Mengapa ada preferensi yang kuat untuk sudut 45 derajat dalam routing PCB?

66

Saya selalu bertanya-tanya ini: setiap PCB modern tunggal diarahkan pada kenaikan sudut 45 derajat. Mengapa industri ini sangat menyukai ini? Bukankah perutean sudut mana pun menawarkan lebih banyak fleksibilitas?

Satu teori yang masuk akal adalah bahwa alat yang ada hanya mendukung kenaikan 45 derajat dan tidak ada banyak tekanan untuk menjauh dari ini.

Tetapi setelah meneliti topik ini di google, saya menemukan TopoR - Topological Router - yang menghilangkan kenaikan 45 derajat, dan menurut materi pemasaran mereka, ia melakukan pekerjaan yang jauh lebih baik daripada pesaing terbatas 45 derajat.

Apa yang menyebabkannya? Apa yang diperlukan bagi Anda untuk memulai routing sudut yang sewenang-wenang? Apakah ini semua tentang dukungan pada perangkat lunak favorit Anda, atau ada alasan yang lebih mendasar?

Contoh rute non-45 derajat: teks alternatif

PS Saya juga bertanya-tanya sama tentang penempatan komponen, tetapi ternyata banyak mesin pick & place dirancang sedemikian rupa sehingga tidak dapat ditempatkan pada sudut yang sewenang-wenang - yang tampaknya cukup adil.

pcb routing eda

— Roman Starkov
sumber

1

Alat-alat modern mendukung sudut yang sewenang-wenang, jadi itu bukan alasan lagi.

— Brian Carlton

9

Sebagai catatan tambahan, saat menggunakan perutean 45 derajat, vias segi delapan akan memberi Anda jarak bebas tertinggi sambil mempertahankan lebih banyak area tembaga pada cincin annular.

— Kevin Vermeer

Saya juga menunjukkan bahwa program PCB gEDA gratis memiliki toporouter - Tidak hanya yang ini. Melakukan hal yang sama, dan saya tidak berpikir itu karena penghapusan batasan 45 derajat.

— Kevin Vermeer

@reem tidak pernah melihat segi delapan melalui, dan Gambar Google tidak membantu ... jika Anda memposting tautan saya akan berterima kasih! Juga terima kasih telah menyebutkan gEDA, terlihat sangat menjanjikan.

— Roman Starkov

6

"Liquid PCB" sourceforge.net/projects/liquidpcb membuat beberapa jejak yang tampak menarik dengan banyak kurva anggun.

— davidcary

33

Pada dasarnya, itu pada dasarnya bermuara pada fakta bahwa perangkat lunak cara lebih mudah untuk dirancang dengan hanya sudut 45 °.

Autorouter modern semakin baik, tetapi sebagian besar alat PCB yang tersedia memiliki akar yang kembali ke zaman DOS, dan oleh karena itu ada sejumlah besar tekanan warisan untuk tidak sepenuhnya mendesain ulang antarmuka tata letak PCB.

Selain itu, banyak paket EDA modern memungkinkan Anda "mendorong" kelompok jejak, dengan autorouter melangkah untuk memungkinkan satu jejak memaksa jejak lain untuk bergerak, bahkan selama perutean manual. Ini juga jauh lebih sulit untuk diterapkan ketika Anda tidak terbatas pada sudut 45 ° yang kaku.

— Connor Wolf
sumber

1

Diterima Sebagai catatan, TopoR mengklaim dapat mendorong kelompok jejak lebih baik daripada alat standar lakukan - meskipun saya belum mencoba sendiri. Saya berpendapat bahwa lebih sulit untuk memprogram autorouter sudut sewenang-wenang, tetapi orang-orang telah melakukan banyak hal yang lebih sulit ... hanya saja tidak cukup permintaan untuk ini (dan saya masih tidak tahu mengapa: D).

— Roman Starkov

1

Juga, saya sudah mencoba demo TopoR, dan rasanya sangat "alfa" bagi saya. Antarmukanya sangat canggung.

— Connor Wolf

2

Adapun mengapa tidak banyak permintaan? Pasar perangkat lunak EDA kecil karena itu.

— Connor Wolf

Segmen garis lurus adalah cara yang lebih mudah untuk menghitung tanpa kehilangan presisi dibandingkan dengan segmen garis busur. Ini dulunya menjadi masalah di awal-awal, ketika pemrosesan terbatas, tetapi sekarang tidak. Semua orang terus menggunakan sudut 45 derajat karena semua orang menggunakan sudut 45 derajat.

— Jeroen3

19

Lihat https://sourceforge.net/projects/liquidpcb/

Ini adalah paket EDA CAD yang saya tulis, tetapi pengembangannya melambat ketika saya memiliki anak. Itu tidak mendukung trek lurus sama sekali. Semua trek melengkung bebas dan mengambil rute paling optimal ke tujuan mereka.

LiquidPCB

— Rocketmagnet
sumber

1

CATATAN: liquidpcb.org adalah tautan mati yang merujuk ke layanan pencarian domain.

— Sempie

@Daniel Grillo: Terima kasih atas perbaikannya. Saya membiarkan nama domain hilang, karena saya tidak menggunakannya lagi.

— Rocketmagnet

14

Tampilannya lebih rapi, dan memungkinkan sebagian besar trek diletakkan di area tertentu. itu juga lebih baik untuk trek impedansi yang dikendalikan.

— Leon Heller
sumber

7

Untuk menambah ini: saat Anda melakukan routing pada grid tetap, garis paralel akan setidaknya 1 gridmark jauhnya. Jika mereka membuat sudut bersama-sama, sudut 45 ° memberi ruang paling banyak di antara kedua trek di diagonal. Sudut yang berbeda mungkin mengharuskan trek ini mulai terpisah lebih jauh untuk memastikan jarak minimum, menghasilkan rute yang lebih padat daripada yang optimal. [Perhatikan bahwa saya tidak mengatakan bahwa lebih padat lebih baik, tetapi sering diinginkan.]

— tyblu

2

Saya berkata "sudut 45 ° memberi paling ..." dan seharusnya mengatakan "sudut 45 ° memberi lebih ... daripada jika sudutnya kurang."

— tyblu

5

@tyblu Maaf, tapi ini tidak masuk akal. Pertama, garis diagonal pada tanda baca TIDAK berjarak 1 tanda letak tetapi hanya berjarak 0.7 tanda garis, dan kedua, jika Anda memiliki lebih banyak sudut, Anda SELALU memiliki lebih banyak peluang untuk perutean yang lebih padat. Bagaimana mungkin Anda memiliki lebih sedikit kesempatan untuk melakukan rute padat dengan merutekan dengan cara yang seluruhnya berisi perutean 45 derajat sebagai kasus khusus?

— Roman Starkov

@romkyns, Ada beberapa kesalahpahaman. Mengikuti prinsip-prinsip desain umum, Anda terbatas pada sudut <45 °, mengikuti kisi tetap dan orientasi xy. Mencapai transisi dari horison. ke vert. menggunakan <45 ° pada jaringan tetap menggunakan lebih banyak ruang dari 45 °.

— tyblu

@tyblu Benar, memang, ada kesalahpahaman di pihak saya. Di bawah kendala-kendala itu, sambungan 45 derajat masuk akal, tetapi itu tampaknya seperti kendala yang sangat artifisial bagi saya. Saya kira pertanyaan saya kemudian dapat diucapkan kembali menjadi "mengapa profesional PCB masih beroperasi di bawah batasan buatan orientasi x / y dan jaringan tetap?" (Saya pikir saya mendapat jawaban saya: terlalu banyak perangkat lunak warisan dalam industri ini)

— Roman Starkov

14

Saya tidak berpikir ada preferensi yang kuat untuk sudut 45 derajat. Saya telah melihat papan Tektronix Oscilloscope (Tek 2213 tepatnya) dengan jejak yang terlihat seperti digambar tangan :-)

masukkan deskripsi gambar di sini

— Subin Sebastian
sumber

26

Alasan jejak terlihat digambar tangan adalah karena mereka. Preferensi 45 ° hanya umum pada papan sirkuit yang dirancang komputer . Lingkup tek Anda lebih dulu dari desain PCB komputer, dan tata letaknya memang dilakukan secara manual (dengan pita, lebih spesifik).

— Connor Wolf

@ConnorWolf: Dan kami masih mengeluh tentang alat PCB kami;) Merancang sesuatu seperti itu tanpa CAD sangat mengesankan.

— Rev1.0

13

Ini mendahului masalah dengan peranti lunak dan perutean PCB: Tiga alasan utama kami diberikan di kelas teknik elektronik pada akhir 1970-an adalah:

1) Sudut luar yang tajam dari tikungan dapat menyebabkan masalah pada frekuensi yang lebih tinggi karena titik-titik tersebut dapat bertindak sebagai antena mini dan memancarkan sinyal

2) Karena sudut luar tikungan 90 derajat adalah titik tipis, maka dapat dietsa dengan mudah jika waktu etsa tidak terlalu terkontrol dan mempengaruhi ketebalan jejak.

3) 90 derajat sudut dalam dan luar membuat area itu lebih rentan terhadap masalah di mana proses etsa makan di bawah jejak.

— Linker3000
sumber

4

Saya mengerti bagaimana 45 derajat lebih baik dari 90 derajat, tetapi saya ingin bertanya mengapa itu masih digunakan dalam preferensi untuk sudut dan kurva yang sewenang-wenang.

— Roman Starkov

10

Satu hal yang perlu dipertimbangkan adalah membuat file Gerber lebih kecil. File Gerber menentukan serangkaian garis (di antara bentuk lainnya).

misalnya Untuk menggambar lingkaran sejati dalam file Gerber dibutuhkan ratusan (ribuan?) garis. Tetapi untuk menggambar segi delapan hanya membutuhkan delapan garis.

— Eric Cox
sumber

4

Mengapa file gerber yang lebih kecil lebih baik daripada file yang lebih besar?

— tyblu

2

Argumen lain yang menyoroti bahwa masalahnya adalah perangkat lunak warisan kuno. @ Palsu, maksud Anda bahwa Gerbers sekarang dapat mewakili busur secara efisien, atau tidak ada yang peduli jika desainnya hanya beberapa puluh MB?

— Roman Starkov

9

@tyblu, Banyak dari mesin perutean yang berumur lebih dari satu atau dua tahun masih menggunakan 9600 garis serial baud. Saya menulis sebuah utilitas yang mengubah file Gerber menjadi format yang digunakan di pick-n-place Fuji yang masih digunakan di perusahaan lama saya dan beberapa lainnya. Satu-satunya tautan mesin ke dunia luar adalah 9600 baud serial, di mana terdapat PC berbasis Irix dengan beberapa perangkat lunak berpemilik di atasnya. Saya kira Gerber 10MB baik untuk Anda, sampai Anda yang harus duduk dan menunggu setengah jam untuk memuat di antara desain.

— Eric Cox

5

10MB / 9,6 kbps sekitar 2,5 jam; Saya mengerti maksud Anda! ;)

— tyblu

2

Tentu saja ini tidak hanya memengaruhi Gerbers. Ini juga mempengaruhi desain database. Dibutuhkan lebih sedikit bit untuk mewakili garis lurus antara dua titik daripada kurva yang berubah-ubah. Dan database desain yang lebih kecil akan memberikan alat yang lebih responsif. Anda mungkin tidak melihat perbedaannya pada papan 2-layer, tetapi orang yang mendesain motherboard PC 16-layer mungkin akan melihat perbedaannya.

— The Photon

8

Untuk PCB saya sendiri, saya suka trek bulat & melengkung, tidak ada masalah di sana selama Anda melakukan routing secara manual.

Di sebagian besar industri PCB itu hanya tradisi karena keterbatasan pada perangkat lunak routing awal / saat ini.

Sudut yang kurang tajam = / * sedikit * / kualitas sinyal lebih baik.

— BarsMonster
sumber

3

Terakhir kali saya bersusah payah melihat motherboard saya dari dekat, saya rasa saya perhatikan bahwa semua jejak terpancar di semua sudut

— Nick T

9

saya tidak akan mengatakan "kualitas sinyal sedikit lebih baik". Sudut-sudut yang terpancar ke titik pembulatan laser yang dipangkas mungkin wajib untuk operasi pada frekuensi tinggi.

— Tandai

6

Alasan utamanya adalah membuat masalah yang lebih mudah, dan bisa lebih mudah untuk dirancang. Ada beberapa properti berguna yang disediakan oleh sistem 45/90 derajat. Alasan utama yang akan saya katakan adalah memungkinkan Anda menjaga jarak grid yang Anda inginkan tanpa penalti besar.

Jika Anda mulai dari titik dalam kisi, setiap arah mata angin (atas, kanan, bawah, kiri) akan tiba di titik kisi yang berdekatan di 1 unit. Setiap sudut 45 derajat juga akan tiba di titik yang berdekatan, meskipun jaraknya akan (sqrt 2) unit. Jika Anda menggunakan sudut seperti 30 atau 60 derajat, Anda akan tiba di titik tengah di antara titik kisi, yang mengharuskan Anda memiliki kisi yang lebih halus. Grid yang lebih halus meningkatkan waktu komputasi untuk evaluasi lintasan dan mungkin membuatnya lebih sulit untuk mengoptimalkan rangkaian secara bersih.

Perangkat lunak TopoR menggunakan algoritma yang sama sekali berbeda dari router biasa, yang membuatnya unik. Desain PCB yang dibuat TopoR terlihat mirip dengan tata letak PCB tua yang digambar tangan dari 60-70-an.

— W5VO
sumber

5

Tapi "grid spacing" hanya menimbulkan pertanyaan, karena konsep "grid" hanyalah sebuah artefak dari desain XY.

— markrage

Tidak terpikir seperti itu. Anda benar

— W5VO

1

Menyelaraskan hal-hal di grid membantu menghindari situasi di mana ketika menggunakan misalnya 5 mil trek dengan jarak 5 mil, akhirnya ada ruang 14 mil di satu sisi komponen di mana akan berguna untuk memiliki trek, sementara di sisi lain ada ruang 7-mil yang bisa juga menjadi ruang 5-mil. Jika seseorang memiliki alat yang dapat memindahkan barang secara efisien sambil menjaga tata letak tetap rapi, seseorang dapat dengan mudah mendorong komponen dan beberapa trek untuk memperluas celah 14-mil menjadi 15 juta, tetapi jika seseorang tidak dapat memindahkan barang dengan sangat baik, lebih mudah untuk Mulailah dengan kisi dan hindari masalah seperti itu di tempat pertama.

— supercat

1

Saya membaca bahwa secara historis mesin-mesin produksi PCB hanya memiliki gerakan 90/45/0, tetapi yang paling penting, 45 derajat lebih disukai daripada kurva 90 derajat karena pada waktu-waktu belokan 90 derajat rentan terhadap kerusakan, jadi lebih mungkin bahwa 90 derajat gilirannya akan kehilangan tembaga dan memutus koneksi ... jadi sebelum perangkat lunak, alasan perangkat keras ... itu semua tentang sejarah, dan warisan

— Francesco
sumber

1

Alasannya adalah bahwa secara tradisional (dari 60-an) mesin flashing mask bekerja dengan seperangkat penutup mata dan flash yang terbatas, serta sudut yang diperbaiki. Beberapa tidak mampu membuat rotasi tepat selain 45 derajat. Sama, perangkat lunak tidak memungkinkan flash tumpang tindih selain 90 dan 45 deg, menghindari kesalahan mem-flash sudut. Nah, dan itu terlihat lebih baik, membuatnya lebih mudah untuk melacak masalah.

— Asdf
sumber