iCD Stackup Planner

Высокая скорость моделирования и точность расчетов импеданса

iCD Stackup Planner

iCD Stackup Planner имеет прецизионный 2D (BEM - Boundary Element Method) решатель (солвер), обеспечивающий высокую точность и скорость моделирования, которые отвечают требованиям, предъявляемым при проектировании высокоскоростных печатных плат. Бесшовная интеграция с Altium Layer Stack Manager позволяет экспортировать материалы подложки для корректного вычисления импеданса линий передачи и автоматического создания правил проектирования (Design Rules) для дифференциальных пар и одиночных линий передачи. Двунаправленные интерфейсы также доступны для других инструментов автоматизации проектирования электроники (EDA - Electronic Design Automation).

iCD Stackup Planner

Импеданс является ключевым фактором, который отвечает за стабильность и работоспособность современных высокоскоростных электронных изделий - это основной вопрос методологии целостности сигналов. Правильно подобранный базовый материал печатной платы позволяет эффективно уменьшить электромагнитное излучение, перекрестные помехи и улучшить целостность сигнала при обеспечении низкой индуктивности полигонов питания. Это также может улучшить технологичность изделия, снизить затраты и повысить производительность и надежность изделия.

Одна из лучших точностей расчётов в индустрии:

  • 2D (BEM - Boundary Element Method) решатель (солвер).
  • Расчёт и моделирование характеристического (волнового) сопротивления, дифференциального импеданса для связанных симметричных и не симметричных параллельных полосковых и микрополосковых линий.
  • Расчёт и моделирование относительной скорости распространения сигнала с возможностью оптимизации согласованной задержки распространения сигнала.
  • ICD Termination Planner – последовательное согласование на основе распределенной системы.
  • ICD Material Planner – быстрое сравнение и выбор диэлектрических материалов.
  • Уникальный решатель множественных типов дифференциальных пар в одном стэке.
  • Подсказки в виде графиков импеданса сигнальных линий и параметров диэлектрических слоев.
  • Функция таргетирования значения импеданса.
  • Обширные библиотеки диэлектрических материалов - более 36 225 жестких и гибко-жестких материалов до 100 ГГц.
  • Возможность экспорта и импорта данных в такие популярные среды проектирования и расчёта и форматы данных как: Cadence Allegro, Altium Designer, Excel, Mentor Graphics HyperLynx, Cadence Orcad, Mentor Graphics PADS, Mentor Graphics Xpedition, Zmetrix TDR, ZUKEN и IPC-2581B.

Один из самых простых и удобных в использовании инструментов в индустрии:

Пользователю по умолчанию предоставляется возможность начать работу с выбора одного из девяти стэков. В дальнейшем, при необходимости, стек можно скорректировать чтобы адаптировать к конкретным потребностям топологии печатной платы путем добавления или удаления сигнального и/или диэлектрических слоёв. При перемещении или удалении одного или несколько слоёв, решатель (cолвер) мгновенно пересчитывает весь стэк слоёв для расчёта получаемого импеданса как для одиночных сигналов, так и дифференциальных пар.

  • Быстрый - имеет одну из лучших в индустрии скорость расчета импеданса для всего стэка слоёв.
  • Точный - высокая точность обеспечивается за счет использования ведущего 2D (BEM - Boundary Element Method) солвера.
  • Простой в использовании - быстрый, интуитивно понятный и простой для изучения интерфейс, с наличием 9 конфигураций стэков, сформированных по умолчанию.
  • Практичный – вы можете добавлять диэлектрические материалы для моделирования реальных материалов, используемых Вашим производителем печатных плат.
  • Поддерживает использование дифференциальных пар - рассчитывает импеданс для множественных типов дифференциальных пар в одном стэке.
  • Доступный - от конфигураций начального уровня до неограниченной функциональности - Вы можете выбрать решение, которое лучше всего отвечает потребностям вашего проекта.
Тестовая лицензия

Лучшая в своем классе интерактивная трассировка топологии печатной платы. Новые возможности «раздвигания и проталкивания» («push & shove») проводников обеспечивают на 20% быстрее трассировку сложных проектов с высокой плотностью межсоединений (HDI).

Функциональные возможности iCD Stackup Planner

Определение множественных типов дифференциальных пар

iCD Stackup Planner является первым инструментом для контроля импеданса в котором решатель способен вычислять импеданс для множественных типов дифференциальных пар даже на одном слое. Это позволяет использовать цифровые дифференциальные линии передачи 50/100 Ом, 40/80 Ом для интерфейсов DDR3 / DDR4, 90 Ом линии передачи для интерфейса USB, 85 Ом линии передачи для интерфейса PCIe и т. д. в одном и том же слое - инструмент планирования стэка и инструмент формирования отчёта может осуществить процесс расчёта дифференциального импеданса не требуя, при этом, какой-либо дополнительной настройки.

iCD Определение множественных типов дифференциальных пар

Оптимизация согласованной задержки

Современные высокоскоростные интерфейсы не могут быть смоделированы с использованием методологии сопоставления по длине - подхода, который поддерживают традиционные инструменты проектирования печатных плат. Данное ограничение возникает из-за жестких частотных и временных требований, предъявляемым к этим интерфейсам. Например, согласованная длина в 58,42 миллиметра для линии данных интерфейса DDR3 / 4 может давать разницу до 70 пс между уровнями сигнала, тем самым выходя за максимальные пределы, накладываемые требованиями к величинам времени установки и удержания.

Сигналы распространяются в свободном пространстве со скоростью света. Однако эта скорость сильно меняется в зависимости от окружающих диэлектрических материалов. Каждый слой многослойной печатной платы может иметь разную скорость распространения. Это особенно важно для новейших высокоскоростных устройств памяти DDR3 / 4. Функция «Оптимизация согласованной задержки» в iCD Stackup Planner позволяет не только согласовывать длину шин, но и автоматически вычислять соответствующую длину, необходимую для точного согласования задержки. Встроенный анализатор имитирует время распространения для каждого сигнального слоя предоставляя результаты, необходимые для эффективной трассировки памяти.

Оптимизация согласованной задержки


Относительное распространение сигнала для каждого сигнального слоя отображается в виде гистограммы после установки согласованной длины. Выбор функции «Match Delay» автоматически оптимизирует длину линий для каждого сигнального слоя в соответствии с максимальной задержкой. Затем пользователь может провести линию данных с точной задержкой в предпочитаемом им инструменте проектирования.

Библиотека диэлектрических материалов

ICD Stackup Planner FX-HDI Edition включает в себя настраиваемые библиотеки диэлектрических материалов. Результаты расчета в Stackup Planner FX-HDI максимально точно соответствуют реальным значениям полученным в результате измерения готовой печатной платы. Dielectric Library Editor поставляется с широкой библиотекой в которой содержаться более 31 700 жестких и гибко-жестких ядер, препрегов и паяльных масок в частотном диапазоне до 100 ГГц.

Библиотека диэлектрических материалов
Широкая библиотека в которой содержаться более 31 700 жестких и гибко-жестких ядер, препрегов и паяльных масок в частотном диапазоне до 100 ГГц.

В последней версии (февраль 2020 года) были включены новые материалы в библиотеку диэлектрических материалов, чтобы довести их общее число в библиотеке до 35 700 штук. Это, возможно, самая исчерпывающая библиотека в области проектирования печатных плат. Для получения полного списка производителей и материалов, включенных в библиотеку, пожалуйста, нажмите здесь.

iCD Termination Planner

Программное обеспечение для трассировки печатных плат не предоставляет информацию о том, какой импеданс у драйвера сигнала, не говоря уже о возможности согласования импеданса драйвера сигнала с импедансом линии передачи. iCD Termination Planner решает эту проблему.

Во-первых, атрибуты, необходимые для определения импеданса источника, извлекаются из кривых моделей IBIS IV. Затем на основе распределенной системы рассчитывается необходимое терминирующее сопротивление для согласования линии передачи для выбранного слоя в iCD Stackup Planner. Если модель IBIS недоступна (или вызывает ошибку при моделировании (модель не корректна)), пользователь может использовать имеющиеся модели (Generic Models) для расчета приблизительного терминирующего сопротивления. Generic Models включают в себя типичные модели таких интерфейсов и логик как: DDRx, Display Port, ECL, HDMI, LVCMOS и LVTTL, Mini-LVDS, NAND Flash, PCI, SDRAM, HSTL и SSTL.

iCD Termination Planner Согласование импеданса драйвера сигнала с импедансом линии передач
Согласование импеданса драйвера сигнала с импедансом линии передач

Число нагрузок на линии передачи также влияет на требуемое значение терминирующего сопротивления; поскольку входная индуктивность и емкость микросхемы имеют тенденцию к увеличению времени нарастания сигнала. Его можно отрегулировать для максимально 6 нагрузок на одной линии передачи и автоматически компенсировать при расчете.

iCD Materials Planner

Библиотека диэлектрических материалов iCD Stackup Planner содержит более 33 000 жестких и гибко-жестких материалов, произведенных более чем 60 различными производителями, содержащих более 700 серий материалов. Поэтому часто бывает непросто определить, какой материал лучше всего подходит для конкретного проекта.

iCD Materials Planner позволяет сравнивать диэлектрические материалы основываясь на таких характеристиках как: производитель, частотный диапазон применения, коэффициент рассеяния и диэлектрическая проницаемость, таким образом разработчик может принять обоснованное решение о том, какой материал лучше всего подходит именного для его применения.

Сравнение диэлектрических материалов для принятия обоснованного решения какой материал лучше всего подходит

Обычно, основным критерием выбора диэлектрического материала является величина потерь, которые может допустить линия передачи данных без ущерба надежности передачи, величина потерь пропорциональна частоте и времени нарастания сигнала. iCD Materials Planner по умолчанию разделен на пять вкладок, которые дают разработчику печатной платы информацию и советы о том, какой материал стоит выбрать для его изделия.

  • Сверхнизкие потери (Ultra Low Loss) (Df ≤ 0,005)
  • Низкие потери (Low Loss) (0,005 <Df <0,010)
  • Средние потери (Mid Loss) (0,010 <Df <0,015)
  • Стандартные потери (Standard Loss) (0,015 <Df <0,02)
  • Базовый FR-4 (Basic FR-4) (Df ≥ 0,02)

В качестве альтернативы можно настроить профиль для каждого производителя печатных плат, с которым вы работаете для производства многослойных печатных плат. Это позволит отображать полный спектр материалов, имеющихся в наличии у конкретного производителя печатных плат, от базового FR-4 до материалов с низкими потерями.

HDI Via Span Definition

Диалоговое окно «Via Span Definition» позволяет пользователю расставлять металлизированные сквозные, слепые или скрытые отверстия.

Настройка расположения отверстий
Настройка расположения отверстий

После того как пользователь определил начальный и конечный слой, где будет располагаться отверстие можно отразить их таким образом, чтобы одинаковый тип отверстий зеркально размещался на противоположной стороне платы, таким образом экономя время разработки. Размер отверстия, допуск и соотношение толщины печатной платы к диаметру переходного отверстия рассчитываются автоматически. Соотношение толщины печатной платы к диаметру переходного отверстия обычно не должно превышать 8 : 1 для металлизированных сквозных отверстий или 0,8 : 1 для микропереходов.

Via Span имеет возможность экспортироваться в сборочный чертеж печатной платы в формате Excel.

Mirror Stackup

Поскольку все основания печатных плат симметричны, Stackup Mirroring позволяет пользователю вдвое сократить время ввода данных. Создайте верхнюю половину симметричного стека, щелкните правой кнопкой мыши на стеке и выберите «Mirror Stackup». Между двумя секциями автоматически вставляется центральное ядро или препрег (при необходимости).

Симметричное запол
Сократите время - создайте верхнюю половину симметричного стека и зеркально скопируйте

Heads-up Impedance Plots

Моделирование и расчет значений импеданса осуществляется в фоновом режиме. Результаты моделирования отображаются в графическом виде с пользовательскими подсказками как отрегулировать конкретные переменные для достижения желаемого импеданса.

Моделирование импеданса запускается после выбора в списке сигнального или диэлектрического слоя (не типа plane). Для графического отображения необходимо кликнуть левой кнопкой мыши на Impedance Plots. Пользователь может выбрать любой слой для получения графической информаци для этого слоя без повторного перезапуска моделирования. Выбор оптимального сочетания параметров, таких как: ширина линии передачи, толщина линии передачи (меди), толщина диэлектрика и диэлектрическая проницаемость всегда является своего рода компромиссом. Если пользователю необходимо получить дифференциальный импеданс, зазор между линиями передач также будет учитываться при моделировании. Кроме того, нужно также учитывать, какие материалы есть на складе у вашего производителя печатных плат. Таким образом, определить правильное сочетание всех факторов для проекта не так же просто, как нажать кнопку «goal seeking» при определении целевого импеданса. Лучше взвесить все «за» и «против» и принять обоснованное решение. Это именно то, что вам позволяют определить графики импеданса.

Графическое отображение значений импеданса

При дифференциальном импедансе возникает точка где увеличение расстояния между дорожками или толщина диэлектрика оказывает незначительное влияние на импеданс или вообще не влияет на него. В этой точке импеданс падает, и линии передачи становятся не связанными. Это место так же является точкой, где начинают возникать перекрестные помехи несвязанных сигналов. В приведенном выше примере это значение составляет 10 мил. Для перекрестных помех эта точка также является минимальным зазором между линиями дифференциальной пары до возникновения связи. Это позволяет определить правило выполнения зазора между линиями дифференциальной пары, чтобы накладывать ограничения на трассировку и избежать перекрестных помех по краям длинных параллельных сегментов линий.

Impedance Goal Seeking Algorithms можно использовать, чтобы согласовать ширину трассы и зазор для достижения целевого значения дифференциального импеданса. Для этого достаточно ввести желаемое значение импеданса, и после нескольких проходов алгоритмов анализатора переменные будут ограничены таким диапазоном, чтобы вы могли получить выбранный вами импеданс линии передачи.

Видео
Новости
Архив
Блог
Архив
Отзывы заказчиков

The AiDT feature in Allegro PCB Designer ended our frustrations over all of the time we were spending on routing and tuning. All of hours we're saving as a team [now] can be directed toward new project requests for the business.

Sky Huang, Deputy Director of Computer-Aided Engineering, Pegatron

The AiDT feature in Allegro PCB Designer ended our frustrations over all of the time we were spending on routing and tuning. All of hours we're saving as a team [now] can be directed toward new project requests for the business.

Sky Huang, Deputy Director of Computer-Aided Engineering, Pegatron
Техническая поддержка

Техническая поддержка доступна для всех лицензионных пользователей Altium без ограничения срока действия и вне зависимости от версии программного обеспечения. Подробнее

Обучение

Курсы обучения позволяют за короткое время освоить программные решения компании Altium и повысить техническую квалификацию. Подробнее