KiCad и High-Speed Design, Возможности и реальный опыт Опции

[dxp]

Всем привет!

Интересует вопрос: насколько реально в KiCad выполнять высокоскоростные платы - с DDR2/DDR3, гигабитными сериальными линками и т.п.? Прошу поделиться опытом - какие платы (из вышеперечисленных и вообще на эту тему) сделаны, какие проблемы и неудобства возникали?

В редакторе плат KiCad имеется возможность выравнивать длины дорожек "змейками". Пара вопросов на эту тему:

• длина задаётся, насколько знаю, в mil, а по-хорошему надо бы учитывать времена, т.е. не физическую длину, но электрическую. Как этот момент обходится? Или сугубо вручную?
• в сложных микросхемах типа быстрых процессоров и ПЛИС указываются задержки сигналов от точек на кристалле до выводов микросхемы. Имеется ли возможность это как-то учитывать в программе?

Ну, и последнее: существуют ли какие-либо пути экспортировать дизайн во внешние программы для анализа целостности сигналов, питаний - например, Hyperlynx?

[jorikdima]

Тоже тема интересна.
Сам разве что могу удивиться даже отсутствию возможности делать проводники арками. Ну то есть не 45/90 градусов. Это правда для RF более важно, а не HiSpeed. Может его допилят лет через 5..... этот КиКад

[Сергей Борщ]

могу удивиться даже отсутствию возможности делать проводники арками.

Подвижки есть. Вот только неясно, когда добавят в основную ветку.

[break]

dxp
Я при разводке DVI И LVDS просто, по возможности, выравнивал длины проводников, как между дифлиниями, так и между проводниками в каждой дифпаре. Частоты, конечно, ниже, чем в DDR. "Змейки" оказались бесполезны, так как гнутся непредсказуемым образом, я про это уже писал.
И длина линий у меня в миллиметрах, а не милах.
Расчёт дифпар оказался удобнее в TXLine, чем во встроенном PCB-калькуляторе.

[dxp]

Я при разводке DVI И LVDS просто, по возможности, выравнивал длины проводников, как между дифлиниями, так и между проводниками в каждой дифпаре. Частоты, конечно, ниже, чем в DDR. "Змейки" оказались бесполезны, так как гнутся непредсказуемым образом, я про это уже писал.
И длина линий у меня в миллиметрах, а не милах.
Расчёт дифпар оказался удобнее в TXLine, чем во встроенном PCB-калькуляторе.

Спасибо за ответ!

Про длины - без разницы, в милах или мм, я имел в виду то, что скорость распространения сигнала сильно зависит от того, где проходит проводник: насколько помню, скорость распространения на внутренних и внешних слоях отличается чуть ли не раза в полтора.

[faa]

Интересует вопрос: насколько реально в KiCad выполнять высокоскоростные платы - с DDR2/DDR3, гигабитными сериальными линками и т.п.? Прошу поделиться опытом - какие платы (из вышеперечисленных и вообще на эту тему) сделаны, какие проблемы и неудобства возникали?

Реально.
QDR-II, DDR3, MGT - уже не один проект сделан.
Если конкретные вопросы есть, то готов поотвечать.

В редакторе плат KiCad имеется возможность выравнивать длины дорожек "змейками". Пара вопросов на эту тему:
[*]длина задаётся, насколько знаю, в mil, а по-хорошему надо бы учитывать времена, т.е. не физическую длину, но электрическую. Как этот момент обходится? Или сугубо вручную?

А какая разница - длина задана или время, все туда-сюда пересчитывается на раз?
Время распространения завсит от материала платы и качества (однородности) этого материала.
А если очень высокоскоростные или СВЧ, то и от качества материала проводника (скин-эффект и пр.), финишного покрытия (с никелем на СВЧ беда) и т.п.

Раньше (когда не было этой фичи с выравниванием) приходилось ровнять в полуручном режиме с помощью макросов. Для этого они (макросы) и были прикручены.
Ссылка на ютуб, где я рассказывал про фишки KiCad (в т.ч и макросы) на конференции в Бауманке (еще в 2012 году).
Теперь выравнивает, почти красиво.
А макросы успешно в продакшене выпилены, остались только в ГОСТ-ветке.

[*]в сложных микросхемах типа быстрых процессоров и ПЛИС указываются задержки сигналов от точек на кристалле до выводов микросхемы. Имеется ли возможность это как-то учитывать в программе?

Есть такое. Прикручено уже давно (2009-2010 год). Учитывается длина проводника в чипе, задается в посадочном месте..

Ну, и последнее: существуют ли какие-либо пути экспортировать дизайн во внешние программы для анализа целостности сигналов, питаний - например, Hyperlynx?

С этим пока проблемы. Но разговоры были.
Хотя, (ИМХО), модельку в HL накидать можно и без выгрузки.
Ну и практический опыт тут тоже сильно помогает.

[dxp]

Реально.
QDR-II, DDR3, MGT - уже не один проект сделан.

Это радует.

Если конкретные вопросы есть, то готов поотвечать.

Спасибо, буду иметь в виду.

А какая разница - длина задана или время, все туда-сюда пересчитывается на раз?
Время распространения завсит от материала платы и качества (однородности) этого материала.

Ну, если есть переходы, например, с внешнего слоя на внутренние, т.е. часть пути сигналов идёт в одних условиях, а часть в других, то тут может поджидать засада - например, байт-лейн ведёте, один разряд "нырнул" на внутренний слой сразу, а другой немного дальше, из-за этого возникнет "разбег" по времени даже если физическую длину выровнять идеально.

Кстати, время распространения как оцениваете? В каком-то калькуляторе считаете?

Раньше (когда не было этой фичи с выравниванием) приходилось ровнять в полуручном режиме с помощью макросов. Для этого они (макросы) и были прикручены.
Ссылка на ютуб, где я рассказывал про фишки KiCad (в т.ч и макросы) на конференции в Бауманке (еще в 2012 году).
Теперь выравнивает, почти красиво.
А макросы успешно в продакшене выпилены, остались только в ГОСТ-ветке.

Да, это видео смотрел (даже два раза). А раз есть возможность рисовать "змейки", то насколько актуальны макросы (тоже не понимаю, зачем было убирать, если было и работало)?

С этим пока проблемы. Но разговоры были.
Хотя, (ИМХО), модельку в HL накидать можно и без выгрузки.
Ну и практический опыт тут тоже сильно помогает.

А нельзя ли как-то ручном режиме, например, топологии слоёв экспортировать и импортировать в другую САПР, из которой есть экспорт в HL?

[_Sergey_]

Многовато, имхо, требований к бесплатной альтернативе.

Тоже думал над трансляцией в другие САПР. Как вариант, через гербера..

[dxp]

Многовато, имхо, требований к бесплатной альтернативе.

Бесплатный, не значит, хуже. Вон gcc даст сто очков вперёд некоторым коммерческим. Кроме того, открытость имеет свои неоспоримые плюсы - открытые текстовые форматы KiCad'а рулят неимоверно во всех смыслах.

Ну, и вот faa на практике доказывает. Правда, он эксперт в этой САПР.

Ну, и, собственно, это не требования, а вопросы к опытным кикадовцам.

Тоже думал над трансляцией в другие САПР. Как вариант, через гербера..

Да, через гербера - вариант. Я подумывал, может через svg экспортировать, а в там вставлять. Но пока плотно не прорабатывал.

[faa]

Ну, если есть переходы, например, с внешнего слоя на внутренние, т.е. часть пути сигналов идёт в одних условиях, а часть в других, то тут может поджидать засада - например, байт-лейн ведёте, один разряд "нырнул" на внутренний слой сразу, а другой немного дальше, из-за этого возникнет "разбег" по времени даже если физическую длину выровнять идеально.

Условия надо "выравнивать", особенно для скоростных параллельных шин (например, байты в DDR3-DDR4, слова в QDR и т.п.).
MGT линии - это отдельная песня, тут "клаву" можно долго топтать.
А в общем примерно так:
"ныряем" сразу у пада;
переходов минимум и одинаково;
опорные слои правильно распределяем;
следим за неоднородностями, при острой необходимости "обратная сверловка" или глухие отверстия.
Но это уже теория и практика HD и HS дизайна.

Все прекрасно понимают, что идеальности в мире нет.
Поэтому везде есть допуски.
Для выравнивания в современных ПЛИС у каждой ноги ввода-вывода есть
линии задержки с неплохим разрешением как на ввод, так и на вывод.

Ну и принцип разумной необходимости и достаточности никто не отменял.

Кстати, время распространения как оцениваете? В каком-то калькуляторе считаете?

Для каждого материала ПП есть эти данные, смотреть в даташитах производителей.

В кикаде есть калькулятор.
Из бесплатных неплох сатурнПСБ.

[dxp]

А в общем примерно так:
"ныряем" сразу у пада;
переходов минимум и одинаково;
опорные слои правильно распределяем;

Спасибо, примерно так и полагал, вы подтвердили.

В кикаде есть калькулятор.
Из бесплатных неплох сатурнПСБ.

А сатурн с под линукса пускали? У меня из-под wine что-то не захотел.

[faa]

А сатурн с под линукса пускали? У меня из-под wine что-то не захотел.

Под древней виндой в виртуалке.
Под вайном должен, но нужен вайн свежий.
У меня в дистре стоит 1.7.3 - под ним не едет, требует shcore.dll, а заморачиваться с этим нет желания.

[mobidev]

Stubs & AcidTraps teardrop drc

[Bender]

Коллеги, подскажите как в Кикаде сделать так, чтобы ширина поясков в КП на разных слоях меди была разного размера?

Хочется чтобы поясок был минимального размера, или вообще не было на том слое, где нет подключения к КП.
Или я хочу странного?

[Сергей Борщ]

Такие странности в кикаде реализуются наложением друг на друга нескольких более простых КП с одинаковым номером. Увы.