High Speed PCB Design

Perché la progettazione di PCB ad alta velocità è così cruciale al giorno d'oggi? Nelle tecnologie attuali ed emergenti, è necessaria una soluzione che gestisca efficacemente un gran numero di vincoli: piazzamento complicato dei componenti, bilanciamento delle net, sbroglio di coppie differenziali, utilizzo di tecnologia HDI/micro-via; il tutto ottimizzando il progetto per la fase di produzione.

È necessario dunque uno strumento di gestione dei vincoli/constraint condiviso tra schema e PCB, che consenta di soddisfare la richiesta di prestazioni High Speed del progetto. La presenza di un unico strumento per la gestione dei vincoli/constraint all’interno dello schematico piuttosto che all’interno del PCB è un elemento chiave per la buona riuscita del progetto. I vincoli/constraints High Speed potrebbero includere per esempio: per le coppie differenziali, il poter definire se la coppia viaggia sullo stesso layer oppure se ogni net della coppia viaggia su layer adiacenti; oppure il controllo dell'impedenza delle net siano esse singole o differenziale, la schedulazione dello sbroglio, la definizione di match groups, la definizione di topologie standard (T, H, Star, ecc.) o personalizzate, la creazione di regole a livello pin-pair o pin-set, il controllo dei ritardi di propagazione (minimo, massimo, match), il controllo degli isolamenti sull’asse Z e molto altro. Un “di più” per esempio è la possibilità di controllare i vincoli di isolamento 2D e 3D tra i componenti.

La modalità di sbroglio “auto-assistito” può fornire la stessa celerità dell' “auto-routing” nei progetti High Speed, dando un controllo totale e di altissima qualità al progettista durante lo sbroglio. Sulla base di uno Scketch iniziale, il progettista può delineare il percorso che dovranno seguire le piste, dopo di che, l’automazione potrà sbrogliare velocemente, una, decine o centinaia di net molto più velocemente di quanto lo si farebbe manualmente. Focalizzandosi sulla qualità, è necessaria poca pulizia dopo lo sbroglio,  meglio ancora se nessuna pulizia è richiesta. L'alto tasso di completamento del routing (tipicamente >90%) può essere raggiunto con la capacità di ottimizzare automaticamente l’uscita da componenti come i BGA minimizzando il numero di via richiesti per il fan out. Se l’intento di routing non completa il 100% delle connessioni, si può avere un approccio molto fine, riutilizzando il risultato ottenuto come linea guida per lo sbroglio dei collegamenti mancanti. Questa tecnica Sketch Route. Il progettista può creare scketch di pianificazione per le piste e questa pianificazione può essere riutilizzata.

L’automazione dello sbroglio di tipo real trace plow guida la creazione di un collegamento mentre si dà un riscontro visuale dinamico mostrando per esempio lo spostamento di eventuali ostacoli quali via,  altre piste oppure lo svuotamento di aree di rame mentre si va avanti con lo sbroglio della pista. Si dovrebbero prendere in considerazione dei controlli aggiuntivi per permettere all'utente di aggiungere tolleranze di progettazione per aiutare una maggiore resa nella fabbricazione delle schede. Quando si deve spostare un numero elevato di piste, anche dentro aree di constraint speciali, le capacità di editing dinamico permettono lo spostamento veloce delle piste mentre si rimuovono segmenti in eccesso per mantenere alta la qualità dello sbroglio. Inoltre, nelle matrici non simmetriche di piazzole, dove non si può utilizzare lo sbroglio a 45°, è necessario sbrogliare le piste tra i pad ad angoli particolari (non multipli di 45°) magari usando piste curve per allontanarsi da matrici complesse quali sono i BGA più complicati.