数字系统PCB板设计应用解决办法

一般情况下，当信号的互连延迟大于边沿信号翻转阀值时间的20%时，PCB板上的信号导线就会显示出传输线效应，即联机不再是显示集总参数的单纯的导线性能，而是呈现分布参数效应，这种设计即为高速PCB设计。在高速数字系统设计中，设计者必须解决由寄生参数所导致的错误翻转及信号失真问题－实时序和信号完整性问题。目前这也是高速PCB电路设计者必须解决的瓶颈问题。
　　传统的物理规则驱动
　　我们可以发现在传统的高速电路设计中，电气规则设定和物理规则设定是分开的。这就带来了以下的缺陷：
　　· 在设计早期工程师不得不花费很多精力进行详尽的前后端（即，逻辑建立－物理实现）分析，以规划出满足电气需求的物理布线策略。
　　·高速效应是一个复杂的课题，不能简单的通过布线长度及并行线的控制达到预期的效果。
　　· 设计者必然会面对这样的困境，带有假像成分的物理规则在实际布线中根本不适用，他不得不反复进行规则修改，使其具有实用价值。
　　· 当布线完成之后，可以用后验证工具进行分析。但如果发现问题，工程师必须返回到设计中，进行结构或规则的调整。这是一个循环的冗余过程。必然会影响产品上市时间。
　　· 当设计中仅有几根或几十根关键线网时，物理规则驱动可以很好的完成设计任务；但当设计中几百根，甚至几千根线网时，物理规则驱动的方法就根本无法胜任设计任务。 电子技术的发展呼唤新方法、新工具出现，来解决设计面临的瓶颈问题。为解决物理规则驱动高速设计的缺陷，业界从事高速数字电路设计EDA工具研发的有识之士，在三年前提出了实时电气规则驱动物理布局布线的构想，从设计思想上对高速数字设计流程进行了改革。
　　全新的电气规则驱动：互连综合
　　· 互联综合是实时电气规则驱动方法的一个典型术语，即在物理布局布线过程中，互联综合器实时根据电气规则约束条件，进行分析，提取出满足设计者要求的布线策略，使设计一次通过成功。这种方法通过互联综合将电气需求和物理实现精确的集成起来，从根本上消除物理规则驱动方法的缺陷。 互联综合流程如下：
　　· 在工具中输入噪声约束及时序约束规则；
　　· 时序控制布局，使之满足时序约束要求；
　　· 执行信号完整性预优化；
　　· 板级综合，确保关键线网满足电气需求；
　　· 完成普通线网的布线；
　　· 布线综合优化。
　　通过电气规则驱动的方法就能有效的在设计布局布线之前进行质量评估，检测信号失真情况，确定匹配的线网拓扑结构及恰当的终端匹配结构和阻值。在完成布局布线后，可进行后验证，用软件示波器直观的检测波形。对于这时所发现的时序及失真问题，可用布线综合优化功能予以解决。 黄金工具组合及设计流程现在有许多EDA厂商均可以提供高速系统PCB设计的EDA工具，帮助用户在这一领域中有效的提高设计质量，缩短设计周期。在应用电气规则驱动方法的EDA系统板级工具中最具代表性的当数美国Mentor Graphics公司ICX软件包。它最早提出了互联综合概念，也是目前业界最成熟的工具组合。该软件包有目前业界流行的即插即用的特点，它可以集成在许多厂商的PCB经典EDA设计流程中。 混合信号设计解决方案
　　由于设计小型化成为时尚，消费者需要高性能、低价位的商品，厂商为适应市场竞争，要求研发人员在尽可能短的时间内，开发出不同种类、不同功能配置的高性能低成本的产品，占领市场。这就带给设计者许多新的设计挑战。例如：在同一块基板上利用数模混合技术，甚至射频技术，来实现设计小型化及提高产品功能的目的。风靡世界的手机就是一个最典型的例子。
　　业界同样已有相应的解决方案－设计小组、并行设计、派生及设计复用是最典型的策略。