Pregatire TIE Lectia nr. 5

1. Pregatire TIELectia nr. 5 Conf.dr.ing. Gheorghe PANA pana@vega.unitbv.ro

2. CUPRINS • Blocul de proiectare Layout • Plasarea componentelor • Manuala • Interactiva • Automata • Rutarea placii de circuit imprimat • Etape pregatitoare • Rutarea manuala • Rutarea interactiva • Rutarea automata • Teme propuse Pregatire TIE - Lectia nr.5

3. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor • Plasarea automată a componentelor se poate realiza: • pe toată placa • în grupuri de componente • individual Pregatire TIE - Lectia nr.5

4. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor • Plasarea pe toată placa într-o singură etapă poate fi utilă pentru a analizacomparativ mai multe variante posibile de plasare • Se poate forma o idee despre densitatea de componente şi se pot alege eventual alte strategii. Pregatire TIE - Lectia nr.5

5. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor • Plasarea succesivă pe categorii de componente este utilă pentru a realiza o grupare după diverse criterii a acestora. • De exemplu, putem avea pe placă zona analogică de semnal mic, zona de alimentare, zona digitală, etc. • De obicei acest tip de plasare se utilizează pentru a plasa aşa-numitele grupuri de plasare (“clusters”), care se definesc anterior. • Se realizează astfel pe placă o aranjare zonală a componentelor din acelaşi grup, lucru care poate fi util din punct de vedere funcţional. Pregatire TIE - Lectia nr.5

6. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor • Plasarea componentelor în mod individual decurge în acelaşi mod ca plasarea grupurilor atunci când se selectează o singură componentă. • Plasarea individuală este mult îmbunătăţită atunci când este utilizată în conjuncţie cu opţiunea “push and shove” prin care anumite componente pot fi deplasate pentru a face loc celor care urmează a fi plasate. Pregatire TIE - Lectia nr.5

7. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Comenzi: • Meniul Auto, comanda Place, opţiunile: • Board • Component(s) • Array • Matrix Pregatire TIE - Lectia nr.5

8. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Place Board • realizează plasarea tuturor componentelor care nu sunt fixate pe întreaga placă, parcurgând un număr de 6 etape sau treceri (“pass”) Place Component(s) • plasează automat componentele selectate Pregatire TIE - Lectia nr.5

9. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Place Array • este o comandă utilizată pentru a plasa componentele selectate într-o formă circulară. • Acest tip de plasare este util pentru plăci de formă circulară sau plăci de test cu simetrie circulară şi este mai rar utilizat. Place Matrix • realizează plasarea componentelor selectate în nodurile unei matrice de plasare. Pregatire TIE - Lectia nr.5

10. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor • Etapele ce concură la realizarea unei plasări automate performante sunt următoarele: • Verificarea condiţiilor preliminare; • Încărcarea unui fişier de tip strategie de plasare adecvat; • Examinarea parametrilor care controlează procesul de plasare; • Rularea procesului de plasare automată. Pregatire TIE - Lectia nr.5

11. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Place Board (continuare) • Paşii impliciţi de realizare a plasării sunt afişaţi în tabela Place Plass. • Pentru a deschide fereastra trebuie: • clic pe - View Spreadsheet • urmat de Strategy şi de Place Pass • sau din meniul Options, comanda Placement Strategy Pregatire TIE - Lectia nr.5

12. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Place Board (continuare) • fereastra Place Pass Pregatire TIE - Lectia nr.5

13. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Place Board (continuare) Rularea Pass 0 – este utilizată de procedeul de plasare rapidă Quick Place sau dePlace Component. • Efectuează o rulare de tip Proximity Place – plasare în apropiere, care împarte componentele în grupuri de plasare “clusters” bazate pe interconexiuni şi apoi plasează grupurile unele faţă de altele în poziţiile care determină o lungime minimă a conexiunilor. • Pass 0 utilizează un număr minim de iteraţii şi de încercări diferite. • Nu este utilizată la plasarea automată. Pregatire TIE - Lectia nr.5

14. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Place Board (continuare) • Paşii următori sunt cei utilizaţi de procedeul de plasare automată Rularea Pass 1 • face o rulare de tip Assign Clusters care adună toate componentele de pe placă care nu sunt blocate sau fixate şi le aranjează în grupuri de plasare pe baza interconexiunilor, indiferent dacă piesele sunt grupate sau nu. Pregatire TIE - Lectia nr.5

15. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Place Board (continuare) Pass 2 • face o rulare de tip Place Clusters • plasează grupurile de plasare pe placă pe baza conexiunilor dintre grupuri şi a conexiunilor acestora cu componentele fixate. Pregatire TIE - Lectia nr.5

16. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Place Board (continuare) Pass 3 • efectuează o rulare de tip Proximity Place cu un număr mare de iteraţii şi încercări, • comparativ cu trecerea Pass 0, realizeaza o plasare mai precisă. Pregatire TIE - Lectia nr.5

17. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Place Board (continuare) Pass 4 • realizează o rulare de tip Swap Comp care permută succesiv componentele vecine pentru a vedea dacă se îmbunătăţeşte plasarea prin reducerea lungimii conexiunilor şi a intersecţiilor dintre conexiuni. Pregatire TIE - Lectia nr.5

18. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Place Board (continuare) Rularea Pass 5 • realizează o trecere de tip Adjust Comps ce ajustează poziţiile componentelor pentru a evita orice suprapunere şi a realiza o aliniere a poziţiilor. • Programul poate efectua treceri suplimentare de la 6 la 11 (care pot fi făcute active), ele fiind în mod implicit dezactivate. Pregatire TIE - Lectia nr.5

19. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Plasarea componentelor pe baza unei matrice de plasare • constă în poziţionarea componentelor selectate în nodurile unei grile rectangulare numită matrice de plasare. • Plasarea cu ajutorul matricei dă cele mai bune rezultate în cazul plasării grupurilor de componente pentru care se respectă la plasare o aranjare echidistantă pe linii şi pecoloane, de exemplu circuitele de memorie, componentele discrete SMD, condensatoarele de decuplare, circuitele în capsule DIP. Pregatire TIE - Lectia nr.5

20. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Pentru a realiza plasarea automată: • Se defineşte matricea de plasare; • Se selectează componentele (sau componenta) utilizând comanda Select Any, sau prin selecţie individuală cu CTRL+clic, sau prin desenarea unui cadru de selecţie; • Se alege din meniul Auto, opţiunea Place Matrix sau din meniul contextual opţiunea Matrix Place. Pregatire TIE - Lectia nr.5

21. A. Blocul de proiectare Layouta) Plasarea automata a componentelor Definirea matricei de plasare • se selectează meniul Tool, se alege Matrix şi apoi Select Tool • Se desenează un cadru dreptunghiular de mărimea zonei în care va fi definită matricea. • Din punctul în care s-a terminat de desenat conturul rectangular se deplasează cursorul în interiorul cadrului, spre punctul iniţial. • Pe măsură ce cursorul se deplasează în cadru, apar mai multe linii şi coloane ale matricei de plasare. • Atunci când numărul de linii şi coloane este convenabil se face clic şi se încheie desenarea matricei. Pregatire TIE - Lectia nr.5

22. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata Programul Layout conţine numeroase fişiere de tip strategie de rutare: • STD.SF • 2__SMD_H.SF • 2__SMD_V.SF • 2__THR_H.SF • 2__THR_V.SF • JUMPER_H.SF • VIARED_H.SF Pregatire TIE - Lectia nr.5

23. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata Fişiere de tip strategie de rutare(continuare) STD.SF → folosit ca fişier de strategie implicit. • El este încărcat automat în programul de proiectare PCB în cazul în care placa este transferată în formatul binar al Layout-ului. • Acest fişier se poate utiliza şi pentru plăci care nu sunt transferate. Pregatire TIE - Lectia nr.5

24. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata Fişiere de tip strategie de rutare(continuare) 2__SMD_H.SF → folosit pentru plăci dublustrat cu componente amplasate pe o faţă sau pe ambele, atât în cazul tehnologiei montării pe suprafaţă, cât şi în cazul tehnologiei mixte THT-SMT, cu layerul 1 orizontal. 2__SMD_V.SF→ folosit pentru plăci dublustrat cu componente amplasate pe o faţă sau pe ambele, atât în cazul tehnologiei montării pe suprafaţă, cât şi în cazul tehnologiei mixte THT-SMT, cu layerul 1 vertical. Pregatire TIE - Lectia nr.5

25. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata Fişiere de tip strategie de rutare(continuare) 2__THR_H.SF→ folosit pentru plăci dublustrat în cazul tehnologiei THT, cu layerul 1 orizontal. 2__THR_V.SF→ folosit pentru plăci dublustrat în cazul tehnologiei THT, cu layerul 1 vertical. Pregatire TIE - Lectia nr.5

26. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata Fişiere de tip strategie de rutare(continuare) JUMPER_H.SF→ folosit pentru plăci simplustrat cu ştrapuri (jumpere), cu layerul 1 orizontal. Ştrapurile sunt plasate pe un layer special, numit “jumper layer”. VIARED_H.SF→ folosit în cadrul pasului de baleiere destinat reducerii găurilor de trecere; această procedură are loc pe o placă rutată complet, cu layerul 1 orizontal. Pregatire TIE - Lectia nr.5

27. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata Etape de proiectare în procesul de rutare automată: • Încărcarea unui fişier strategie de rutare. • Verificarea existenţei conexiunilor la planurile de masă şi alimentare. Pentru plăcile SMT se recomandă realizarea rutării tip “fanout” pentru conexiunile de masă şi de alimentare. • Rutarea conexiunilor critice. • Realizarea rutării pentru restul conexiunilor rămase. • Optimizarea rutării prin mijloace interactive. • Verificarea spaţierilor şi examinarea datelor statistice referitoare la placă. Pregatire TIE - Lectia nr.5

28. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata • Rutarea automată se bazează pe definirea unei arii în care procesul de rutare trebuie să se declanşeze. • Aria de rutare apare ca o zonă delimitată de o “linie întreruptă” şi este vizibilă pe ecran chiar de la deschiderea programului Layout cu comanda New. • Programul de rutare automată şi cele două procedee de rutare interactivă (Shove Track şi Auto Path) rulează numai în aria DRC. Pregatire TIE - Lectia nr.5

29. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata Definirea regiunii in care se doreşte să înceapă procesul de rutare: • Se utilizeaza aria (sau conturul) DRC • Din meniul View se alege opţiunea Zoom DRC/Route Box, sau se apasă tasta “B”. • Cursorul îşi modifică forma într-un “Z”. • Se descrie un contur dreptunghiular (“frame”) cu dimensiunea dorită pentru aria DRC. • La eliberarea butonului mouse-ului programul face un zoom, centrând aria DRC în ecranul de lucru. • Zoom Out si conturul definit se vede in intregime pe ecran. Pregatire TIE - Lectia nr.5

30. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata Mutarea ariei DRC • Se face alegând opţiunea Zoom DRC/Route Box(din meniul View). • Se face un clic în aria de lucru, în vecinătatea zonei unde dorim să fie centrul ariei DRC. • Aria DRC se centrează pe cursor şi se “agaţă” de acesta, fiind posibilă deplasarea acesteia în zona dorită unde se plasează prin clic. Pregatire TIE - Lectia nr.5

31. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata Mutarea ariei DRC (continuare) • Pentru mutarea ariei DRC fără a face zoom se alege opţiunea Zoom DRC/Route Box şi se mută cursorul în zona unde dorim să fie centrul ariei DRC. • Se tastează “*”. • Conturul DRC se centrează la nivelul cursorului. Pregatire TIE - Lectia nr.5

32. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata Autorouterul bazat pe grilă are două caracteristici principale: • utilizarea procedeului “sweep” (baleiere); • utilizarea procedeului “shove” (împingere, înghiontire). Pregatire TIE - Lectia nr.5

33. A. Blocul de proiectare Layoutb) Rutarea automata • La procedeul “sweep” are loc o baleiere a plăcii după direcţii specificate, începând dintr-un anumit punct. • La utilizarea procedeului “shove” programul găseşte loc pentru rute prin împingerea, înghiontirea rutelor aflate în calea celei curente. • De asemenea se verifică dacă anumite rute care blochează calea nu pot fi duse pe alte căi. Pregatire TIE - Lectia nr.5

34. B. Tema propusa nr.1Realizarea traseelor de lungime egala • Sa se exerseze realizarea de trasee de lungime egala desenand in Capture circuitul: Pregatire TIE - Lectia nr.5

35. B. Tema propusa nr.1Realizarea traseelor de lungime egala • Se folosesc simboluri de conectoare cu 8 pini de tipul CON8. • Selectie schema • Ctrl+E • In fereastra Property Editor se selecteaza la Filter by: Orcad Layout • Se lanseaza Layout • Tools -> Library Manager • Din Libraries se alege SIP (Single In-line Package) • La Footprints se alege SIP/SM/L.475/8 Pregatire TIE - Lectia nr.5

36. B. Tema propusa nr.1Realizarea traseelor de lungime egala • Din Capture se deschide Project Manager (clic pe • Selectienume.dsn • Create netlist cu clic pe . Se obtine fisierul nume.mnl • Layout -> File -> New • Primul Browse -> default.tch • Al 2-lea Browse -> fisierul nume.mnl • Apply ECO Pregatire TIE - Lectia nr.5

37. B. Tema propusa nr.1Realizarea traseelor de lungime egala • Rutare pe TOP • Tool -> Layer -> Select from Spreadsheet • 2 clic pe BOTTOM, INNER1 si INNER2 • Se alege Unused Routing • Alegerea latimii traseelor • Tool -> Net -> Select from Spreadsheet • Cancel in Net Selection Criteria • 2 clic pe • In Min Width, Conn Width si Max Width se pune 20 (adica 20 mil≈0,5mm) • Definire contur de rutare (Obstacle Tool ) Pregatire TIE - Lectia nr.5

38. B. Tema propusa nr.1Realizarea traseelor de lungime egala • Rutare automata Pregatire TIE - Lectia nr.5

39. B. Tema propusa nr.1Realizarea traseelor de lungime egala • Verificarea lungimii traseelor: • Options -> System Settings… -> Millimeters (mm) • Clic pe Edit Segment Mode • Ctrl+clic pe un traseu si in subsol se afiseaza: • Numele Net-ului • Latimea Width • Lungimea Length • Pozitia cursorului • Memoria RAM utilizata si disponibila Pregatire TIE - Lectia nr.5

40. B. Tema propusa nr.1Realizarea traseelor de lungime egala • Afisarea lungime traseu 1: Length=41.1662 Pregatire TIE - Lectia nr.5

41. B. Tema propusa nr.1Realizarea traseelor de lungime egala • Clic pe Add/Edit Route Mode • Se realizeaza traseu tip burduf pentru a egaliza lungimile traseelor: • Clic de unde se porneste • Clic unde se schimba directia • Clic dreapta si se pot alege optiuni pentru colturile traseelor Pregatire TIE - Lectia nr.5

42. B. Tema propusa nr.2Circuit de temporizare Descriere sumara • Circuitul este contolat cu ajutorul unui mic controler AVR de tipul Attiny2313. • Circuitul poate comuta (deschis/inchis) o sarcina cu o eroare de 1s. • Intervalul de timp este reglabil intre 1s si 99:59:59 ore. Pregatire TIE - Lectia nr.5

43. Circuit de temporizareSchema Sa se realizeze cablajul imprimat pentru circuitul alaturat. Se vor crea simboluri pentru unele componente (ale caror part-uri nu se gasesc in Capture) utilizand, unde este cazul, foile de catalog. Pregatire TIE - Lectia nr.5

44. Circuit de temporizare Informatii despre componente: • D2=LED rosu • D3=LED verde • Rezistoare cu pelicula de carbon, THT, 0,25W • Condensatoare electrolitice, THT, pinii radial • Condensatoare nepolarizate – ceramice, THT Pregatire TIE - Lectia nr.5

45. Circuit de temporizare Foi de catalog: Afisor LCD – HMC16223 Microcontroler Attiny2313 Stabilizatorul 7805 Puntea redresoare B80C1500 Trafo retea 9V/1,5W Releu PCB Tranzistor BC337 LED Pb free Pushbutton Cristal 4.1952MHz Potentiometru semireglabil Disc Ceramic Capacitors Pregatire TIE - Lectia nr.5

46. Circuit de temporizare Observatii: • RoHS=Restriction of Hazardous Substances Directive • The Directive on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment 2002/95/EC (commonly referred to as the Restriction of Hazardous Substances Directive or RoHS) was adopted in February 2003 by the European Union. • The RoHS directive took effect on 1 July 2006, and is required to be enforced and become law in each member state. Pregatire TIE - Lectia nr.5

47. Circuit de temporizare Observatii (continuare) • This directive restricts the use of six hazardous materials in the manufacture of various types of electronic and electrical equipment. • RoHS is often referred to as the lead-free directive, but it restricts the use of the following six substances: • Lead (Pb) • Mercury (Hg) • Cadmium (Cd) • Hexavalent chromium (Cr6+) • Polybrominated biphenyls (PBB) • Polybrominated diphenyl ether (PBDE) Pregatire TIE - Lectia nr.5