안산드레아스

이 기능은 Constraint Manager의 Electrical Rule과 Physical Rule 둘 다 가능하다.

Physical Rule 을 이용할 땐 모든 OrCAD 라이센스에서 이용 가능하다.

그러나 Electrical Rule을 이용하면 OrCAD PCB Professional 이상의 버전에서 가능하다.

고속의 PCB를 설계할 때 Sinal Integrity (신호의 무결성)으로 인해 임피던스 매칭이 필요하다. 그 임피던스값을 조절할 수 있는 요소가 여러가지가 있는데 아래와 같다.

ansan-survivor.tistory.com/489

하지만 OrCAD PCB에서는 이 계산을 알아서 해주므로 직접 계산할 필요가 없다.

임피던스에 영향을 줄 수 있는 4가지 요소중, 대부분 Trace의 Width를 변경하여 임피던스를 맞춤으로 OrCAD PCB에서도 나머지 값을 다 입력하고, 원하는 임피던스값을 넣으면 알아서 Width가 맞춰진다.

임피던스 계산 기능을사용하기 전에 Stack up에서 Cross section에 관한 속성값을 먼저 넣어햐 한다. 

stack up layer 방법은 아래 블로거님께서 잘 정리해 주셨다.

m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=kingreddrake&logNo=220987229968&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F

또한 예전에 Flexible PCB stack up 관련 정리해놓은 자료가 있다.

ansan-survivor.tistory.com/587

Setup - Cross-section 에 들어가면 아래와 같이 단면도(Cross-section)정보를 볼 수 있다.

Primary (main pcb layer만 보기)

conductor (배선 layer), Dielectric (유전체) , Plane (copper 판)

Thickness (각 layer의 두께), Material (재료 성분)

Dielectric Constant (유전율)

Impedance (임피던스값)

* Differential Pair 관련한 임피던스 자동 계산하는 방법은

Cross-Section의 Signal Integrity에 Diff Coupling Type 을 Edge로 두고, Diff Spacing과 Diff Z0 값을 보면 된다.

(Diff spacing : diff pair간 간격 / Diff Z0 : 타켓 임피던스값)

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<Physical Rule으로 임피던스 값 계산 방법>

1. 임피던스값 변경으로 Trace의 Width를 얼만큼 해야 하는지 확인

    Cross-section에서 Signal Integrity의 Impence값을 원하는 임피던스값으로 변경하면, 자동으로 Width값이 바뀐다.

여기서 유의해야할점이, Width가 바뀌었다고 내가 배선할 때 저 값으로 배선되는게 아니라, 참고할 수 있는 값이다.

배선 두께를 강제화 하는것은 Constraint Rule에서 하는 것이고, 여기서는 어떤 값을 배선에 넣을지 참고하는 것이다.

이제 50옴 임피던스를 맞추기 위해서는 0.292mm width로 배선해야 됨을 확인했다.

50옴 임피던스를 위해서는...

Top: 0.292,  Bottom: 0.308,   Inner1: 0.266,   Inner2: 0.266   으로 배선해야 한다.

2. Constraint Manager로 Trace Width 배선 Rule지정

    2-1. setup - Constraints - Constraint Manager

    2-2. 새로운 Class Set을 만듦

3. 언더바를 눌러 확장시킨 후, 해당 Layer별 Line Width값 확인, 아까 확인한 값을 입력

4. Set값을 적용하기 위해서는 Net에서 Class를 지정

(결과)

Top layer에서 배선할 때 0.292로 width가 잡힌다.

INNER1 에서는 0.266 으로 잡힌다.

Bottom에서는 0.308으로 잡힌다.

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(OrCAD PCB Professional 이상의 버전에서 가능하다.)

<Electrical Rule으로 임피던스 자동 계산 및 배선두께 강제화 방법>

0. Analyze 모드 활성화

     Analyze - Analysis Mode

     Electrical - Impedance - On 체크박스 활성화

1. Electrical - Impedance - 우클릭 - Create - Electrical CSet

        "50ohm_elec"이라는 class를 만들고, Target값에 50옴 입력

2. Net에 룰 적용

    그러면 50옴에 맞도록 width가 알아서 조절된다.

(결과) 마찬가지로 layer별로 임피던스값이 50옴이 되도록 알아서 width가 고정된다.

Electrical 룰을 사용하면 위처럼 Cross-section에서 값을 찾고 Physical룰에서 값을 적용하는 이런 번거로움을 덜 수 있다.

Constraint Manager에서 Target값, Actual값, Margin값이 만족하는지 실시간으로 볼 수 있다.

(테스트) 일부러 두께를 늘려서 임피던스 값을 낮춰봤다. 그러면 DRC마커와 함께 위반한 내용이 뜬다.

50옴의 마진이 +-2%를 벗어남으로 아래와 같이 Constraint Manager에서 DRC가 뜬다.

이렇게 Electrical Rule을 이용하면 손쉽게 어떤 Trace의 50옴 임피던스를 쉽게 설계할 수 있다.

아래 영상을 참고하여 만들었다.

www.youtube.com/watch?v=PTFfJyQUr74

(참고) 

         Physical Rule과 Electical Rule 둘다 적용했을 때, Electrical Rule이 더 우선순위를 차지한다.

          Allegro PCB Designer이상의 라이센스에서는 Trace의 임피던스값을 볼 수 있는 옵션을 제공한다.

         실제로 기생성분들 RLC값을 모두 볼 수 있다. (아래 링크 참고)

ansan-survivor.tistory.com/464

<Tip>

임피던스값과 Trace Width값을 임시로 계산하고 싶을 때

각 Net 배선의 임피던스가 어떻게 되는지 시각적으로 보여주는 기능

https://ansan-survivor.tistory.com/504

가끔 설정을 잘못눌러서 원점이 사라지는 경우가 있다.

우선 원점이 없어졌을 때 아래와 같이 확인한다.

1. 원점좌표가 왼쪽하단 끝에 가있는지 확인, 만약 그렇다면 아래와 같이 조치

(간단하게 원점 바꾸는 방법은 아래 참고)

ansan-survivor.tistory.com/454

2. Color설정에서 비활성화 되었는지 확인

1. File - Import - Artwork

2. ... 을 눌러서 .art파일을 찾는다

    여기서 Soldermask_Top.art를 선택했는데, 그에 맞게 Class를 맞춰준다.

    (Format은 필요시 맞춰준다. 보편적으로 GerberRS274X)

3. 사각박스가 활성화 되어 마우스를 따라다니는데, 클릭하여 배치한다.

         배치를 하면, 아래와같이 내가 정한 Class (soldermask)에 맞게 해당 artwork파일이 배치된다.

속성을 확인하면 Soldermask_Top을 확인할 수 있다.

(아래 영상 참고)

https://www.youtube.com/watch?v=YDj-0laK09M 

무료로 웹상에서 거버파일을 보는 방법은 아래 참고

https://ansan-survivor.tistory.com/280

1. Display - Color/Visibility

2. Layers - Geometry - Pin_Number 해제

(결과)

기존 shape void를 만드는 방법은 아래에 나와 있다.

ansan-survivor.tistory.com/102

Shape 내에 있는 Void(빈공간)의 위치를 옮길 것이다.

1. Shape - Manual Void/Cavity - Move

2. 기존 void shape을 선택 - 원하는 자리에 마우스로 옮기고 클릭

3. 마우스우클릭 - Done

간단하게 void shape이 이동하였다

이 기능은, Allegro PCB High-speed 옵션이 있어야 가능하다.

(선행조건) Cross Section의 Stackup이 갖춰줘야 한다.

ansan-survivor.tistory.com/472

1. CrossTalk Table 생성

    Analyze - Xtalk Table

2. Preference 설정

    Line Separation Values의 최대값 설정

3. 테이블명 입력 - Create Table

4. 시뮬레이션 결과를 Export로 파일 저장 

5. Constraint Manager 설정

    Electrical 에서 Max xtalk, Max peak xtalk 활성화

6. Electrical Set 설정

    Class만듦

7. Max Xtalk값, Max Peak Xtalk값 입력

8. CrossTalk을 비교하고자 하는 Net에 적용

9. 인위적으로 cross talk이 발생하도록 거리를 좁혀본다.

10. 수정후 시뮬레이션 재실행

1. Setup - Cross-section

2. Top layer를 선택 - 마우스우클릭 - Add Layer Pair Below

3. 해당 layer에서 위 아래로 추가 가능,

    Add Layer Pair Above : 위칸으로 1개의 layer 추가 (conductor 레이어)

    Add Layer Pair Below : 아래칸으로 1개의 layer 추가 (conductor 레이어)

4. Copper Plane으로 변경 

(예시) Copper Plane과 Conductor를 나눠서 아래와 같이 layer 설정가능

* 기타설정

 - Material 설정, oz 별 copper설정 가능, Gold, Silver 등등 다른 금속도 가능 (그에 맞게 계산됨)

 - Layer의 두께설정

 - 유전체 (Dielectric) 재료 설정

 - 사용하지 않는 dummy의 pin이나 via는 자동 제거 (불필요한 capacitance 제거)

Dim 기능을 사용하지 않을 때, 필요한 net 선택

Dim 기능을 사용할 때, 필요한 net 선택

설정방법은 아래와 같다.

1. Display - Color/Visibility

2. Display - Shadow mode - Enable체크, Dim active layer 체크

3. 그리고 색, 투명도 등 원하는 강도만큼 조절한다.

(option) 지정컬러까지 Dim으로 지정할지 선택 가능