|
   |
|
Технические средства информатики завтрашнего дня должны строиться на сегодняшних, а не вчерашних технологиях. В этом смысле ахиллесовой пятой современной электроники (и, особенно, микроэлектроники) являются громоздкие, медленные, чрезвычайно дорогие и низкоэффективные технологические средства проектирования.
Использование новых алгоритмов размещения компонентов и гибкой топологической трассировки позволяет достичь существенного увеличения плотности упаковки печатных плат без уменьшения проектных норм. Это дополнительно дает уникальную возможность не только понизить требования к классу печатных плат, но и снизить как минимум на порядок уровень перекрестных электромагнитных помех на сигнальных линиях и получить высококачественный результат проектирования в считаные минуты.
Размещение элементов печатной платы или кристалла в значительной степени определяет эффективность последующей трассировки и качество проектирования в целом. Традиционно считается, что лучшее размещение можно получить только при ручном проектировании силами опытного конструктора. Однако при большом количестве элементов (более 100) и связей (более 1000) даже самый опытный конструктор в общем случае не в состоянии осуществить эффективное размещение элементов на заданной площади. Реализованные в современных САПР автоматические процедуры в силу большой размерности задачи используют весьма грубые критерии связности, поэтому также дают результат размещения, далекий от совершенства.
Модуль автоматического размещения компонентов на печатной плате FreeStyle Placer дает за доли секунды размещение компонентов, обеспечивающее сокращение суммарной длины проводников до 60% по сравнению с результатами работы аналогов.
| |
FreeStyle Placer |
Specctra |
Суммарная длина проводников
«по воздуху» и реальная |
953 / 1184 |
1261 / 1575 |
Суммарная длина проводников
после сглаживания |
1113,5 |
1649,4 |
| Количество переходов |
86 |
231 |
| |
Практически все использующиеся в промышленности трассировщики печатных плат и кристаллов по сути используемых в них алгоритмов являются сеточными, т. е. математически задача нахождения трасс проводников в том или ином виде решается на модели коммутационного пространства, представленной в виде сетки конечных элементов. Такая модель принципиально порождает огромную размерность решаемой задачи и приводит к лавинообразному росту требуемых для решения технических и временных ресурсов при линейном росте числа коммутируемых контактов.
Специалистами ЗАО "Диал Инжиниринг" разработан оригинальный топологический алгоритм, отличающийся отсутствием всех известных ресурсных ограничений. Он использует бессеточную модель коммутационного пространства, реализуя стратегию целенаправленного глобального синтеза топологии, а не последовательного поиска путей прокладки каждого проводника во все более усложняющемся лабиринте. Проводники прокладываются по кратчайшему пути, состоящему из отрезков прямых линий и дуг окружностей, не привязываясь ни к каким сеткам.
Этот алгоритм реализован в высококачественном автоматическом трассировщике печатных плат FreeStyle Router и его "младшей" версии — FreeStyle Router for DOS.
Сравнивая процесс и результаты проектирования FreeStyle Router и так называемых shape-based трассировщиков, хочется особо отметить скорость работы и качество результирующей разводки. 100%-я трассировка печатной платы модулем FreeStyle Router достигается за несколько секунд (а для небольших плат — до 1000 контактов — за доли секунды), что в сочетании с мощными процедурами оптимизации позволяет получить за несколько десятков минут топологию печатной платы высокого качества.
Оригинальный алгоритм глобальной минимизации числа переходных отверстий позволяет значительно сократить количество переходов на печатной плате (до 30 раз для компонентов со штыревыми выводами и до 5 раз для планарных компонентов). В частности, и за счет этого значительно повышается плотность разводки. Опыт показывает, что результат проектирования трассировщиком FreeStyle Router в 3 раза превосходит результаты ручного проектирования и в 5 раз — проектирования с помощью shape-based трассировщиков. При этом значительно сокращается время проектирования. У разработчика появляется реальная возможность итеративно совершенствовать качество конструкции, организовать направленный поиск оптимальных вариантов за счет многократного использования проектных процедур, а не ожидать часами хоть каких-нибудь результатов трассировки.
Еще один результат увеличения плотности разводки печатной платы может выражаться в существенном (на десятки процентов) уменьшении стоимости печатной платы за счет понижения класса (уменьшения числа переходных отверстий, количества слоев коммутации и увеличения проектных норм).
Важной особенностью FreeStyle Router является то, что в результате трассировки существенно снижается коэффициент перекрестных электромагнитных помех вследствие принципиального отсутствия параллелизма проводников на печатной плате. Рассчитанные предварительно коэффициенты трансформации могут быть включены в стратегию трассировки FreeStyle Router, что позволит проектировать печатные платы с заранее заданными уровнями помехозащищенности.
Расчет уровня перекрестных помех для платы,
спроектированной в системе ...
| ... PCAD |
| | Частота источника сигнала |
| 1 KHz | 1 MHz | 10 MHz |
Количество цепей,
создающих помехи | 24 | 24 | 24 |
Среднее значение
напряжения помехи, V | 0,048 | 0,049 | 0,104 |
Максимальное значение
напряжения помехи, V | 0,561 | 0,433 | 1,213 |
| ... FreeStyle Router |
| | Частота источника сигнала |
| 1 KHz | 1 MHz | 10 MHz |
Количество цепей,
создающих помехи | 27 | 27 | 27 |
Среднее значение
напряжения помехи, V | 0,005 | 0,007 | 0,023 |
Максимальное значение
напряжения помехи, V | 0,017 | 0,024 | 0,208 |
| |
Проектирование любого электронного изделия начинается с выпуска электрической принципиальной схемы. Процесс ее черчения не менее утомителен и трудоемок, чем проектирование топологии. Существенно облегчается работа по выпуску схем при использовании схемотехнического редактора FreeStyle Creator, осуществляющего на основании таблицы соединений и перечня элементов автоматический синтез чертежа электрической принципиальной схемы.
Осуществляется автоматическое размещение схематических изображений элементов на поле чертежа и автоматическая трассировка соединений. В отличие от традиционных редакторов FreeStyle Creator использует не библиотеки изображений элементов, а встроенный генератор изображений в стандартах ГОСТ и ANSI.
|
|
Copyright © 2001–2002 Dial Engineering
|
|
|
|
