Altium Designer’da PCB Tasarımında Yolların Çizimi (Routing)

Bir PCB tasarımında yolların çizimi genellikle basit bir görev olarak düşünülür. Şematiği PCB sayfasına aktardıktan ve bileşenleri tahtaya yerleştirdikten sonra, bileşenleri bakır ile bağlamaya başlamak nispeten kolay bir iş gibi görünüyor. Basit kartlarda düşük hızlı TTL DIP bileşenlerinin kullanıldığı günlerde bu doğru olsa da, günümüzün tasarım gereksinimleri çok daha karmaşıktır. Bir PCB üzerindeki yollar, yönlendirme sırasında sinyal bütünlüğünü sağlamaya yönelik çok özel tasarım gereksinimleri taşıyabilir.

Yolların belirli yönlendirme gereksinimleri olsa da, günümüzün daha gelişmiş PCB yönlendirme özellikleri, yollarınız için tasarım kurallarını ayarlamanıza ve bunlara uymanıza yardımcı olabilir. Kartınız için kullanacağınız önemli yönlendirme teknikleri, birlikte çalıştığınız sinyal standardına ve gerekli yönlendirme topolojisine bağlıdır. Her ne olursa olsun bu noktada Altium Designer’da size güzel yardımlar sağlamaktadır.

Bu noktada aslında iki çeşit genel yol çizim yöntemi bulunmaktadır. Bunlardan ilki otomatik yol çizimi ve diğeri de manuel yol çizimidir. Gelin sırasıyla ikisini de görelim.

Otomatik Yol Çizimi(Auto Route)

Otomatik yönlendirici( Auto Route ) özelliği neredeyse bütün PCB tasarım yazılımlarında bulunan bir araçtır. Yeni başlayanlar olarak, bu yol çizim yönteminin gerçekten kolay olduğu düşünülse de aslında uzun bir süre daha el ile çizimin yerini almayacaktır.

Bu konuya PCB tasarımı yazımızda birazcık giriş yapmıştık. Bu yazımızda da genel anlamda bütün bilgileri toparlayıp size topluca sunacağız.

Bu komuta, Route » Auto Route » All komutunu seçerek PCB Düzenleyicisinden erişilir. Ama şunu unutmayın, her üreticinin belli PCB parametre aralıkları mevcuttur. Bu sınırları aştığınızda veya daha aşağı da değerlerde üretimler yapmak istediğinizde, büyük problemlerle karşılaşacaksınızdır. Bu sebepten ötürü ilk olarak PCB Rules kısmından üreticiniz üretebildiği sınırları belirlerseniz, bu tarz sorunları en baştan bertaraf etmiş olursunuz. Bu nokta gerçekten çok kritiktir.

Bu araç size yol çiziminde gerçekten yardımcı olmaktadır ancak en başta da dediğimiz gibi el ile çizim her zaman daha avantajlı olmaktadır.

Manuel Yol Çizimi

Altium Designer yol çizim esansında size zaten yolun nereye gideceğini açıkça belirtmektedir. Eğer komponent yerleşimini güzel bir şekilde yaparsanız, yol çiziminiz de bir o kadar düzgün olacaktır. Öbür türlü problem yaşama ihtimaliniz çok yüksek olasıdır. İşin bu kısmı tecrübeniz arttıkça daha iyi bir hale gelecektir.

Yol çiziminde bildiğimiz gibi CTRL-W kısayolunu kullanmak en basit yöntem olacaktır. Sonrasında istediğiniz bir pine dokunarak kolayca gösterilen yere yolunuzu çizebilirsiniz. Sadece yolunuzun diğer padlerle, pinlerle çakışmadığından emin olun. Zaten Altium Designer yine size bu noktada uyarı göstererek yardımcı olacaktır.

Bu noktada dikkat etmemizin bize avantaj sağlayacağı bazı noktalar bulunmaktadır. Gelin başlık halinde onları da görelim.

Hassasiyet

Hangi bileşenlerin tamamlandığını görmek için tüm bileşenlerinizi yerleştirdikten sonra otomatik yönlendiriciyi kullanabilirsiniz. Eğer yerleşim oranı % 85’in altındaysa, parça yerleşiminizde bazı ayarlamalar yapmanız gerektiğini gösterir.

Darboğaz

Otomatik yönlendiriciyi, bileşen yerleştirme işleminiz sırasında görmemiş olabileceğiniz darboğazları ve diğer kritik bağlantı noktalarını bulmak için de kullanabilirsiniz.

İlham Almak

Son olarak, otomatik yönlendiriciyi, tamamlayamayacağınız bazı izleri nasıl yönlendirmek isteyebileceğiniz konusunda ilham kaynağı olarak kullanabilirsiniz. Otomatik yönlendiriciyi hızlıca çalıştırmak size daha önce düşünmediğiniz yeni bir yol gösterebilir.

Bu görsel sayesinde örnek bir yol çizimi görmekteyiz. Gördüğünüz gibi yolların köşelerini olabildiğince az keskin yapmanız sizin avantajınıza olacaktır. Tabii ki bu durum da göz önüne almamız gereken bir sürü parametre bulunmaktadır. İleride bununla ilgili ayrı bir yazı yazmak bizim için çok daha iyi olacaktır.

Son olarak genel kurallardan bahsedelim.

Modern PCB’ler için Yol Çizim Kuralları

Günümüzde basit bir MCU ve düşük güç sistem kullananlar bile, sinyal bütünlüğünü sağlamak için bir miktar yol tasarımı ve yönlendirme kuralları bilmesi gerekmektedir. Tasarımcıların, güvenilirliği ve sinyal bütünlüğünü sağlamak için yol geometrisi gereksinimlerini belirlemesi gerekir.

• Belirli bir yoldaki mevcut gereksinimleri belirleyin; PCB’deki güç devrelerinde yönlendirme, yüksek akım taşınabilirliği vb.
• Eğer akım çok düşük olacaksa (1 A’dan az), komponent datasheet’lerinize veya sinyalizasyon standardınıza bakarak empedans kontrolünün gerekli olup olmadığını belirleyin.
• Empedans kontrolü gerekiyorsa empedans hedefinize ulaşmak için gereken yol genişliğini hesaplayın.
• Ayrıca diferansiyel çiftlere ihtiyaç duyulursa gereken yol aralığını da hesaplayın.

Empedans kontrolü gerekiyorsa, muhtemelen tek uçlu (single-ended) veya diferansiyel çiftlerle bir yönlendirme topolojisi uygulanacaktır.

Kayıp miktarı(toplam uzunluğu belirler), empedans gereksinimleri ve diferansiyel çiftlerde veya paralel bir veri yolunda yolun verilen uzunluk uyumsuzluğu gibi şeyleri içerecek olan yönlendirme gereksinimlerinizi belirlemek için sinyalizasyon standartlarınızı kontrol ettiğinizden emin olun.

Aslında genel anlamda Alitum Designer’da yol çizmek bu kadar basit. Sadece bildiğimiz gibi dikkat etmemiz gereken bazı önemli bilgiler bulunmaktadır. Onları da bu işte tecrübe kazandıkça daha kolay bir şekilde halledebiliyor olacağız.