Blog de PCB - Nueva tecnología de diseño de PCB para sistemas integrados

La mayoría de los productos electrónicos actuales PCB Board El diseño es un diseño integrado a nivel de sistema, Todo el proyecto incluye diseño de hardware y desarrollo de software. Esta característica técnica plantea nuevos desafíos a los ingenieros electrónicos. First, Cómo dividir razonablemente las funciones de software y hardware del sistema en la fase de diseño temprano, formar un marco de estructura funcional eficaz, evitar el proceso de ciclo redundante; Segundo, Cómo diseñar un alto rendimiento y fiabilidad PCB BoardPronto. Porque el desarrollo de software depende en gran medida de la implementación de hardware, Sólo a través del diseño de toda la máquina, el ciclo de diseño se puede acortar más eficazmente.. En este trabajo se discuten las nuevas características y estrategias del diseño a nivel de tablero del sistema en el contexto de la nueva tecnología.. Bien conocido, El desarrollo de la tecnología electrónica cambia con cada día que pasa, La raíz de este cambio es principalmente el progreso de la tecnología de chips. La tecnología de semiconductores está cada vez más cerca de los límites físicos y ha alcanzado el nivel de submicrones profundos., El circuito a gran escala se ha convertido en la corriente principal del desarrollo de chips. Este cambio de proceso y escala ha traído muchos nuevos cuellos de botella de diseño electrónico a toda la industria electrónica.. El diseño a nivel de Junta también se vio muy afectado. Un cambio obvio es que los tipos de paquetes de chips son muy ricos; Segundo, Los envases de plomo de alta densidad y los envases miniaturizados se han convertido en una moda, Para lograr la miniaturización de todo el producto, Como la amplia aplicación de la tecnología MCM. Además, El aumento de la frecuencia de funcionamiento del chip hace posible aumentar la frecuencia de funcionamiento del sistema. Estos cambios inevitablemente plantean muchos problemas y desafíos al diseño a nivel de tablero. First, Debido a las limitaciones físicas de los tamaños de pin y pin de alta densidad, Conduce a una baja tasa de enrutamiento; Segundo, Debido al aumento de la frecuencia del reloj del sistema, Oportunidad, Y la integridad de la señal; Complejo completo, Diseño de alto rendimiento con mejores herramientas.

El diseño de circuitos digitales de alta velocidad (es decir, alta frecuencia de reloj y borde rápido) se ha convertido en la corriente principal. La miniaturización y el alto rendimiento de los productos deben hacer frente a los efectos distribuidos causados por la tecnología de diseño de señales mixtas (es decir, el diseño digital, analógico y de radiofrecuencia) en el mismo tablero. El aumento de la dificultad del diseño hace que el proceso de diseño tradicional y el método de diseño, as í como las herramientas CAD en PC, sean difíciles de satisfacer los desafíos técnicos actuales. Por lo tanto, la transferencia de la Plataforma de herramientas de software EDA de UNIX a la plataforma NT se ha convertido en una tendencia reconocida en la industria. Normalmente, cuando el retraso de interconexión de la señal es superior al 20% del tiempo umbral de inversión de la señal de borde, la línea de señal en el tablero mostrará el efecto de la línea de transmisión, es decir, la conexión ya no es el rendimiento de la línea pura que muestra los parámetros agrupados. Por el contrario, muestra el efecto de los parámetros distribuidos, que es un diseño de alta velocidad. En el diseño de sistemas digitales de alta velocidad, los diseñadores deben resolver los problemas de inversión de errores, distorsión de la señal, secuencia en tiempo real e integridad de la señal causados por el efecto parasitario. En la actualidad, este es también el cuello de botella que los diseñadores de circuitos de alta velocidad deben resolver. Podemos encontrar que en el diseño tradicional de circuitos de alta velocidad, la configuración de reglas eléctricas y la configuración de reglas físicas están separadas. Esto plantea la desventaja de que los ingenieros deben dedicar grandes esfuerzos en las primeras etapas del diseño a un análisis detallado de la parte delantera (es decir, la implementación física de la configuración lógica) para planificar estrategias de enrutamiento físico que satisfagan los requisitos eléctricos. El efecto de alta velocidad es un tema complejo, y no se puede lograr simplemente controlando la longitud del cableado y las líneas paralelas. Los diseñadores deben enfrentar este dilema. Las reglas físicas con componentes falsos no son adecuadas para el enrutamiento real. Debe modificar las reglas repetidamente para que sean útiles. Una vez completado el enrutamiento, puede utilizar la herramienta post - validación para el análisis. Sin embargo, si se detecta un problem a, el ingeniero debe volver al diseño y hacer ajustes estructurales o reglamentarios. Se trata de un proceso de redundancia cíclica. Esto afectará inevitablemente al tiempo de comercialización de los productos. Cuando sólo hay unas pocas o docenas de redes críticas en el diseño, el método de conducción de reglas físicas puede completar bien la tarea de diseño. Pero cuando hay cientos o incluso miles de redes en el diseño, el enfoque basado en reglas físicas es fundamental. No se pudo completar la tarea de diseño. El desarrollo de la tecnología electrónica requiere nuevos métodos e instrumentos para resolver los cuellos de botella del diseño. Con el fin de resolver el defecto de diseño de alta velocidad impulsado por reglas físicas, una person a perspicaz que se dedica a la investigación y el desarrollo de herramientas EDA para el diseño de circuitos digitales de alta velocidad propuso el concepto de diseño físico impulsado por reglas eléctricas en tiempo real hace tres a ños. Se han llevado a cabo reformas.

La síntesis de interconexiones es un término típico para el método de conducción de reglas eléctricas en tiempo real, es decir, en el proceso de diseño físico y enrutamiento, el sintetizador de interconexiones analiza en tiempo real de acuerdo con la restricción de reglas eléctricas, extrae la estrategia de enrutamiento que cumple con los requisitos del diseñador y hace que El diseño pase. Mediante la integración de los requisitos eléctricos y la realización física mediante la interconexión, este método elimina fundamentalmente los defectos del método de conducción de reglas físicas. La restricción de ruido de entrada y la restricción de tiempo en la herramienta; Diseño de control de tiempo para satisfacer las limitaciones de tiempo; Realizar la pre - Optimización de la integridad de la señal; Síntesis a nivel de tablero para asegurar que la red clave cumpla los requisitos eléctricos; Completar el cableado de la red pública; Optimización. El método impulsado por reglas eléctricas puede evaluar eficazmente la calidad, detectar la distorsión de la señal y determinar la topología de la red de emparejamiento, as í como la estructura adecuada de emparejamiento de terminales y el valor de resistencia antes del diseño de la disposición. Después de completar el diseño y el cableado, se puede realizar la verificación posterior, y se puede utilizar el osciloscopio de software para detectar visualmente la forma de onda. La función de optimización de síntesis de enrutamiento se puede utilizar para resolver el problema de tiempo y distorsión.

Solución de diseño de señales mixtas

A medida que la miniaturización del diseño se convierte en una moda, los consumidores necesitan productos de alto rendimiento y bajo precio. Para adaptarse a la competencia del mercado, los fabricantes requieren que los investigadores desarrollen productos de alto rendimiento y bajo costo con diferentes tipos y configuraciones funcionales en el menor tiempo posible. Productos, ocupar el mercado. Esto ha traído muchos nuevos desafíos de diseño a los diseñadores. Por ejemplo, la tecnología de mezcla digital - analógica o incluso la tecnología de radiofrecuencia se utilizan en el mismo sustrato para lograr el objetivo de miniaturizar el diseño y mejorar la función del producto. Los teléfonos móviles de todo el mundo son un ejemplo típico. La industria también tiene soluciones - el equipo de diseño, el diseño paralelo, la derivación y la reutilización del diseño son estrategias típicas.

Diseño de series tradicionales

Es decir, después de que el ingeniero electrónico haya completado todos los diseños de circuitos frontales, los entregará al diseñador físico a nivel de tablero para completar la implementación posterior. El período de diseño es la suma del tiempo de diseño del circuito y del tablero. Después de que el nuevo diseño paralelo miniaturizado se convierte en la idea principal del diseño y la tecnología híbrida se utiliza ampliamente, el método de diseño en serie es un poco anticuado. Debemos innovar en los métodos de diseño y utilizar potentes herramientas EDA para ayudar a los diseñadores a diseñar para satisfacer las necesidades del mercado oportuno. Como todos sabemos, cada uno de nosotros no puede terminar todo en todas las esferas ni en un corto período de tiempo. El concepto de grupo de diseño se presenta en este contexto y se utiliza ampliamente. En la actualidad, muchas empresas utilizan el método del equipo de diseño para el desarrollo colaborativo de productos. Es decir, de acuerdo con la complejidad del diseño y la diferencia del módulo de función, todo el diseño se divide en diferentes bloques de función. A continuación, en el nivel superior del diseño, los resultados finales del diseño de cada módulo se transmiten en forma de "equipo" para sintetizar todo el diseño del tablero. Este enfoque se llama reutilización del diseño de PCB. No es difícil ver a través de este método que puede acortar en gran medida el período de diseño, y el tiempo de diseño es sólo la suma del tiempo de diseño del bloque que consume mucho tiempo y el tiempo de procesamiento de la conexión de la interfaz trasera.

Tecnología derivada

Para satisfacer las necesidades de los usuarios a diferentes niveles, Los fabricantes centrados en productos civiles a menudo necesitan desarrollar productos de diferentes características y grados para capturar el mercado. Pasado, Desarrollo de productos para diferentes funciones, A menudo utilizamos diferentes procesos de diseño para implementarlos por separado, Eso es, Utilizar diferentes datos de diseño para producir circuitos con diferentes funciones para realizar el producto. La desventaja es el aumento de los costos y la prolongación del ciclo de diseño., Al mismo tiempo, Aumento de la falta de fiabilidad humana de los productos. Muchos fabricantes utilizan ahora tecnología derivada para resolver estos problemas, Eso es, Exportar productos de diferentes series funcionales utilizando los mismos datos del proceso de diseño, Para reducir costos y mejorar la calidad PCB Board.