финальная оптимизация

Запустите автоматическую оптимизацию снова, чтобы растрассированные подцепи были назначены ближайшим входным/выходным выводам ПЛИС. Получится набор очень коротких соединений, которые нужно завершить. Модуль автоматической оптимизации использует специальные алгоритмы для получения хороших результатов. Теперь эти соединения можно растрассировать в интерактивном или автоматическом режиме.

Перестановка эквивалентных выводов вручную

Используйте инструменты интерактивной переставноки, чтобы выполнить перестановку определенных выводов, если необходимо.

Передача изменений обратно на схему

Когда вы готовы передать эти назначения цепей выводам обратно на схему, рекомендуется отключить изменения выводов схемных символов, поскольку ПЛИС зачастую представлены многосекционными компонентами, где каждый банк выводов является отдельной секцией на схеме. Перемещение выводов из одной секции в другую приведет к тому, что эти символы станут логически некорректными, поскольку символ банка будет включать в себя выводы, которые не принадлежат этому банку. В этом случае, правильным подходом будет выполнение перестановки выводов путем изменения меток цепей.

Повторяйте столько, сколько необходимо

Этот процесс можно повторить столько раз, сколько необходимо, и на любом этапе процесса проектирования.

Замена выводов, пар и частей в проекте в Altium Designer | Altium Designer 23 Руководство пользователя

Содержание

Содержание

• Настройка групп составов
  • Группы PIN -контактов
  • Группы деталей и идентификаторы последовательности
  • ПАРЫ
  • Контроль, как замена выполняются на Schematic
  • . , и замена деталей на печатной плате
• Выполнение замены контактов, пар и деталей
  • Интерактивная замена контактов, пар и деталей
  • Автоматический оптимизатор выводов/цепей
• Передача изменений обратно в схему
  • Передача изменений с печатной платы в схему
  • Использование преимуществ новой системы замены выводов/деталей с проектами FPGA
    • Начальный ввод/вывод Назначение
    • Начальная оптимизация соединения
    • Маршрутизация выхода
    • Оптимизация соединения с выходом
    • Маршрутизация вручную
    • Окончательная оптимизация
    • Замена контактов вручную
    • Распространение изменений обратно на схему
    • Повторять столько раз, сколько необходимо

Все содержимое

В гармонии с интерактивной трассировкой Altium Designer и возможностями обхода BGA работает система замены контактов, дифференциальных пар и деталей. Эта функция обеспечивает все преимущества традиционных систем перестановки выводов, но при этом использует глубокое понимание Altium Designer назначений цепей в проекте. Во время операции перестановки выводов Altium Designer анализирует цепь, назначенную выбранному выводу, и динамически переназначает цепь на выводе и любом подключенном медном проводе.

Этот уровень функциональности означает, что частично разведенные цепи и предварительно разведенные многослойные переходы от сложных устройств BGA могут быть заменены местами. Дифференциальные пары также можно поменять местами, используя знания о дифференциальных парах выводов на ПЛИС.

На уровне платы система включает мощный автоматический оптимизатор, который использует эту информацию для динамического переназначения цепей для улучшения маршрутизации. Например, система может выполнить повторное подключение к нескольким устройствам, которые были маршрутизированы на нескольких уровнях. Он будет назначать их на основе соответствующих слоев путей эвакуации, кратчайшего расстояния маршрутизации Манхэттена и минимального количества пересечений на каждом слое.

Добавление частичной перестановки маршрутизируемых цепей вместе с автоматическим оптимизатором дает вам возможность применять иерархическую и итеративную стратегию маршрутизации, сначала обход устройств маршрутизации, а затем маршрутизацию к краю заданной области, что приводит к окончательному соединению этих секций. вместе. В любое время автоматический своппер можно запустить повторно для повторной оптимизации на основе обновленной информации, предоставленной частично маршрутизируемыми цепями.

Существует три категории обмена:

• Замена контактов
• Дифференциальная замена пар
• Замена частей.

Настройка групп подкачки

Для каждой категории подкачки группы подкачки определяют, что можно и что нельзя менять местами внутри компонента. В случае замены контактов контакты внутри компонента, которые имеют общую группу контактов , могут быть заменены друг другом. Точно так же для замены пар и частей это группа пар и 9. 0084 часть группы значений, которые определяют, что дифференциальная пара или подчасть могут быть заменены соответственно. Группы подкачки для компонента настраиваются в диалоговом окне Configure Pin Swapping , показанном на изображении ниже. Доступ к нему возможен следующими способами:

• В документе платы щелкните компонент правой кнопкой мыши и выберите Component Actions » Configure Pin/Part Swapping .
• В документе схемы щелкните компонент правой кнопкой мыши и выберите Действия с частями » Настройка перестановки контактов .
• В документе схемы нажмите кнопку Configure Component в нижней части диалогового окна Configure Swaping Information In Components ( Tools » Configure Pin Swapping ).
• В документе платы нажмите кнопку Configure Component в нижней части диалогового окна Configure Swaping Information In Components ( Tools » Pin/Part Swapping » Configure ).
• Дважды щелкните любой из компонентов в диалоговом окне Настройка информации о подкачке в компонентах .

Параметры и элементы управления диалогового окна «Настройка замены контактов»

Вкладка «Переключение контактов»

Вкладка « Замена контактов»

Вывод компонента может быть заменен другим выводом в этой группе, если он принадлежит к тому же выводу . Используйте эту вкладку диалогового окна для просмотра и организации групп выводов для вашего компонента.

• Состояние контакта — перечисляет обозначение , Название контакта , Сеть , Шина , Тип и Номер детали для каждого контакта 9. Вы можете сгруппировать данные в соответствии со своими предпочтениями или требованиями проекта, перетащив заголовки столбцов в область . Перетащите сюда заголовок столбца, чтобы сгруппировать его по области столбца. Вы также можете изменить порядок заголовков столбцов, перетащив их в другой порядок по горизонтали.
• Swap Data — перечисляет информацию группы выводов для каждого контакта, подлежащего замене. Дважды щелкните столбец Pin Group , чтобы переименовать группу.

Контекстное меню

• Показать/скрыть столбцы – используйте для настройки видимых столбцов.
• Назначить группы перестановки выводов по — автоматически назначать группы перестановки выводов с помощью Обозначения , Имя контакта , Сеть , Шина , Тип , Номер детали , Режим детали , или Группа контактов . Выберите несколько контактов, прежде чем щелкнуть правой кнопкой мыши, чтобы назначить группы одновременно.
• Добавить в группу обмена контактами — используйте для создания новых или добавления к существующим группам обмена контактами. Новые группы перестановки контактов автоматически именуются с использованием числовых значений (например, 1, 2, 3 и т. д.). Вы можете добавить более одного контакта одновременно, выбрав несколько контактов перед щелчком правой кнопкой мыши.
• Удалить из группы замены контактов — используйте для удаления выбранных контактов из группы замены контактов. Вы можете удалить более одной булавки одновременно, выбрав несколько булавок перед щелчком правой кнопкой мыши.

Вкладка «Переключение дифференциальных пар»

Вкладка «Переключение дифференциальных пар»

Перестановка дифференциальных пар регулируется значением группы пар для дифференциальной пары. Используйте эту вкладку диалогового окна для просмотра и организации групп пар для вашего компонента.

• Состояние контакта — перечисляет обозначение , Имя контакта , Сеть и Тип для каждого контакта. Вы можете сгруппировать данные в соответствии со своими предпочтениями или требованиями проекта, перетащив заголовки столбцов в область . Перетащите сюда заголовок столбца, чтобы сгруппировать его по области столбца. Вы также можете изменить порядок заголовков столбцов, перетащив их в другой порядок по горизонтали.
• Swap Data — перечисляет парную группу информация для каждой пары, подлежащей обмену. Дважды щелкните столбец Pair Group , чтобы переименовать группу.

Контекстное меню

• Показать/скрыть столбцы – используйте для настройки видимых столбцов.
• Добавить в группу обмена парами — используйте для создания новых или добавления к существующим группам обмена парами. Новые группы обмена парами автоматически именуются с использованием числовых значений (например, 1, 2, 3 и т. д.). Вы можете добавить более одной пары одновременно, выбрав несколько пар перед щелчком правой кнопкой мыши.
• Удалить из группы обмена парами — используйте для удаления выбранных пар из группы обмена парами. Вы можете удалить несколько пар одновременно, выбрав несколько пар, прежде чем щелкнуть правой кнопкой мыши.

Вкладка «Замена деталей»

Вкладка «Замена деталей»

Замена деталей для компонента настраивается с помощью атрибутов группы деталей и идентификатора последовательности . Атрибут ID последовательности определяет эквивалентность контактов между заменяемыми частями. Используйте эту вкладку диалогового окна для просмотра и организации групп деталей для ваших компонентов.

Контекстное меню

• Добавить в группу замены деталей — используйте для создания новых или добавления в существующие группы замены деталей. Новые группы замены деталей автоматически именуются с использованием числовых значений (например, 1, 2, 3 и т. д.). Вы можете добавить более одной детали одновременно, выбрав несколько деталей перед щелчком правой кнопкой мыши.
• Удалить из группы замены деталей — используйте для удаления выбранных деталей из группы замены деталей. Вы можете удалить более одной детали одновременно, выбрав несколько деталей перед щелчком правой кнопкой мыши.
• Показать/скрыть столбцы  – используйте этот параметр, чтобы определить, какие столбцы будут отображаться на вкладке диалогового окна.
• Назначить/удалить порядковый номер детали  – атрибут ID последовательности  определяет эквивалентность контактов между взаимозаменяемыми частями. Создайте новые или добавьте к существующим группам ID последовательности. Вы можете добавить или удалить более одной части последовательности с идентификатором одновременно, выбрав несколько частей, прежде чем щелкнуть правой кнопкой мыши. Новым группам автоматически присваиваются имена с использованием числовых значений (например, 1, 2, 3 и т. д.). Дважды щелкните в пределах  Идентификатор последовательности , чтобы переименовать группу.

Группы выводов

Вывод компонента может быть заменен другим выводом в этом компоненте, если он принадлежит к той же группе выводов (имеет такое же значение группы выводов ). Группа контактов является атрибутом каждого контакта в компоненте, и ее значением может быть любая буквенно-цифровая строка. Группы контактов для всего компонента настраиваются в диалоговом окне Configure Pin Swapping.

Схема, содержащая компонент двойного 5-входового положительного вентиля НЕ-ИЛИ. Каждый из входных контактов для каждой части логически эквивалентен и представляет собой идеальную ситуацию для замены контактов.

Рассмотрим схему, показанную на изображении выше, которая содержит два вентиля ИЛИ-НЕ с 5 входами для компонента SNJ54S260. Каждая из цепей, от INA0 до INA4, может быть заменена друг другом из-за особенностей NOR Gate. Точно так же можно поменять местами каждую из цепей от INB0 до INB4, однако цепь INAx нельзя поменять местами с цепью INBx.

Ограничения перестановки для вентиля NOR определяются в диалоговом окне Configure Pin Swapping . Присвоение цепям INAx группы подкачки 1, а цепям INBx группе подкачки 2 гарантирует, что замена будет выполняться системой только таким образом, чтобы это соответствовало логике компонента. Если оставить значение группы контактов для контакта пустым, это означает, что контакт недоступен для замены.

Группы деталей и идентификаторы последовательностей

Обычно компонент состоит из нескольких функционально эквивалентных частей. Замена деталей позволяет менять местами цепи таких эквивалентных частей. Рассмотрим еще раз компонент, показанный на изображении выше. Оба вентиля NOR имеют идентичную функциональность, а цепи (INA0, INA1, INA2, INA3, INA4, OUTA) могут быть заменены цепями (INB0, INB1, INB2, INB3, INB4, OUTB).

Замена детали для компонента настроена с помощью часть группы и идентификатор последовательности атрибуты. Оба эти атрибута являются текстовыми и доступны на вкладке Part Swapping диалогового окна Configure Pin Swapping, как показано ниже. На изображении ниже также показаны настройки группы деталей и идентификатора последовательности , соответствующие компоненту, показанному на изображении выше. Группа деталей указывает, какие части могут быть заменены друг другом. Две подчасти можно поменять местами, и, следовательно, на изображении ниже их группам деталей присваивается одно и то же значение 1.

Атрибут ID последовательности определяет эквивалентность контактов между взаимозаменяемыми частями. В примере с вентилем ИЛИ-НЕ важно, чтобы входные контакты не менялись местами с выходными контактами, когда происходит замена частей. На изображении ниже показано, что последовательность с идентификатором установлена ​​таким образом, что OUTA заменяется на OUTB, INA0 заменяется на INB0, INA1 заменяется на INB1 и так далее.

Настройка групп замены деталей в диалоговом окне «Настройка замены контактов» для компонента Dual 5-Input NOR Gate.

Обратите внимание, что замена деталей доступна только для компонентов, разработанных как составные части, поскольку она основана на замене всех цепей между двумя составными частями.

Группы пар

Перестановка дифференциальных пар определяется значением группы пар для дифференциальной пары. Доступ к атрибуту группы пар осуществляется на вкладке Замена дифференциальных пар диалогового окна Настройка замены контактов. В дифференциальной парной перестановке есть три режима.0098, которую можно настроить, открыв раскрывающийся список в левом нижнем углу.

• Показать пары из директив — Система будет использовать директивы дифференциальных пар, размещенные на схеме, для заполнения дифференциальных пар в таблице.
• Показать пары из FPGA — система будет использовать данные о дифференциальных парах, полученные из информации FPGA, доступной компоненту, для спаривания контактов. Обратите внимание, что этот режим доступен, когда компонент представляет собой ПЛИС.
• Показать все выводы — Система отобразит все выводы компонентов.

Настройка групп Pair Swap в диалоговом окне Configure Pin Swapping.

Управление выполнением замены на схеме

В редакторе печатных плат замена выводов, пар и деталей выполняется путем замены цепей на контактных площадках компонентов и соответствующей меди. Когда изменения вносятся в схему, существует два способа перестановки контактов: либо путем замены контактов на символе компонента, либо путем замены меток цепей на проводах, прикрепленных к контактам. Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки.

Замена выводов всегда будет работать на схеме, но это может означать, что этот экземпляр символа компонента больше не совпадает с тем, который был определен в библиотеке. В этой ситуации это означает, что символ нельзя обновить из библиотеки, а также это означает, что другие экземпляры того же компонента в этом проекте будут иметь другое расположение выводов. Таким образом, этот подход идеально подходит для простых компонентов, таких как массивы резисторов.

Выполнение замены на схеме путем замены меток цепей возможно только в том случае, если соединение установлено через метки цепей и если выводы не жестко соединены друг с другом. Преимущество этого подхода заключается в том, что символ компонента не изменяется и может быть обновлен из библиотеки позднее. Этот подход является лучшим выбором для сложных компонентов, таких как FPGA, где физическое перемещение двух выводов на символе может привести к неправильному представлению символа на основе блока ввода-вывода.

Вы можете определить, как выполняются замены, выбрав параметры Добавление/удаление меток цепей или Изменение выводов схемы в разделе Разрешить замену выводов с использованием этих методов в диалоговом окне «Параметры проекта — Параметры», как показано ниже. .

Эти параметры проекта управляют обновлением перестановки выводов в документах схемы.

Включение замены контактов, пар и деталей на плате

Параметры замены для компонента платы можно настроить на панели свойств, которая представляет свойства этого компонента, когда он выбран в пространстве дизайна. Варианты можно найти в Параметры замены области вкладки Общие .

Параметры замены компонентов печатной платы также можно определить в диалоговом окне  Настройка информации о замене в компонентах , в котором перечислены все компоненты, используемые в проекте (или библиотеке), с их текущими настройками замены. При доступе из редактора плат диалоговое окно включает дополнительный столбец для включения/выключения замены каждого компонента на плате, который называется Enable в PCB .

Доступ к диалоговому окну «Настройка обмена информацией в компонентах» можно получить из редактора схем, редактора библиотек схем и редактора плат следующим образом:

• редактор схем/редактор библиотеки схем Замена команды из главного меню.
• Редактор печатных плат — выбрав команду Tools » Pin/Part Swapping » Configure из главного меню.

Атрибуты группы подкачки  , необходимые для настройки замены выводов, пар и деталей внутри компонента, хранятся в компонентах схемы. Однако эта информация используется именно в редакторе печатных плат, и каждый компонент печатной платы имеет возможность разрешить перестановку выводов. Поэтому может быть проще использовать диалог из редактора плат.

Используйте диалоговое окно Настройка информации о подкачке в компонентах , чтобы быстро определить перестановку между компонентами. Диалоговое окно включает в себя мощное контекстное меню, позволяющее очень легко быстро копировать настройки из одного компонента в другой или включать/отключать несколько компонентов одним щелчком мыши.

Диалоговое окно Настройка обмена информацией в компонентах .

Параметры и элементы управления диалогового окна «Настройка информации о замене в компонентах»

Если флажок недоступен, дважды щелкните компонент, чтобы открыть диалоговое окно «Настройка замены контактов» и настройте параметры замены контактов/деталей в разделе «Замена контактов» и/или или  Замена деталей  вкладки. Компоненту должны быть назначены группы замены контактов/деталей, чтобы можно было использовать замену контактов/деталей.

• ​ Настроить компонент — нажмите, чтобы открыть диалоговое окно «Настройка замены контактов», чтобы настроить параметры замены для контактов и составных частей каждого компонента на плате.
• Показывать только компоненты с информацией о замене — установите этот флажок, чтобы отображать только те компоненты, для которых разрешена замена контактов и/или деталей.

Двойной щелчок по компоненту в диалоговом окне «Настроить информацию о замене в компонентах» откроет диалоговое окно «Настройка замены контактов» для этого компонента, в котором можно определить параметры группы замены для контактов, дифференциальных пар и подкомпонентов с более широкими возможностями управления.

Выполнение замены выводов, пар и деталей

Интерактивная замена выводов, пар и деталей

Интерактивная замена позволяет заменять выводы, дифференциальные пары или части по одной в редакторе плат. Команды интерактивной замены находятся в подменю Инструменты » Замена контактов/деталей (команды Интерактивная замена контактов/цепей , Интерактивная замена дифференциальных пар и Интерактивная замена деталей  ). Как только команда выбрана в меню, все в пространстве дизайна платы маскируется (бледнеет), кроме тех объектов, которые можно поменять местами. Следите за Строка состояния , она предложит вам следующее действие. Шаги, необходимые для выполнения замены, отображаются в строке состояния:

1. Первым шагом является выбор одного из выделенных контактов, который станет источником замены контактов. В случае замены пары или части дифференциальная пара или часть, которой принадлежит контакт, будут впоследствии заменены местами.
2. Второй шаг — выбрать целевой контакт для замены. Для замены пары или части этот вывод будет представлять дифференциальную пару или часть.

На двух изображениях ниже показаны этапы интерактивной замены компонентов двойного 5-входового вентиля ИЛИ-НЕ. Есть две части, которые можно поменять местами, то есть можно выбрать каждый из пяти контактов, как показано на изображении выше. Контакт 8 выбран в соответствии с подразделом U2B. Затем система выделяет контакты подкомпонента U2A, которые можно поменять местами.

  Первое изображение, шаг 1 – выберите контакт, который нужно поменять местами, доступные контакты будут выделены. Второе изображение, шаг 2 — выберите целевой контакт.

Автоматический оптимизатор контактов/цепей

Автоматический оптимизатор контактов/цепей представляет собой двухэтапный инструмент. Выберите Tools » Pin/Part Swapping » Automatic Pin/Net Optimizer в меню редактора плат, чтобы выполнить автоматическую оптимизацию.

Автоматический оптимизатор выводов/цепей сначала запускает быстрый однопроходный оптимизатор, который пытается свести к минимуму пересечения и длину соединения, но на самом деле может увеличить их. Когда это будет завершено, вас спросят, хотите ли вы запустить итеративный оптимизатор. Итеративный оптимизатор выполнит несколько проходов, пытаясь уменьшить количество пересечений и длину соединений.

Передача изменений обратно в схему

При настройке групп подкачки в диалоговом окне Configure Pin Swapping сделанные вами изменения немедленно применяются к компонентам схемы, независимо от того, какой редактор был активен при запуске команды . Тем не менее, изменения конструкции, которые являются результатом замены контактов, дифференциальных пар или частей в редакторе печатных плат, распространяются обратно на схему с помощью стандартного обновления Design Update 9.Процесс 0098.

Перенос изменений с платы на схему

Замены выводов, пар и деталей передаются обратно на схему так же, как и другие изменения проекта — путем выбора Design » Update в меню. В зависимости от того, как настроены параметры «Разрешить замену выводов» в диалоговом окне «Параметры проекта — параметры» , замена выводов будет выполняться следующим образом:

• Изменить имена выводов — это изменение приведет к перемещению выводов на символе. На самом деле булавки на символе не перемещаются, но визуально будет видно, что две булавки переместились или поменялись местами.
• Переместить выводы в разные цепи — это изменение поменяет местами метки цепей на присоединенных проводах.
• Изменить идентификатор подчасти — это изменение изменит индекс подчасти при замене детали.

 

На первом изображении показана замена контактов на схеме путем замены контактов. На втором изображении показан обмен, разрешенный путем перемещения меток цепей.

Если схема не обновляется, чтобы показать замененные выводы или детали, нажмите клавишу End , чтобы обновить дисплей.

Использование преимуществ новой системы замены выводов/деталей в конструкциях FPGA

Помимо очевидных преимуществ, которые обеспечивает интеллектуальная замена выводов, пар и частей, возможность замены частично маршрутизируемых подсетей привносит новое измерение в обмен, т.е. идеально подходит для работы с ПЛИС большой емкости. Динамическое переназначение цепей позволяет вам использовать многоэтапный процесс проектирования с постепенно уточняющимися назначениями выводов/цепей

Начальное назначение ввода/вывода

способ проще всего на схематическом уровне. Обычно это означает просто добавление меток цепей в числовом порядке шины к контактам на ПЛИС. Для этого идеально подходит функция Smart Paste в редакторе схем.

Начальная оптимизация соединения

Проект может быть перенесен на топологию печатной платы, где будет много пересечений соединений из-за случайного назначения на уровне схемы. Выполнение команды Tools » Pin/Part Swapping » Automatic Net/Pin Optimizer , которая использует информацию о выводах и цепях для динамического переназначения цепей и улучшения маршрутизации, быстро обеспечит значительное сокращение количества пересечений. Например, система может повторно подключить несколько устройств BGA, которые были проложены на нескольких слоях документа печатной платы. Результат еще не должен быть идеальным, поскольку он используется в первую очередь для того, чтобы сделать соединения более визуально управляемыми на уровне печатной платы.

После запуска команды запускается автоматический оптимизатор выводов/цепей. Это двухэтапный инструмент, который сначала запускает быстрый однопроходный оптимизатор, который пытается свести к минимуму пересечения и длину соединения, но на самом деле может их увеличить. Когда это будет завершено, вас спросят, хотите ли вы запустить итеративный оптимизатор. Итеративный оптимизатор выполнит несколько проходов, пытаясь уменьшить количество пересечений и длину соединения. Результаты оптимизации отображаются после завершения работы оптимизатора.

Маршрутизация выхода

Маршрутизация разветвления и разветвления теперь может выполняться на больших устройствах на печатной плате (щелкните компонент правой кнопкой мыши, чтобы выборочно выполнить разветвление/разветвление). Это может ухудшить ранее оптимизированные задания, но на данный момент это не имеет значения.

Оптимизация экранированного соединения

Запустите автоматический оптимизатор еще раз. На этот раз он воспользуется преимуществами предварительно проложенных секций разветвленной/побеговой маршрутизации.

Маршрутизация вручную

Теперь вы можете рассматривать концы путей эвакуации как «цели», к которым нужно двигаться. Игнорирование фактических линий соединения из-за того, что вы можете маршрутизировать от других концов цепей к ближайшему скрытому маршруту ввода-вывода (пространственно и по уровню) на печатной плате, а не к тому, который находится в той же сети. Соединения не будут выравниваться. Вместо этого вы получите ряд небольших зазоров между трассировкой выхода из контактов ввода-вывода FPGA, а также вашей трассировкой, идущей от других частей печатной платы. На изображении ниже показан простой пример этого.

 

Окончательная оптимизация

Запустите автоматический оптимизатор еще раз, и он назначит маршрутизируемые подсети ближайшему из возможных изолированных выводов ввода-вывода. Это оставит вас с набором очень коротких соединений для завершения. Автоматический оптимизатор имеет специальные процедуры для получения хорошего результата в этом случае. Теперь их можно маршрутизировать интерактивно или автоматически.

Ручная замена выводов

Используйте интерактивный переключатель для выполнения любых необходимых изменений перестановки выводов.

Распространение изменений обратно в схему

Когда вы будете готовы передать эти назначения контактов обратно в схему, рекомендуется отключить изменения контактов в символах схемы. Это связано с тем, что FPGA часто представляются как компоненты, состоящие из нескольких частей, где каждый набор выводов представляет собой отдельную часть схемы. Перемещение булавок из одной части в другую приведет к тому, что эти символы станут логически неправильными, поскольку символ банка будет включать в себя булавки, которые не принадлежат этому банку. В этой ситуации правильным подходом является перестановка выводов путем изменения меток цепей.

Повторять столько раз, сколько необходимо

Этот процесс можно запускать столько раз, сколько необходимо, и в любой момент процесса проектирования.

Инструменты для замены выводов | Онлайн документация для Altium Products

Содержание

• РЕЗЮМЕ
• ACCESS
• ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
• Советы
• Интерактивное обмена деталей
• Настройка групп SWAP
• Группы PIN -группы
• Парни и последовательные идентификаторы
• ПАРЫ ПАРЫ
• .0011
• Управление заменой выводов на схеме
• Включение замены выводов, пар и деталей на печатной плате
• ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАМЕНЫ ВЫВОДОВ, ПАР И ДЕТАЛЕЙ
• Интерактивная замена выводов, пар и деталей
• Автоматический оптимизатор выводов/цепей
• 1
• 1 ПЕРЕДАЧА ИЗМЕНЕНИЙ ОБРАТНО В СХЕМУ
• Внесение изменений с печатной платы в схему

Определив соответствующие группы выводов и активировав замену выводов для необходимых компонентов, теперь можно выполнить фактический процесс замены выводов. Когда документ печатной платы активен, инструменты замены контактов доступны из  Инструменты   »   Замена контактов/деталей  подменю.

Перед выполнением каких-либо операций по замене контактов на плате рекомендуется полностью синхронизировать проекты печатных плат. Это позволяет безболезненно и эффективно передавать последующие данные о перестановке выводов между проектами.

Во время операции замены выводов SOLIDWORKS PCB анализирует цепь, назначенную выбранному выводу, и динамически переназначает цепь на любой подключенной трассировке, а также вывод. Этот уровень функциональности означает, что частично разведенные цепи и предварительно разведенные многослойные переходы от сложных устройств BGA могут быть заменены местами. Дифференциальные пары также можно поменять местами, используя знания о дифференциальных парах выводов на ПЛИС.

Автоматическое переключение выводов может быть выполнено для любого или всех компонентов FPGA в документе, в зависимости от того, разрешено ли переключение выводов для этих компонентов или нет. Эта функция обеспечивается мощным автоматическим оптимизатором, который вызывается с помощью команды Automatic Net/Pin Optimizer .

Оптимизатор использует двухэтапный процесс: Быстрый  проход оптимизации, за которым следует Итеративный  проход. Вы сами решаете, следует ли запускать итеративный проход, но, как правило, это хорошая идея для достижения оптимальных результатов.

Оптимизатор попытается найти оптимальное расположение выводов для маршрутизации, соблюдая заданные настройки группы выводов. Общая длина разводки и количество пересечений сети являются ключевыми факторами при разводке печатной платы, и оптимизатор сосредоточится на том, чтобы свести как длину разводки, так и количество пересечений к минимуму.

На рис. 1 показан пример устройства FPGA на печатной плате, которая была повернута на 180 градусов для создания хаотичного рисунка соединения.

Рисунок 1. Соединения для устройства FPGA до автоматической замены контактов.

На Рисунке 2 показано, как можно с большим успехом использовать автоматический инструмент Optimizer для получения оптимизированного набора назначений выводов, из которых выполняется маршрутизация. Результаты оптимизации представлены до фиксации обновления на печатной плате.

Рисунок 2. Соединения для одного и того же устройства FPGA после оптимизации перестановки контактов.

Для более удобного ручного управления предусмотрена интерактивная функция замены контактов. Вызывается с помощью  Interactive Pin/Net Swaping  и Interactive Differential-Pair Swaping  , эта функция позволяет выполнять точную настройку и дает возможность выполнять любое количество отдельных перестановок контактов — опять же, в соответствии с уже настроенными группами контактов. Фактически обычно может выполняться последовательность процессов обмена. Например, сначала можно запустить автоматический инструмент оптимизатора, а затем использовать интерактивный инструмент (инструменты) для точной настройки пары неуместных цепей/выводов.

Если какие-либо компоненты FPGA в проекте связаны из-за многоканальности проекта (например, U1_X1, U1_X2), их необходимо оптимизировать вместе. При использовании интерактивного инструмента замены выводов замена не может быть выполнена на связанном компоненте, и появится диалоговое окно, предупреждающее вас об этом факте. Например, если U1_X2 связан с U1_X1, оба компонента должны быть оптимизированы вместе, но интерактивная замена контактов может выполняться только на U1_X1.

Сводка

Эта команда используется для оптимизации соединений цепей (что является итеративным процессом) компонентов, для которых разрешена замена контактов, поэтому контакты могут быть заменены местами, а также могут быть заменены частично разведенные цепи. Вывод компонента можно поменять местами с другим выводом в этом компоненте, если оба контакта имеют одну и ту же группу выводов.

Доступ

• В документе платы выберите Инструменты | Замена контактов/деталей | Интерактивная замена контактов/цепей .

Использовать

При запуске команды все в дизайне будет замаскировано, кроме выводов, доступных для замены. Затем вам будет предложено выбрать подсеть для обмена с целевой сетью. Следите за строкой состояния, когда пытаетесь поменять местами исходную подсеть с целевой подсетью. Информация о перестановке контактов также появится в окне 9.Панель 0084 Messages , и вы используете эту панель для просмотра сообщений уведомлений Pin/Net Swapper.

Советы

После запуска команды цепи на выводах соответствующих компонентов могут измениться. Помните, что соответствующие цепи на выводах символа в редакторе схем не будут изменены автоматически, поэтому для разрешения несовпадающих выводов необходимо запустить команду Project » Update Schematic в файле currentproject. PrjPcb в редакторе плат. .

Работа в гармонии с интерактивной трассировкой SOLIDWORKS PCB и возможностями обхода BGA — это система замены контактов, дифференциальных пар и деталей. Эта функция обеспечивает все преимущества традиционных систем перестановки выводов, но при этом использует глубокое понимание SOLIDWORKS PCB назначений цепей в проекте. Во время операции перестановки выводов SOLIDWORKS PCB анализирует цепь, назначенную выбранному выводу, и динамически переназначает цепь на выводе и любом подключенном медном проводе.

Этот уровень функциональности означает, что частично разведенные цепи и предварительно разведенные многослойные переходы от сложных устройств BGA могут быть заменены местами. Дифференциальные пары также можно поменять местами, используя знания о дифференциальных парах выводов на ПЛИС.

 

На уровне платы система включает мощный автоматический оптимизатор, который использует эту информацию для динамического переназначения цепей для улучшения маршрутизации. Например, система может выполнить повторное подключение к нескольким устройствам, которые были маршрутизированы на нескольких уровнях. Он будет назначать их на основе соответствующих слоев путей эвакуации, кратчайшего расстояния маршрутизации Манхэттена и минимального количества пересечений на каждом слое.

Добавление частичной перестановки маршрутизируемых цепей вместе с автоматическим оптимизатором дает вам возможность применять иерархическую и итеративную стратегию маршрутизации, сначала обход устройств маршрутизации, затем маршрутизацию к краю заданной области, а затем, наконец, соединение этих секций вместе. . В любое время автоматический своппер можно запустить повторно для повторной оптимизации на основе обновленной информации, предоставленной частично маршрутизируемыми цепями.

Существует три категории замены:

• Замена контактов
• Дифференциальная замена пар
• Замена частей.

НАСТРОЙКА ГРУПП ПОДСТАВКИ

Для каждой категории подкачки группы подкачки определяют, что можно и что нельзя менять местами внутри компонента. В случае замены контактов контакты в компоненте, которые имеют общую группу контактов , могут быть заменены друг другом. Точно так же для замены пар и замены частей это значения группы пар и группы деталей , которые определяют, что дифференциальная пара или подчасть могут быть заменены соответственно.

Группы переключения для компонента настраиваются в диалоговом окне  Configure Pin Swapping  , показанном на рис. 2. Доступ к нему можно получить, щелкнув компонент правой кнопкой мыши в редакторе схем или плат и выбрав  Part Actions » Configure Pin Swapping или Component Actions » Configure Pin/Part Swapping пунктов меню соответственно. Доступ к диалоговому окну «Настройка замены контактов » также можно получить через «Настройка информации о замене контактов в компонентах» диалог.

Рис. 2. Настройка групп перестановки контактов в диалоговом окне «Настройка замены контактов» для компонента Dual 5-Input NOR Gate.

Группы выводов

Вывод компонента может быть заменен другим выводом в этом компоненте, если он принадлежит к той же группе выводов (имеет то же значение группы выводов ). Группа выводов   – это атрибут каждого контакта в компоненте, и его значением может быть любая буквенно-цифровая строка. группы контактов для всего компонента настроены в Диалоговое окно «Настройка замены контактов»  , как показано на рис. 2.

Рис. 3. Схема, содержащая компонент двойного 5-входового положительного вентиля НЕ-ИЛИ. Каждый из входных контактов для каждой части логически эквивалентен и представляет собой идеальную ситуацию для замены контактов.

Принимая во внимание схему на рис. 3, которая содержит два вентиля ИЛИ-НЕ с 5 входами для компонента SNJ54S260 (этот компонент можно найти в библиотеке TI Logic Gate 2.IntLib, которая поставляется с платой SOLIDWORKS), каждая из цепей от INA0 до INA4 могут быть заменены друг другом из-за характера NOR Gate. Точно так же можно поменять местами каждую из цепей от INB0 до INB4, однако цепь INAx нельзя поменять местами с цепью INBx.

Ограничения перестановки для вентиля NOR определены в диалоговом окне Configure Pin Swapping , показанном на рис. 2. Присвоение цепям INAx группы перестановки 1, а цепям INBx — группы перестановки 2 гарантирует, что перестановка будет выполняться только система таким образом, чтобы она согласовывалась с логикой компонента.

Если оставить значение группы контактов для контакта пустым, это означает, что он недоступен для замены. В случае с рис. 2 нет смысла менять местами выводы вывода и питания (обозначения 5, 6, 7 и 14) друг с другом, поэтому группа контактов остается пустой.

Группы деталей и идентификаторы последовательностей

Обычно компонент состоит из нескольких функционально эквивалентных частей. Замена деталей позволяет менять местами цепи таких эквивалентных частей. Снова рассмотрим компонент на рисунке 3. Оба вентиля NOR имеют идентичные функции, а цепи (INA0, INA1, INA2, INA3, INA4, OUTA) могут быть заменены цепями (INB0, INB1, INB2, INB3, INB4, OUTB). .

Замена деталей для компонента настроена с помощью  часть группы и идентификатор последовательности атрибуты. Оба эти атрибута являются текстовыми и доступны на вкладке Деталь диалогового окна Настроить замену контактов . На рис. 4 показаны параметры группы и идентификатора последовательности , соответствующие компоненту на рис. 3. Группа указывает, какие части можно заменять друг другом. Две подчасти на Рисунке 3 можно поменять местами, и, следовательно, на Рисунке 4 их группы деталей  присваивается одно и то же значение 1.

Атрибут ID последовательности определяет эквивалентность контактов между заменяемыми частями. В примере с вентилем ИЛИ-НЕ важно, чтобы входные контакты не менялись местами с выходными контактами, когда происходит замена частей. На рисунке 4 показано, что последовательность с идентификатором установлена ​​таким образом, что OUTA заменяется на OUTB, INA0 заменяется на INB0, INA1 заменяется на INB1 и так далее.

Рис. 4. Настройка групп обмена частями в диалоговом окне «Настройка замены контактов» для компонента Dual 5-Input NOR Gate.

Обратите внимание, что замена деталей доступна только для компонентов, разработанных как составные части, поскольку она основана на замене всех цепей между двумя составными частями.

Группы пар

Перестановка дифференциальных пар определяется значением группы пар  для дифференциальной пары. Доступ к атрибуту группы пар осуществляется на вкладке «Разностная замена пар» диалогового окна Настройка замены контактов . На вкладке «Разностная замена пар» есть три режима, которые можно установить в раскрывающемся списке в левом нижнем углу.

• Показать пары из директив  — система будет использовать директивы дифференциальных пар, размещенные на схеме, для заполнения дифференциальных пар в таблице.
• Показать все выводы  — система отобразит все выводы компонентов.

Контроль того, как выполняются замены на схеме

В редакторе печатных плат замена выводов, пар и деталей выполняется путем замены цепей на контактных площадках компонентов и соответствующей меди. Когда изменения вносятся в схему, существует два способа перестановки контактов: либо путем замены контактов на символе компонента, либо путем замены меток цепей на проводах, прикрепленных к контактам. Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки.

Замена выводов всегда будет работать на схеме, но это может означать, что этот экземпляр символа компонента больше не совпадает с тем, который был определен в библиотеке. В этой ситуации это означает, что символ не может быть обновлен из библиотеки, а также это означает, что другие экземпляры того же компонента в этой конструкции будут иметь другое расположение выводов, что может стать источником путаницы для тех, кто читает схему. Этот подход идеально подходит для простых компонентов, таких как массивы резисторов.

Выполнение замены на схеме путем замены меток цепей возможно только в том случае, если соединение установлено через метки цепей, т. е. если выводы не жестко соединены друг с другом. Преимущество этого подхода заключается в том, что символ компонента не изменяется и может быть обновлен из библиотеки позднее. Этот подход является лучшим выбором для сложных компонентов, таких как FPGA, где физическое перемещение двух выводов на символе может привести к неправильному представлению символа на основе блока ввода-вывода.

Выбор используемого из этих двух подходов определяется параметрами Разрешить замену выводов с помощью этих методов в диалоговом окне Параметры проекта , как показано на рис. 6.

Рис. обновлены в схематических документах. Находится в пункте меню Project->Project Options на вкладке Options.

Включение замены контактов, пар и деталей на печатной плате

Группа подкачки Атрибуты, необходимые для настройки замены контактов, пар и деталей внутри компонента, хранятся в компонентах схемы. Однако эта информация используется именно в редакторе печатных плат, и каждый компонент печатной платы имеет возможность разрешить перестановку выводов.

Параметры замены для каждого компонента печатной платы можно настроить в диалоговом окне свойств компонента (доступ к которому можно получить, дважды щелкнув компонент или щелкнув правой кнопкой мыши и выбрав свойства) в разделе  Параметры замены  .

Диалоговое окно менеджера замены

Диспетчер замены перечисляет все компоненты, используемые в проекте (или библиотеке), с их текущими настройками замены. Редактор печатных плат Swap Manager включает дополнительные столбцы для включения/выключения свопинга для каждого компонента на плате. Swap Manager Диалоговое окно находится в меню инструментов редакторов схем, библиотек схем и плат под командой Configure Pin Swapping .

Рисунок 7. Диалоговое окно Swap Manager

Swap Manager включает мощное контекстное меню, позволяющее очень легко быстро копировать настройки из одного компонента в другой или включать/отключать несколько компонентов одним щелчком мыши.

Двойной щелчок по компоненту в Swap Manager откроет Настройка перестановки выводов  диалоговое окно для этого компонента, в котором можно определить параметры группы перестановки для выводов, дифференциальных пар и составных частей.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАМЕНЫ ВЫВОДОВ, ПАР И ДЕТАЛЕЙ

Интерактивная замена выводов, пар и деталей

Интерактивная замена позволяет заменять выводы, дифференциальные пары или части по одной в редакторе плат. Команды интерактивной замены находятся в подменю Tools » Pin/Part Swapping. Как только команда выбрана из меню, контакты, доступные для замены, выделяются. Шаги, необходимые для выполнения свопа, отображаются в строке состояния;

1. Первый шаг — выбрать один из выделенных контактов, который станет источником замены контактов. В случае замены пары или части дифференциальная пара или часть, к которой принадлежит контакт, будут впоследствии заменены местами.
2. Второй шаг — выбрать целевой контакт для замены. Для замены пары или части этот контакт будет представлять дифференциальную пару или часть.

Продолжая пример на рис. 4, этапы интерактивной замены частей двойного компонента вентиля ИЛИ-НЕ с 5 входами показаны на рисунках 8 и 9.. Есть две подчасти, которые можно поменять местами, поэтому каждый из их пяти контактов может быть выбран на рисунке 7. Выбран контакт 8, соответствующий подчасти U2B. Затем система выделяет контакты подкомпонента U2A, которые можно поменять местами.

Рис. 8. Первый шаг в использовании интерактивного переключателя выводов — выбрать вывод, который необходимо переставить. Контакты, доступные для замены, выделены .

Рисунок 9. Вторым шагом в использовании интерактивного переключателя контактов является выбор контакта, который будет целью замены контактов.

Автоматический оптимизатор контактов/цепей

Автоматический оптимизатор контактов/цепей представляет собой двухэтапный инструмент. Выберите Tools » Pin/Part Swapping » Automatic Pin/Net Optimizer в меню редактора плат, чтобы выполнить автоматическую оптимизацию.

Автоматический оптимизатор выводов/цепей сначала запускает быстрый однопроходный оптимизатор, который пытается свести к минимуму пересечения и длину соединения, но на самом деле может увеличить их. Когда это будет завершено, вас спросят, хотите ли вы запустить итеративный оптимизатор. Итеративный оптимизатор выполнит несколько проходов, пытаясь уменьшить количество пересечений и длину соединений.

ОБРАТНАЯ ПЕРЕДАЧА ИЗМЕНЕНИЙ В СХЕМУ

Когда вы конфигурируете группы подкачки  в диалоговом окне Configure Pin Swapping , сделанные вами изменения немедленно применяются к компонентам схемы, независимо от того, какой редактор был активен, когда команда был запущен. Однако изменения проекта, которые являются результатом замены контактов, дифференциальных пар или частей в редакторе печатных плат, распространяются обратно на схему с помощью стандартного процесса обновления дизайна.

Внесение изменений из платы в схему

Замена выводов, пар и деталей переносится обратно в схему тем же способом, что и другие изменения проекта — путем выбора Design » Update из меню. В зависимости от того, как настроены параметры «Разрешить замену пинов», обмен пинами будет выполняться следующим образом:

• Изменить имена пинов — это изменение приведет к перемещению пинов на символе. На самом деле булавки на символе не перемещаются, внутренне определения двух булавок меняются местами, однако визуально будет казаться, что две булавки переместились, поменяв местами.
• Переместить выводы в разные цепи — это изменение поменяет местами метки цепей на присоединенных проводах
• Изменить идентификатор подчасти — это изменение просто изменит индекс подчасти при выполнении замены части.

Рис. 10. На изображении выше показана замена контактов на схеме путем изменения имен цепей.

Рис. 11.