OrCAD i Allegro - skalowalna platforma EDA

Allegro - modułowe narzędzie do najtrudniejszych zadań

Oprogramowanie Allegro firmy Cadence powstało, by sprostać najbardziej zaawansowanym wyzwaniom w projektowaniu obwodów drukowanych dla urządzeń Hi-Speed. Rozwój technologii i stopień skomplikowania układów sprawiły, że twórcy Allegro wprowadzili dodatkowe moduły rozszerzające funkcjonalność programu.

Moduły te odciążają projektanta od żmudnej, czasochłonnej pracy, realizując bardzo skomplikowane algorytmy automatycznego wyrównywania długości magistral i par różnicowych dzięki modułom High Speed oraz Design Planning. Podczas projektowania układów z szybkimi magistralami nie można zapomnieć o problemach związanych z integralnością sygnałów, które w rozwiązaniu firmy Cadence rozpatrywane są w znaczeniu integralności sygnałów (Signal Integrity) i jakości zasilania układów, które te sygnały wykorzystują (Power Integrity).

Signal Integrity + Power Integrity = Signal Quality

Za pomocą dedykowanych narzędzi można rozwiązać problemy rozprowadzenia sygnałów logicznych o odpowiedniej jakości pomiędzy buforami I/O układów cyfrowych. Dodatkowa analiza zasilania pozwala zaplanować i sprawdzić sposób doprowadzenia oraz zmagazynowania energii potrzebnej do prawidłowej pracy układów przełączających, gdzie istotne jest uwzględnienie pojemności magazynujących energię (tank), pojemności blokujących, a nawet pojemności pomiędzy warstwami Power Plane.

Kolejnymi modułami są moduł wysokich częstotliwości (Analog/RF) wspierający projektowanie anten oraz układów filtrów i wzmacniaczy wysokiej częstotliwości.

Postępująca miniaturyzacja i optymalizacja zabudowy układów elektronicznych stworzyła wymagania dla opracowania modułu wspierającego technologie elementów zagrzebanych i obwodów sztywno-giętkich z rzeczywistym mechanicznym zachowaniem się zginanego obwodu, nawet z obsadzonymi komponentami. Te zadania realizuje moduł Miniaturization.

Rosnący stopień skomplikowania układów sprawił również, że firma Cadence zwróciła szczególną uwagę na mechanizmy kontroli reguł projektowych i wydajność silnika odpowiedzialnego za edycję, sprawdzanie reguł w czasie rzeczywistym (On-Line) oraz natychmiastowe odświeżanie obszaru roboczego PCB. Te wymagania, jak również generowanie plików wyjściowych CAM, firma Cadence stawia na pierwszym planie.

Oprogramowanie Allegro w pełni wspiera wielordzeniową 64-bitową architekturę stacji roboczej, projektant może więc tworzyć nawet najbardziej skomplikowane płyty wielowarstwowe (powyżej 20 warstw) bez obaw, że w pewnym momencie oprogramowanie zacznie zwalniać.

Przekonywującym dowodem na to, że proces projektowania oparty na oprogramowaniu Allegro wraz z odpowiednim zestawem modułów rozszerzających może sprostać wymaganiom najbardziej wymagających klientów, jest lista referencyjna użytkowników Allegro. Wśród firm, które używają rozwiązania zaproponowanego przez Cadence, znajdują się takie koncerny jak Intel, IBM, Xilinx czy Aldec (którego centrum projektowe znajduje się w Polsce).

OrCAD dla każdego

Można zadać pytanie, co z użytkownikami, którzy potrzebują oprogramowania EDA do projektowania płytek ze znacznie mniej skomplikowanym stosem warstw?

Z myślą o tej grupie klientów firma Cadence opracowała narzędzie, które w świadomości wielu użytkowników kojarzy się z programem prostym i popularnym w czasach DOS-u (OrCAD - Oregon CAD). Jednak OrCAD pozostaje tu jedynie marką, gdyż w rzeczywistości współczesny OrCAD to opisane wcześniej Allegro z ograniczeniem zaawansowanej funkcjonalności. W jednym i w drugim programie bez zmian pozostaje edytor schematu i PCB, sposób zarządzania elementami bibliotecznymi, dokumentacją i stosem warstw obwodu drukowanego.

Użytkownik oprogramowania OrCAD powinien mieć świadomość, że pracuje w środowisku Allegro i funkcjonalność jego oprogramowania w każdej chwili może zostać zwiększona przez przełączenie rodzaju wykorzystywanej licencji. W chwili, gdy potrzeby projektowe rosną wzrosną, nasz OrCAD może podnieść swą funkcjonalność do wersji OrCAD Professional lub Allegro. Co więcej, samo Allegro, a także jego dodatkowe zaawansowane moduły, można czasowo wypożyczyć - bez konieczności kupowania dożywotniej licencji.

Z punktu widzenia komfortu i wydajności pracy bardzo istotne jest przy tym to, że nie zmienia się środowisko pracy. Jeśli rozpoczynaliśmy pracę w środowisku OrCAD, to w miarę jego rozszerzania w kierunku Allegro zyskamy po prostu dodatkowe menu oraz ikony odpowiadające wprowadzanym nowym funkcjom. Ale nie pojawi się przed użytkownikiem dodatkowe, zabierające sporo czasu zadanie nauczenia się pracy w nowym środowisku.

Dodatkową korzyść przynosi fakt, że możemy swobodnie korzystać z dokumentacji technicznej gotowych płyt uruchomieniowych, udostępnianej często przez producentów w postaci plików źródłowych projektu obwodu drukowanego w formacie OrCAD - Allegro. Tak jest chociażby w przypadku firmy Xilinx.

Taki przykładowy projekt wielowarstwowej płytki, nawet jeśli został stworzony w Allegro z użyciem dodatkowego zaawansowanego modułu Hi-Speed, można otworzyć za pomocą najprostszej wersji OrCAD-a, modyfikować, a nawet zapisać. Oczywiście, w tej sytuacji nie będą już sprawdzane reguły dotyczące wyrównania długości połączeń czy impedancji charakterystycznej połączeń, lecz nadal będziemy mogli zmierzyć długość połączenia czy skorygować połączenia w innej części obwodu.

Tak właśnie działa skalowalna platforma do projektowania urządzeń elektronicznych OrCAD - Allegro.

Sławomir Górka
Evatronix SA
www.evatronix.com