Глава 7.

Программа автоматизации проектирования печатных плат SPECCTRA 9

7.1. Общие сведения о программе SPECCTRA 9

SPECCTRA представляет собой программу автоматического и интерактивного размещения компонентов и трассировки проводников, основанную на так называемой Shape-Based или бессеточной технологии [5, 6, 24]. Согласно ней все объекты ПП моделируются в виде совокупности геометрических фигур (прямоугольник, круг, дуга, трасса, полигон), которым приписаны определенные электрические и физические характеристики и правила проектирования. В отличие от привязанных к.сеткам технологиям (Grid-Based), используемым, в частности, в P-CAD PRO Route [5], при бессеточной технологии каждый объект моделируется не набором узлов сетки, а геометрически точно, за счет чего достигается более плотный монтаж с меньшим числом слоев. Характерная особенность бессеточной технологии — меньшие затраты памяти. Другая особенность — поддержка сложных правил проектирования. Для каждого объекта, расположенного на определенном слое ПП или в определенной области или принадлежащему некоторому классу, можно задать ряд индивидуальных правил. Это означает, что при работе над сложным проектом не приходится прибегать к искусственным приемам при размещении компонентов и трассировке проводников. В интерактивном режиме разрешающая способность SPECCTRA составляет 0,01 мкм в метрической и 0,0001 мил в английской системе. Внутренняя точность представления данных еще выше. В связи с этим систему единиц можно заменять на любой фазе работы с проектом без потери точности.

Система SPECCTRA имеет два основных режима.

1 режим. Routing — трассировка проводников. Трассировка реализуется с помощью нескольких опций:

AR (AutoRoute) — основная опция трассировки в автоматическом, режиме, обеспечивающая:

• разрыв мешающих проводников (Rip-up) и их повторную разводку с применением раздвигания и проталкивания проводников (Push and Shove);
  
• трассировку с применением и без применения сеток размещения ПО и прокладки проводников;
  
• улучшение технологичности изготовления ПП;
  
• сглаживание прямоугольных изгибов проводников по диагонали;
  
• трассировку на основании набора иерархических правил.
  

В состав AR входят две дополнительные опции, обеспечивающие ручное редактирование в среде SPECCTRA (в ее отсутствие для выполнения этих операций нужно возвращаться в OrCAD Layout):

1) ER (EditRoute) - редактирование расположения трасс проводников « ПО в ручном режиме:

• Plowing — перемещение одного или нескольких проводников при сдвиге ПО;
  
• Shoving — раздвигание одним проводником нескольких других;
  
• Ghosting — оценка возможных результатов перемещения проводников или ПО. При перемещении курсором сегмента проводника или ПО окружающие проводники динамически раздвигаются, можно просмотреть несколько вариантов и выбрать лучший. Неограниченная возможность отката назад позволяет вернуться к приемлемому варианту;
  
• Via search — изображение разрешенных точек расположения ПО;
  
• Critic — удаление лишних точек излома проводников.
  

При трассировке проводников проводится текущий контроль соблюдения допустимых зазоров между проводниками и другими объектами.

2) ЕР (EditPlace) — размещение компонентов. Выполняется размещение, сдвиг, поворот, выравнивание и перестановка компонентов, перенос их на противоположную сторону ПП. При перемещении компонента он может сдвигать мешающий ему один или несколько компонентов. Можно выбрать компонент с наибольшим числом связей и предложить наилучшее место его размещения. Изображается гистограмма плотностей связей. При размещении компонентов контролируется соблюдение допустимых зазоров между ними.

В состав AR входят также несколько дополнительных утилит:

AD (бывшая ADV, Advanced) — расширение возможностей настройки стратегии трассир'овки сложных ПП — разрешение проводить на определенных сигнальных слоях индивидуальные цепи, классы цепей и группы, задание разных значений ширины трассы и зазоров на разных слоях трассировки, назначение правил трассировки отдельных цепей и классов цепей, назначение ПО отдельным цепям и классам цепей, назначение ширины проводников и зазоров; она включает группу команд HYB (Hybrid) — поддержка технологии межслойных ПО, размещение ПО под выводами планарных компонентов, монтаж гибкими проводниками и перемычками;

DF (бывшая DFM, Design for Manufacturability) — повышение технологичности проекта — автоматическая генерация контрольных точек для всех или выделенных цепей, увеличение зазоров при наличии свободного пространства.

MV (RouteMicroVia) — новая утилита для размещения миниатюрных глухих ПО друг под другом.

HP (HighPerformance, бывшая FST, Fast Circuit) — учет особенностей проектирования высокочастотных устройств — контроль максимальной длины параллельных проводников, расположенных на одном и том же или на смежных слоях для уменьшения перекрестных искажений, контроль задержек распространения сигналов, разводка дифференциальных (симметричных) проводников, сглаживание прямых углов дугами, специальные правила трассировки для выделенных областей, введение экранирующих цепей. Имеется дополнительная опция EH (EditHighPerformance, бывшая EditFST) — выполнение команд интерактивного редактирования трасс проводников, специфических для высокочастотных устройств, в частности, для трассировки цепей с учетом ограничений на время распространения сигналов:

• вывод на экран подробной информации о длине проводников с контролем ограничения на их минимальную и максимальную длину. При измерении расстояний к длине проложенной части проводника прибавляется расстояние по Манхеттену до конечной точки;
  
• высвечивание зеленым цветом области вокруг текущего положения курсора, в которой удовлетворяются ограничения на время распространение сигналов. При превышении минимального времени цвет области изменяется на красный.
  

2 режим. Placement — размещение компонентов. Реализуется с помощью опции АР (AutoPlace) — автоматическое размещение компонентов на одной или двух сторонах ПП. В своем составе она содержит утилиту ЕР (EditPlace) — интерактивное размещение компонентов. Выполняется размещение, сдвиг, поворот, выравнивание и перестановка компонентов, перенос их на противоположную сторону ПП. При перемещении компонента он может сдвигать мешающий ему один или несколько других. Можно выбрать компонент с наибольшим числом связей и предложить наилучшее место его размещения. Изображается гистограмма плотностей связей. При размещении компонентов контролируется соблюдение допустимых зазоров между ними.

Возможны разные варианты лицензий для разработки двухслойных ПП без ограничения количества компонентов, четырехслойных ПП с количеством компонентов не более 4000 и 256-слойных ПП без ограничения количества компонентов (при ограничении количества слоев имеются в виду сигнальные слои, количество слоев металлизации не ограничивается).

В последующих разделах приведен полный список команд, доступных при поставке всех опций (для ряда команд в скобках указаны имена опций, при наличии которых они доступны, но для всех команд и их параметров этого сделать практически невозможно).

В заключение отметим, что опыт эксплуатации SPECCTRA показал, что с ее помощью не удается, к сожалению, развести все ПП. Причем те ПП, которые не разводятся на 100% в SPECCTRA, удается полностью развести в сеточном трассировщике типа P-CAD PRO Route и наоборот. Какие либо закономерности пока еще не установлены — нужно накопить больший опыт проектирования. Поэтому приходится работать одновременно с трассировщиками обоих типов, причем SPECCTRA имеет преимущества по возможностям тонкой настройки стратегии трассировки по сравнению с бессеточными трассировщиками типа OrCAD SmartRoute или P-CAD Shaped-Based Route, использующими эвристические методы оптимизации нейронных сетей [6].

Приведенный ниже материал дает общее представление о программе SPECCTRA 9, что позволяет ее освоить на простейших примерах. Для более детального знакомства с имеющимися командами и их параметрами следует ознакомиться с документацией [23—26], имеющейся также в электронном виде, и со встроенными в программу средствами помощи. Более ранняя версия SPECCTRA 7 кратко описана в [7], версия 8 — в [5].

SPECCTRA 9.0 поставляется для работы в среде Windows 95/98/2000, NT 4.0 (в среде Windows 2000/NT работает более надежно) на IBM-совместимых ПК с процессорами не ниже Pentium/166 МГц, объем ОЗУ не менее 32 Мб (рекомендуется 128 Мб), объем временного файла не менее 128 Мб, и на следующих платформах Unix:

• HP 9000 Series 700 с HP-UX 10.20;
  
• IBM POWER/PowerPC с AIX 4.1.5 и более поздними;
  
• Sun SPARCstation и UltraSparc с Solaris 2.5.4 и более поздними.
  

Приведенный ниже материал иллюстрирует работу SPECCTRA в среде Windows (основные отличия работы в среде Unix относятся в основном к особенностям запуска программы).

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки