Skip to main content
Эта страница переведена автоматически. Перейти к английской версии?

ЛУЧШИЕ ПРАКТИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Совместное проектирование ПЛИС и печатных плат

Сегодняшние мощные ПЛИС с чрезвычайно большим количеством выводов предоставляют инженерам значительные возможности для расширения возможностей и функциональности при одновременном снижении стоимости своих продуктов. Но повышение сложности сопряжено со значительными трудностями при интеграции этих устройств в печатную плату.

Обзор совместного проектирования FPGA/PCB

Xpedition FPGA I/O Optimizer обеспечивает правильное назначение ввода-вывода FPGA, обеспечивая замену выводов и оптимизацию ввода-вывода на основе компоновки в процессе проектирования печатной платы.

Ключевые особенности совместного проектирования FPGA/PCB с использованием Xpedition

Интеграция потоков

Оптимизация ввода-вывода тесно интегрирована с процессом проектирования Xpedition Enterprise и доступна на любом этапе проекта с помощью вкладки в среде проектирования схем Xpedition. Базы данных схем, схем печатных плат и FPGA синхронизируются с помощью помощника по синхронизации. Это позволяет пользователям лучше контролировать поток проектных данных проекта. Кроме того, пользователи схем могут решить, когда данные FPGA (новые или обновленные) следует перенести в проект печатной платы. Перед началом размещения или трассировки на печатной плате оптимизатор ввода-вывода позволяет планировать этаж, используя проектные данные Xpedition в окне плана этажа для улучшения первоначального задания. Затем результаты можно экспортировать в среду макетов Xpedition. Управление частями FPGA осуществляется либо на уровне проекта, либо на уровне корпоративной библиотеки.

Группировка сигналов

Группы сигналов можно легко создавать для управления сложностью сигналов ПЛИС с большим количеством выводов и ускорения процесса назначения выводов. Каждая группа может определять интерфейсы конкретных аппаратных функций, которые в дальнейшем будут реализованы в FPGA. Эти группы можно рассматривать в инструменте как отдельные объекты HDL. Группы сигналов можно создавать вручную с помощью графического интерфейса или извлекать из файла HDL (Verilog или VHDL).

Разделение контактов

Группируя контакты по банкам ввода-вывода FPGA, оптимизатор обеспечивает большую гибкость при назначении выводов. Преимущества разделения выводов включают более эффективное планирование соединений печатных плат, индивидуальную генерацию символов и минимизацию правил замены выводов в группе, что позволяет лучше контролировать оптимизацию контактов и улучшать распутывание цепей. Кроме того, группы сигналов можно присваивать разделу как единое целое, что устраняет необходимость разделения групп сигналов между банками ввода-вывода. Графический интерфейс делает управление разделами контактов в инструменте интуитивно понятным и простым.

Назначение сигналов и контактов

Ручное присвоение сотен сигналов HDL выводам FPGA при одновременном строгом соблюдении правил поставщиков FPGA — непростая задача для всех. Чтобы противостоять этому, оптимизатор ввода-вывода предоставляет пользователям интуитивно понятный графический интерфейс с полезными функциями. Они включают автоматическое назначение, контроль стандартов сигналов, назначение простым перетаскиванием, поддержку операций с наборами объектов и динамическую фильтрацию. Это упрощает назначение сигнальных контактов. Каждое изменение, внесенное в назначение выводов, управляется в потоке FPGA на плате и остается неизменным, поскольку оптимизатор находится между потоками FPGA и PCB и передает все изменения, внесенные с обеих сторон.

Автоматическая генерация деталей и символов

Сама природа устройств FPGA требует другого подхода к процессу генерации символов. Логика FPGA может меняться несколько раз в ходе проекта, и символы должны соответствовать этим изменениям. Пользователи имеют набор мощных функций, которые делают создание символов простым, быстрым и безошибочным, но при этом позволяют полностью контролировать процесс создания символов. По сравнению с созданием символов вручную время сокращается с часов или дней до минут.

Планировка этажа

Важным этапом процесса проектирования печатной платы является размещение и ориентация компонентов на самой компоновке платы. Планирование пола может быть выполнено до и во время процесса компоновки печатной платы. У разработчиков есть явное преимущество в том, что они могут вносить изменения в назначение выводов FPGA уже на ранних стадиях проекта.

Распутывание сетевой линии

  • Назначение сигнальных выводов можно автоматически оптимизировать при соблюдении конкретных правил и ограничений. Это позволяет высокоэффективно распутывать сетчатые линии, в результате чего:
  • Уменьшенное количество слоев
  • Минимизация проблем с целостностью сигнала
  • Увеличенные временные бюджеты
  • Минимизация длины следа на печатной плате
  • Намного более быстрое время маршрутизации ПЛИС на месте на плате.

Оптимизатор ввода-вывода гарантирует безошибочную замену выводов в процессе назначения сигнала. Распутывание может быть выполнено на основе данных планировки Xpedition или гораздо раньше во время планирования этажа. Кроме того, он полностью поддерживается между контактами, выходами штифтов, концами трасс и целями маршрута.

Мультиинстансная FPGA

В большинстве случаев одно и то же устройство FPGA будет иметь разные логические функции, общие для разных проектов или даже для одного проекта. Оптимизатор ввода-вывода полностью поддерживает эти ситуации, и это делается автоматически во время разработки проекта. ПЛИС, представленные различными функциональными символами в отчете BOM, перечислены вместе с кодами поставщика.

Оптимизация нескольких FPGA

Успешная оптимизация соединений между двумя или более устройствами FPGA практически невозможна без этой современной технологии. Алгоритм оптимизации оценивает все возможные комбинации соединений для достижения оптимального соединения, сводя к минимуму количество пересечений, возникающих при первоначальном задании, и позволяет повысить скорость завершения маршрута. Оптимизатор ввода-вывода FPGA в стандартную комплектацию включает оптимизацию нескольких FPGA.

Погрузитесь глубже в эту тему

A person is standing in front of a whiteboard with a presentation slide displayed on it.

Используйте инструмент, который позволяет правильно назначать ввод-вывод FPGA, обеспечивать замену выводов и оптимизацию ввода-вывода на основе компоновки в процессе проектирования печатной платы. Подробнее читайте в нашем блоге о совместном проектировании FPGA-PCB.

Resources