高速設計
Proteus PCB 設計軟件完全支持蛇形布線和網絡調整,以及差分對布線的特定設計規則和布線模式。隨著信號速度越來越快,工作電流越來越低,信號的完整性逐漸成為 PCB 設計過程中必須考慮的問題。信號的傳輸時間往往需要通過匹配 PCB 上的銅線長度來實現同步。除了層堆疊和設計規則等一般要求外,Proteus 高速設計還支持蛇形布線,用戶可以自動將布線長度相互匹配或匹配到目標距離。這項技術與先進的設計規則和專用布線模式相結合,支持差分線對。在需要時,差分對會自動進行相位匹配(減少偏移),以在盡可能長的傳輸時間內保持信號相等和相反。
完全支持長度匹配和蛇形線配置。
網絡調諧和匹配組,包括菊花鏈/共享段配置。
具有專用布線模式和自動相位匹配的差分對。
詳細的長度匹配報告和差分對報告。
長度匹配
軌道的長度匹配是確保高速傳輸信號接收器準確計時的重要步驟。Proteus PCB 設計可以通過簡單的選擇和匹配用戶界面來自動匹配軌道長度,包括在多個匹配組中設置軌道段,這很適用于 DDR3 fly-by 等路由拓撲結構。
長度匹配的困難在于延長較短路線的額外軌跡(通常稱為蛇形線)的排列。根據信號上升時間、信號頻率、對 PCB 上過孔位置的要求以及許多其他因素,PCB 設計人員可能需要調整或限制蛇形線的高度和寬度。在Proteus中,可以通過單一的對話框來控制,這可以控制蛇形的拓撲結構;還可以根據界面的時序調整長度匹配的絕對公差或相對公差。對于大型 BGA,內部信號距離可作為 CSV 文件添加到元件中,并可隨時生成長度匹配報告。

內部長度
當長度匹配極其敏感的信號時,從PCB上引線的接觸點到元件的內部距離可能會變得足夠大,從而影響計算。Proteus可以通過封裝外形本身的“內部長度”屬性來指定這個距離。類似地,如果需要考慮差分對中間使用的無源的連接長度,則可以將“連接長度”屬性添加到封裝外形中。最后,如果在布線中使用過孔,則根據層堆疊定義計算層之間的孔深度。這些距離將添加到長度匹配算法中的蝕刻銅距離中,以確保路線在公差范圍內匹配。

差分對設置
在原理圖上定義差分對以及通過串聯無源元件配置從源到目的地的信號路徑既耗時又容易出錯。Proteus中的差分對配置器提供了一個基于對話框的解決方案,同時提供了一個清晰的可視化指示,并且差分對設置正確。配置器中完全支持直通元件,包括差分對信號線上的多個無源元件。

差分線對布線
Proteus PCB Design 通過設計規則系統和專用布線模式支持差分對。高級設計規則允許用戶指定布線對之間的間隙,并允許用戶定義最大未配對長度和相位公差標準。
同時,利用差分線對布線模式,只需單擊其中一個源焊盤,然后將兩條線同時布線到目的地。對于有可控扇出的BGA,可以正常布線,然后切換到差分對布線模式,從扇出孔開始布線。布線完全按照設計規則進行,只需按住“CTRL”按鈕,即可切換到或退出曲線布線模式。最后,差分線對本身可以通過上下文菜單命令與其他線對或目標距離進行長度匹配。

直通元件
在差分對拓撲結構中,在傳輸線上安裝無源元件是很常見的。從 USB 線路上的小 ESD 二極管到扼流圈或串聯終端電阻器,都可以是無源元件。遺憾的是,從網表的角度來看,這些元件分割了發射器和接收器之間的線路,因此會影響差分對的長度匹配。
在 Proteus 中,我們通過將內聯無源元件定義為直通元件來處理這種情況。這將在任何長度匹配計算中添加電路板上元件引腳到引腳的長度,并將長度匹配的源和目標視為發射器和接收器。如果需要更高的精確度,您也可以指定無源元件的引腳長度,并且該距離將包含在計算中。直通元件是在差分對配置器對話框中設置和指定的。相比之下,出于長度匹配的目的,完全忽略并行端接短截線。

差分對偏斜
當兩條軌道的長度相差超過規定公差時,就需要進行相位匹配(有時也稱為偏斜校正)。在這種情況下,信號不再相等和相反,需要采取糾正措施。幾乎所有情況下,軌道長度都會因轉彎而發生偏移,糾正措施在轉彎結束后,在較短的軌道上會出現一個小的蛇形。
在專用布線模式下完成差分對布線后,Proteus 會自動應用相位匹配;也可以在走線編輯后或手動布線時,通過上下文菜單命令進行相位匹配。這將顯示相位一致的綠色軌道段(信號偏移 180 度)、相位不一致但在公差范圍內的黃色軌道段(可接受的偏斜)以及偏斜超出相位公差的紅色軌道段。您會注意到,在緊接著紅色區段的直線區段上會出現糾偏蛇形線,以最大限度地減少異相距離。

報告和分析
Proteus 的 Project Notes模塊有多種不同的報告類型,包括長度匹配報告和差分對報告。長度匹配報告會生成一個數據表,按匹配組將路線分組,然后列出每條路線的總長度與目標長度。報告還包括公差符合性檢查,以便用戶快速發現有問題的路線。
差分線對報告還會生成一個數據表,其中包含走線線對的詳細信息,以及指定參數的符合性狀態欄。它可檢查總長度是否符合要求,以及最大和總長度的異相和未配對距離。
與 Proteus 中的所有報告一樣,這兩個數據表都可以直接從 Project Notes 的工具欄插入到任何其他報告中,用戶就可以輕松創建自定義報告并包含相關數據。

本文版權歸英國Labcenter公司所有,由廣州風標電子提供翻譯,原文鏈接如下:https://www.labcenter.com/highspeed/