Фильтр по тематике

Расстановка фанаутов в САПР TopoR

В статье описаны особенности процедуры расстановки фанаутов в САПР «TopoR», входящей в состав сквозной системы проектирования электроники «Delta Design» компании «Эремекс».

25.12.2017 686 0
Расстановка фанаутов в САПР TopoR

Расстановка фанаутов (от англ. fan out) – переходных отверстий, соединённых с рядом стоящей планарной контактной площадкой – стандартная процедура в системах автоматизированного проектирования топологии печатного монтажа. Как правило, она выполняется раньше автоматической трассировки, чтобы контактные площадки при прокладке проводников не оказались заблокированными.

На рисунке 1 показана ситуация, когда прокладка от крайних контактов проводников в противоположных направлениях блокирует возможность подхода других проводников (на выбранном слое) к контактам компонента.

Переходные отверстия, соединённые с рядом стоящей планарной контактной площадкой (см. рис. 2), обеспечивают возможность доступа к планарным контактам на всех слоях, что действительно снижает риск блокировки контактов.

Для компонентов с прямоугольным («матричным») расположением контактов риск блокировки контактов многократно возрастает, поэтому без фанаутов разводка планарных компонентов делается только с небольшим числом контактов [1, 2], а именно: если пропускную способность матричного расположения считать равной 1 (т.е. между соседними контактами может выйти только один проводник), то максимальное число соединений матрицы контактов, допускающее разводку на одном слое, равно 36 для квадратного расположения и 48 для прямоугольного. Варианты разводки соединения пар таких компонентов показаны на рисунках 3 и 4 соответственно.


Следует отметить, что наличие переходных отверстий, соединённых с рядом стоящей планарной контактной площадкой, – гарантия разводки проводников (отсутствия блокировки) при достаточном числе слоёв, но не на отдельном слое. Так, на показанном слое (см. рис. 5) из внутренней области выведено только четыре проводника вместо возможных 28 (по 7 каналов с каждой стороны).

Для BGA с большим числом контактов расстановка фанаутов является обязательной процедурой при использовании автотрассировки, но и при ручном проектировании наличие подобной автоматической процедуры позволяет существенно сокращать время проектирования.

Помимо BGA автоматически расставлять фанауты следует возле контактов, соединённых со слоями «земли» и питания, а вот расстановка фанаутов у других контактов планарных микросхем может оказаться вредной. Так, на рисунке 6 показан вариант трассировки фрагмента без предварительной расстановки фанаутов, а на рисунке 7 – с предварительной расстановкой. В первом варианте (см. рис. 6) площадь фрагмента в три с лишним раза меньше.

Задача автоматической расстановки фанаутов в области регулярных BGA, под которыми отсутствуют другие компоненты на другой стороне платы, тривиальна. В этом случае фанауты обычно расставляются от центра по квадрантам (см. рис. 8).



Та же задача для нерегулярных BGA (см. рис. 9 и 10) или для BGA, повёрнутых на угол, не кратный 90° (см. рис. 11), или при наличии компонентов с обратной стороны (см. рис. 11 и 12) уже не является тривиальной. Подход к решению этой задачи описан в [3]. Описанный в [3] подход реализован в САПР TopoR и появится в версии 6.4.


Для периферийных контактов BGA, проводники от которых могут быть разведены без перехода на другой слой (обычно контакты двух внешних рядов), фанауты не расставляются. Исключение составляют контакты BGA, соединённые со слоями «земли» и питания.

На рисунке 13 показан фрагмент платы с расставленными фанаутами (4471 переход). Время работы процедуры – около 3 с. Вручную это даже у опытного конструктора займёт до нескольких дней.

Если программа не находит варианта установки перехода вблизи эквипотенциального контакта без нарушений, переход устанавливается на контакт и выдаётся сообщение. Для устранения нарушений конструктору следует, используя редактор, самостоятельно найти решение, например, вынести какие­то двухполюсники за границу области BGA.

Литература

  1. Бессонов А.В., Кноп К.А., Лячек Ю.Т. Назначение межслойных переходов в области BGA­компонента. Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2014. № 5.
  2. C. 13–17.
  3. Бессонов А.В., Лузин С.Ю., Попов С.И. Расстановка межслойных переходов в области BGA­компонента. Труды 15­й МНПК «Современные информационные и электронные технологии». Т. 2. Украина, Одесса. 2014. C. 46–47.
  4. Кноп К.А., Лузин С.Ю., Лузин М.С., Сорокин С.А., Лячек Ю.Т. Расстановка фанаутов в области BGA с нерегулярным расположением контактов. Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2017. № 4. C.31–34.

Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!

25.12.2017 686 0
Комментарии
Рекомендуем
К 130-летию со дня рождения великого советского физика Игоря Евгеньевича Тамма. Часть 4. История возникновения  концепции поляритонов

К 130-летию со дня рождения великого советского физика Игоря Евгеньевича Тамма. Часть 4. История возникновения концепции поляритонов

В прошлом году в журнале «Современная электроника» были опубликованы три статьи, посвящённые юбилею выдающегося российского физика-теоретика Игоря Евгеньевича Тамма (СОЭЛ № 7–9, 2025). В частности, были описаны современные быстродействующие электрооптические модуляторы, поверхностные состояния Тамма, запрещённые фотонные зоны и фотонные кристаллы. В этих статьях умышленно не затрагивались темы поляритонов, оптических состояний Тамма (ОСТ) и плазмон-поляритонов Тамма (ППТ). Поскольку ключевой вклад в раннюю разработку этих явлений в основном принадлежит российским учёным, целесообразно посвятить их открытию более подробные отдельные статьи. Ниже рассмотрены два основных типа гибридных фотонных частиц: экситон-поляритоны и фонон-поляритоны.  
24.04.2026 СЭ №4/2026 144 0
Телевизор с электронно-лучевой трубкой: разработки С.И. Катаева и их значение

Телевизор с электронно-лучевой трубкой: разработки С.И. Катаева и их значение

«…Наступит время… когда миллионы таких приборов, таких "электрических глаз" будут всесторонне обслуживать общественную и частную жизнь, науку, технику и промышленность…» Б. Розинг Семён Исидорович Катаев (1904–1991 гг.), советский учёный и изобретатель в области телевидения, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники – незаслуженно обделён вниманием популяризаторами истории электроники и телевидения в нашей стране. Тем не менее И.С. Катаев внёс значительный вклад в развитие инженерной мысли в СССР при разработке и усовершенствовании электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), ставших на многие годы ключевой технологией, лежащей в основе экранов телевизоров и оборудования различного назначения. Катаев дополнил изобретение Зворыкина и по праву может считаться ещё одним «отцом» отечественного телевидения. В найденных документах роль Катаева прослеживается чётко, и в статье мы хотим это показать.
23.04.2026 СЭ №4/2026 137 0
Электронные системы диагностики, стимуляции и воздействия на человека на примере BAMH и управления –  на примере AE-Skin

Электронные системы диагностики, стимуляции и воздействия на человека на примере BAMH и управления – на примере AE-Skin

Путь будущих разработок в области современной электроники пролегает от визуального отображения окружающего пространства до тактильного. В этой связи представляют интерес система Bioinspired Adaptable Multiplanar mechano-vibrotactile Haptic (BAMH) – пневматически активируемый роботизированный электронный комплекс с интерфейсом из мягкого материала и система AE-Skin, обеспечивающая интерфейс между кожей человека и физическими поверхностями. Принцип её действия достаточно известен и заложен в управлении интерактивными экранами. В первой части статьи рассматриваются особенности новых разработок в области медицинской электроники и перспективы тактильного воздействия на кожу человека для лечения и изменения настроения. Во второй части представлен подробный разбор AE-Skin и примеры её совершенствования во всех сферах жизни человека: от управления посредством электронных тактильных датчиков миниатюрной формы до устройств на основе новых технологий, воспринимающих движения руками без прикосновения и без применения пироэлектрических детекторов, как управляющие сигналы для РЭА.
17.04.2026 СЭ №4/2026 183 0

ООО «ИнСАТ»  ИНН 7734682230  erid = 2SDnjdWbKyt
ООО «ИнСАТ»  ИНН 7734682230  erid = 2SDnje2F5cn
  Подписывайтесь на наш канал в Telegram и читайте новости раньше всех! Подписаться