Constraint Management

Tipps zum Design und zur Fertigung von Leiterplatten

| Autor / Redakteur: Dirk Müller * / Gerd Kucera

Hunderte Regeln erschweren den Überblick

Für eine Leiterplatte kommen schnell viele hundert Design-Regeln zusammen. Da stellt sich die Frage, wie der Überblick über die Regeln bewahrt wird. Fast alle PCB-Tools verfügen über einen Constraint Manager zur Regeleingabe und deren Verwaltung.

Ein Constraint Manager sieht auf den ersten Blick aus wie ein einfaches Excel-Blatt, doch steckt in ihm eine Fülle von Funktionen. Er ist immer mit dem PCB-Layout und der Netzliste des Designs verbunden. Über eine hierarchische Darstellung kann jede elektrische Verbindung der Netzliste dargestellt werden. So lassen sich die Regeln schnell zuweisen.

Dadurch kann dem ganzen Design oder einem kompletten Bus ein Wert für die Leiterbahnbreite oder den Abstand zwischen zwei Signalen vorgegeben werden. Wenn es innerhalb des Busses, beispielsweise zwischen Adress- und Datenbus sowie dem Clock-Signal einen anderen Abstand geben soll, kann in der Hierarche weiter unten zuvor definierter Wert gezielt überschrieben werden. Überschriebene Werte sind farblich gekennzeichnet, damit sie in einem Design-Review nachvollziehbar bleiben.

Der zweite wesentliche Vorteil eines Constraint Managers ist die direkte Verbindung zu den Online Checks. Im PCB Editor kann ein Design Rule Check automatisch prüfen, ob alle Design-Regeln eingehalten wurden; im Falle eines Regelverstoßes wird ein DRC-Marker im PCB Editor angezeigt und im Constraint Manager der Fehler rot hervorgehoben. So können im Constraint Manager auch die Details zu dem Fehler leicht verständlich nachvollzogen werden.

Ist der maximale Wert für eine Leitungslänge definiert, wird im Feld daneben die echte Länge der Leitung im Layout angezeigt. Der Wert ist im Fehlerfall rot, jedoch grün, wenn der Wert korrekt eingehalten wird.

Die Software geht noch einen Schritt weiter und zeigt Warnungen auch für ungeroutete Leitungen an; Constraint Manager und DRC-Prüfung erkennen, wenn beispielsweise die Platzierung von Bauteilen schon zu weit auseinander liegt und beim Verlegen der Leitung der maximale Wert nicht eingehalten werden kann. Somit bekommt der PCB-Designer bereits beim Platzieren eine Fehlermeldung, wenn Abstände zwischen zwei Bauteilen zu groß sind und ihn damit vor eine unlösbare Aufgabe stellen würden.

Der Vorteil des Constraint Managers ist es, dass viele typische Regeln schon vordefiniert sind. In dem „Excel-Blatt“ sind die Felder dafür einheitlich benannt. So können Werte für Abstände zwischen Durchkontaktierungen untereinander oder zu Leitungen oder der PCB-Kontur in einem weiteren Regelsatz definiert werden. Diese vordefinierten Felder ermöglichen es Regelsätze einzusetzen, die sich flexibel an die verschiedenen Lagenaufbauten anpassen und somit ein Regelsatz auf zwei-, vier-, sechs- oder mehrlagige Leiterplatten anwendbar ist.

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