Управление процессом автотрассировки - реальность или миф? Опции

[maple]

Существует распространенное убеждение (легенда), что наиболее продвинутые автотрассировщики (Specctra, Expedition) способны качественно растрассировать печатную плату, для этого нужно лишь задать правильные параметры автотрассировки.
Берем тестовый пример от Mentor Graphics. Все компоненты штыревые (фанауты расставлять не нужно), ширина всех проводников одинакова (0.254 мм), зазоры между проводниками, контактами и переходами также одинаковы (0.254 мм). Задание параметров сводится к указанию количества проходов (трассировки, минимизации числа переходов, сглаживаний) и вариантов их чередования.

Результаты:
Specctra
Total Trace Length...........51089.8 (mm)
Vias..................................1084
Unconnects.......................4

PADS
Total Trace Length...........49453.8 (mm)
Vias..................................756

Expedition
Total Trace Length..........49060.8 (mm)
Vias..................................508

TopoR
Total Trace Length...........42089.3(mm)
Vias..................................130


По сравнению со Specctra вариант TopoR имеет существенно меньше переходов (на 954 или в 8.4 раза) и на 9м меньше суммарную длину проводников.
“Лишние” 9м проводников с учетом ширины проводника и зазора – это эквивалент 45 см2 дополнительной площади, которой явно не хватает Specctra, чтобы получить 100% разведенных проводников.
Межслойный переход , диаметр 0.762 мм, с учетом зазора 1.27 мм, занимает пространство на двух слоях в сумме 2.532 мм2. Умножаем на 954, получаем еще 24 см2. Итого 69 см2 - прямоугольник почти 7x10 см.

Сразу оговорю, что не являюсь экспертом в части автотрассировщиков Specctra, PADS и Expedition, и вполне допускаю, что продвинутые пользователи смогут улучшить полученные мной результаты, вопрос только, насколько радикально. Интересны результаты, полученные продвинутыми пользователями трассировщиков, указанных выше, а также настройки, используемые для получения этих результатов.

 Specctra.zip ( 233.8 килобайт ) Кол-во скачиваний: 174

 Test_Expedition.zip ( 1.41 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 125

 test_PADS.pcb ( 887.8 килобайт ) Кол-во скачиваний: 123

 test_TopoR_PCAD_.pcb ( 1.09 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 153

[Tahoe]

Существует распространенное убеждение (легенда), что наиболее продвинутые автотрассировщики (Specctra, Expedition) способны качественно растрассировать печатную плату, для этого нужно лишь задать правильные параметры автотрассировки.
Берем тестовый пример от Mentor Graphics.

Собственно трассировка, это дело если не десятое, то второе или третье. Первое и главное - расстановка компонентов. Причем расстановка может занимать 50-70% времени работы над проектом. А как потом дорожки тянуть, ручками, автоматом или полуавтоматом - дело десятое. По мне, так если дорог не много, то проще руками раскидать и потом натравить DRC. Если трасс много, тогда ИМХО проще отмучаться с правилами для автотрассировщика, зато потом не париться с DRC.

И именно грамотная расстановка будет экономить львиную долю площади.

[Uree]

Что интересно, на тестовом файле для Спекктры я приведенного результата(Unconnects...4) получить не смог... Кажется минимум 13 неразведенных цепей было.
Как такое может быть - не понимаю.

ЗЫ Ну, конечно... Посмотрел на разводку от Топора. Чего бы ему и не развести, так оптимально и с количеством ошибок 225 штук! Наверно Спекктра тогда тоже справилась бы

[Doomsday_machine]

Я так понимаю, тема - очередной "тонкий" троллинг в сторону MG.

[Uree]

Не. Со стороны Топора в сторону ВСЕХ остальных

[aaarrr]

ЗЫ Ну, конечно... Посмотрел на разводку от Топора. Чего бы ему и не развести, так оптимально и с количеством ошибок 225 штук! Наверно Спекктра тогда тоже справилась бы

Ну, ошибки там несущественные, положим. И выглядит красиво. Только пример к реальной жизни отношения не имеет.
Впрочем, давно уже не пользуюсь автоматами.

[Uree]

Несущественные, да. Но сам факт... Вот мы тут чуть-чуть проигнорим правила и у нас все будет хорошо Любопытный подход к вопросу.
Эдак можно это самое "чуть-чуть" постепенно и расширять. А где границы?

Ну и да, на самом деле такие темы вызывают исключительно академический интерес. Как и любой другой сферический конь в вакууме...

[Uree]

Еще немного проверил и обратил внимание, что Топор водит по две трассы между пинами, где и возникают все те 225 ошибок. Спекктра там же водит по только по одной трассе. Как бы неравные условия. Покопался. Система единиц в дизайне ММ, а шаг пинов дюймовый. Сетка задана 0.01мм. Сменил на 0.0001мм. Стало водить по две трассы между падами.
В итоге все развелось: длина трасс - 46318.987, переходных - 673, время процесса - 2:38 минуты.
Так что управлять процессом можно. Главное понять какие ручки крутить...

[prototype]

В связи с выше написанным возник вопрос: три зазора и две дорожки по 0,254 - 1,27 мм. Контактные площадки для ДИПов получаются тоже по 1,27? Как по мне маловато...

[maple]

Еще немного проверил и обратил внимание, что Топор водит по две трассы между пинами, где и возникают все те 225 ошибок. Спекктра там же водит по только по одной трассе. Как бы неравные условия. Покопался. Система единиц в дизайне ММ, а шаг пинов дюймовый. Сетка задана 0.01мм. Сменил на 0.0001мм. Стало водить по две трассы между падами.
В итоге все развелось: длина трасс - 46318.987, переходных - 673, время процесса - 2:38 минуты.
Так что управлять процессом можно. Главное понять какие ручки крутить...

Спасибо, Uree!
Результат улучшен существенно, но не кардинально. Я рассчитывала увидеть на уровне TopoRа или лучше, ведь, как я подозреваю, это еще не глобальный оптимум.
Несколько неожиданно, что размеры сетки так сильно влияют на результаты работы "бессеточного" трассировщика.

Ну, конечно... Посмотрел на разводку от Топора. Чего бы ему и не развести, так оптимально и с количеством ошибок 225 штук! Наверно Спекктра тогда тоже справилась бы

При преобразовании из дюймовых единиц в метрические могут возникать небольшие погрешности. Поэтому при проверке DRC в TopoR введен небольшой допуск. Отклонение от нормы составляет 0,1мкм. Как Вы понимаете, это несущественное значение для производства платы.
Думаю, что такой допуск используют многие программы, потому что если мы запустим проверку DRC в P-CAD, мы получим 0 ошибок.

Ну и да, на самом деле такие темы вызывают исключительно академический интерес. Как и любой другой сферический конь в вакууме...

Безусловно, для человека, принципиально не использующего автотрассировщики, любое обсуждение их достоинств, недостатков и особенностей представляет чисто академический интерес. Для использующего (а таких немало) - сугубо практический:
cущественное сокрашение числа переходов - повышение надежности и механической прочности, в случае массового производства - сокрашение производственных издержек, времени выпуска и стоимости (каждые 1000 переходов - 3 минуты сверления, лишнее сверло).

Наконец, убранные метры проводников не "звенят" , а высвобожденные ресурсы могут быть преобразованы в увеличенные зазоры между оставшимися проводниками для снижения перекрестных помех.

[fill]

1. В современных высокоскоростных платах автотрассировку в чистом виде на всю плату никто не использует. Используется последовательный авто и интерактивный процесс. Чтобы стало более понятно посмотрите пример конфигурирования\трассировки DDR от ментора.
2. Мифом является утверждение что трассировка Топора сама по себе является панацеей от помех. Я уже несколько лет назад наглядно (в видео) демонстрировал разницу в абстрактном уменьшении помех (о котором вы постоянно говорите) и реальном значении на конкретных критических цепях. Разработчика устройства интересует не общая температура по больнице, а температура конкретного больного. И главное, как его быстро ПОЛНОСТЬЮ вылечить. У вас есть инструмент автоматического устранения таких проблем? У других он есть (но только для параллельных трасс).
В предложенном вами случае (во всяком случае то что я посмотрел в Exp - там всего два слоя) наводка не только не уменьшится, а и увеличится, т.к. добавятся наводки с соседнего слоя. И единственным способом борьбы с этим может быть предложено только добавление слоя (а обычно добавляют два) земли\питания между ними.
Представьте что дело идет не о 4-х слойке, а о 6-ти слойке. Все остальные автотрассировщики решат проблему со слоями 3-4 просто - один горизонтальная трассировка, другой вертикальная, и нет наводки между слоями. Вам же придется опять добавлять слои. И даже для некоторых 4-х слоек возникнет та же проблема - где для решения проблем ЭМИ делают трассировку только на внутренних слоях, а внешние заливают землей\питанием.
Если говорить о многослойках, то все ваши преимущества сойдут на нет - чем больше слоев тем больше вариантов разложить грамотно трассы строго соблюдая направления слоев (чего нельзя сделать на двухслойке).
3. В Exp. есть алгоритмы Via_Min и Smooth - последовательный запуск их много раз с высоким значениями (2-5 и 1-3) приведет к дальнейшему последовательному уменьшению кол-ва via.
В PADS тоже самое + включите any angle как для трассировки, так и для слоев, увеличьте усилие (High).

[Aner]

Мое мнение, миф - отвечая коротко на ваш вопрос.

[Uree]

Каждый имеет право на свое неправильное мнение

[maple]

1. В современных высокоскоростных платах автотрассировку в чистом виде на всю плату никто не использует. Используется последовательный авто и интерактивный процесс.

В данном примере нет ни высокоскоростной платы, ни DDR3. Если хотите, обсудить проектирование высокоскоростных плат можно отдельно.

Есть тестовый пример. Теоретический минимум числа переходов - 0 (все контакты - сквозные), суммарной длины - 37.3 м (длина прямых отрезков, соединяющих контакты - netlines).
Хотелось бы получить конкретные рекомендации для достижения экстремальных значений по каждому из критериев и по совокупности.

3. В Exp. есть алгоритмы Via_Min и Smooth - последовательный запуск их много раз с высоким значениями (2-5 и 1-3) приведет к дальнейшему последовательному уменьшению кол-ва via.

Это очень абстрактно: "много раз" (сколько?), "приведет к дальнейшему последовательному уменьшению кол-ва via" (насколько серьезному, и каким увеличением длины это будет сопровождаться?). Я, естественно, пыталась. Если бы получилось, не обращалась бы к "клубу знатоков".

2. Мифом является утверждение что трассировка Топора сама по себе является панацеей от помех.

Где Вы в моем посте увидели утверждение про панацею? Речь идет о том, что более глубокая оптимизация позволяет высвободить ресурсы, которые могут быть использованы, например, для снижения уровня перекрестных помех, например, путем увеличения зазоров, причем необязательно всех.

Я уже несколько лет назад наглядно (в видео) демонстрировал разницу в абстрактном уменьшении помех (о котором вы постоянно говорите) и реальном значении на конкретных критических цепях.

Тогда Вы продемонстрировали наличие инструмента, но не эффективность его использования, ведь получить эквивалентный уровень помех Вам не удалось.

Разработчика устройства интересует не общая температура по больнице, а температура конкретного больного.

Если уж пользоваться медицинской терминологией, то уместнее говорить о профилактике заболеваний. То есть существует возможность снизить уровень помех, в том числе и для цепей, для которых, на первый взгляд, это не очень критично.

Например, для прикидочного расчета используем экспресс анализ HyperLinks, выставляем пороговое значение 100 mv, получаем файл, отсортированный по сумме двух максимальных значений, при этом для одной цепи есть всего два агрессора по 50 mv, а для другой - двадцать по 49 mv, и эта цепь в список не попадает.

И главное, как его быстро ПОЛНОСТЬЮ вылечить.

Если ресурсов недостаточно даже для получения 100% разводки, как, например, в случае, приведенном в соседней ветке http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=97532 , то, думаю, "больной" помощи не дождется, несмотря на наличие "сильнодействующих препаратов". Средства вроде бы и есть, но вот использовать их не представляется возможным.

один горизонтальная трассировка, другой вертикальная, и нет наводки между слоями.

Почему только вертикальное и горизонтальное - любая пара ортогональных направлений. (Кому интересно, может почитать http://www.tkea.com.ua/tkea/2010/2_2010/st_03.htm ).
Замечу, что в других трассировщиках задание направлений по слоям не гарантирует отсутствия на слое проводников ортогонального направления, особенно при активной минимизации переходов. Так что все с точностью до наоборот: в TopoRе на смежных слоях проводники ортогональны (или почти ортогональны), а в других трассировщиках почти всегда будут места, где на смежных слоях будут параллельные фрагменты строго один под другим, причем на многослойке действительно больше возможностей обеспечить ортогональность проводников на смежных слоях. Так что картинка Ваша, хотя и красивая, не про TopoR.
Взгляните на картинки с разводкой платы в Specctra и TopoR. В первом случае около 7% суммарной длины – параллельные (один над другим) проводники на смежных слоях. Во втором таких участков нет.
Замечу, что если на смежных слоях проводники не строго ортогональны, но и не параллельны, то зона их эффективного взаимодействия достаточно мала.

Кстати, например, для диффпар параллельность сторонам платы не приветствуется, а глобальная анизотропность слоев повышает риск коробления платы.


Сообщение отредактировал maple - Jan 16 2012, 08:23

[ClayMan]

...Чтобы стало более понятно посмотрите пример конфигурирования\трассировки DDR от ментора...

А можно этот файлик с видео выложить на мегратеке?