CN109815570A - 一种检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法 - Google Patents

Abstract

一种检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法，包括：将一差分对拆分成网络P和网络N；获得网络P和网络N上的所有导体中具有穿透属性的过孔，得到网络P上的过孔集合ViaP和网络N上的过孔集合ViaN；将ViaP中的每一个过孔分别与ViaN中距离最近的一个过孔确定为一组差分过孔；分别以每一组差分过孔的中心坐标作为对角点组成方形区域，并获取方形区域内的所有节导线；分别将每个方形区域中的同一个节导线的起点和终点坐标连线，并判断连线是否与相应的差分过孔的中心坐标的连线相交，若相交则将差分过孔高亮显示。通过本发明的方法，能够避免了人工检查经常漏检、错检的失误，保障了产品成功率。

Description

一种检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法

技术领域

本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board)印刷电路板，又称印制线路板，是电子产品中电子元件的载体，也是电子元器件线路连接的提供者。传统的电路板采用印刷蚀刻阻剂的方法做出电路的线路及图面，即对一块完整的铜皮面，通过蚀刻的方法去除不需要的部分，剩下的铜皮就承载了传递电流(信号)的功能，因此被称为印刷电路板或印刷线路板。

差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相同，相位相反。在这两根线上的传输的信号就是差分信号。信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的逻辑状态。而传输差分信号的一组线即被称为差分对。差分信号最大的优势在于抗干扰能力强，由于差分信号的接收端是通过比较差分对两根线上电压的差值来得到接收信号的，所以当外界的干扰或者自身的信号质量突变同时发生在两条线上，则在接收端判断时，这部分的影响就被比较去除了，即“减”掉了。所以，对于差分信号的设计的核心与重点在于“如何保证差分对处于同样的环境，受到同样的干扰”。而差分信号的劣势在于由于从一根信号线变成两根信号线，所以它受到的干扰也是两倍于原来了，虽然这部分干扰在接收端通过比较的方式并不影响到信号和逻辑的判决，但却是实际存在的，这部分噪声称为共模噪声，同时额外增加的线也使它自身成为了“更强”的干扰源，所以，即使差分信号有着很好的抗干扰能力，如何隔绝差分信号和其他信号的互相干扰也是需要慎重考虑的。

PCB上是通过两根等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的并行走线来传输差分信号的，即差分对。当差分对需要换层时，即需要通过两个同样尺寸、并且相互靠近的过孔来达到。由与差分对上的两根线分别同时传输着振幅相同、相位相反的信号，差分对两根线之间更大的电压差导致差分信号两者之间的电场强度更大，差分过孔中间的电场强度是最大的，所以在差分信号的路径中间的地方，无论是差分信号对其他信号的干扰还是其他信号干扰差分信号产生的串扰都是最大的，所以，在差分信号的两根路径中间，不推荐走任何信号。

对于PCB板上的紧密靠近的差分“线”，我们在差分路径中间不会走任何信号，但是对于因为工艺和尺寸限制，做不到那么紧密的差分“过孔”来说，在差分路径中间走线就是经常犯的错误了，在一对差分过孔中间，穿过了另一组差分信号，这是绝对禁止的，一组差分信号穿过另一组差分信号过孔产生的串扰会大大的降低信号的质量，使得速率和性能到不到预定的要求。但是在现有的PCB设计软件中，关于禁止差分过孔间走线或者检查差分过孔间是否走线都没有解决方案，完全只能靠设计者手动控制与检查，不仅费时费力，还容易出现误查、漏查的现象。现在一个高速连接的背板上差分信号的数量会有几百个之多，每个差分信号都会大概两到三个换层的过孔，每个过孔又穿了十几到二十几层，所以可能出现错误、需要设计者检查的地方的数量是及其恐怖的。假设一个二十层板，有300组差分信号，每个差分信号至少有2组差分过孔，那么需要设计者检查的地方就至少有20*300*2＝12000处，所以每次检查需要多个设计者反复的查证，费时费力，还不能保证不出现漏检的地方。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法，通过使用本发明的方法可以减少工作量与工作时间，工作效率得到了巨大的提高，避免了人工检查经常漏检、错检的问题，具有极强的稳定性和准确率，大大保障了产品成功率。

基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法，包括以下步骤：

将一差分对拆分成网络P和网络N；

获得网络P和网络N上的所有导体中具有穿透属性的过孔，得到网络P上的过孔集合ViaP和网络N上的过孔集合ViaN；

将ViaP中的每一个过孔分别与ViaN中距离最近的一个过孔确定为一组差分过孔；

分别以每一组差分过孔的中心坐标作为对角点组成方形区域，并获取方形区域内的所有节导线；

分别将每个方形区域中的同一个节导线的起点和终点坐标连线，并判断连线是否与相应的差分过孔的中心坐标的连线相交，若相交则将差分过孔和该节导线高亮显示。

根据本发明的一个实施例，过孔包括具有通孔属性的引脚。

根据本发明的一个实施例，导体为用于网络连接的铜。

根据本发明的一个实施例，距离为ViaP中的过孔的中心与ViaN中的过孔的中心的距离。

根据本发明的一个实施例，中心坐标为过孔中心在PCB坐标系中的坐标。

根据本发明的一个实施例，节导线的端点包括导线的转折点。

根据本发明的一个实施例，节导线的端点还包括节导线与方形区域的交点。

根据本发明的一个实施例，差分对上的两根导线分别同时传输振幅相同相位相反的信号。

根据本发明的一个实施例，还包括：重复前述步骤以分别完成对多个差分对的处理。

本发明的实施例的另一个方面提供了一种计算机设备，包括存储器、至少一个处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时执行上述的方法。

本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法，通过将一差分对拆分成网络P和网络N；获得网络P和网络N上的所有导体中具有穿透属性的过孔，得到网络P上的过孔集合ViaP和网络N上的过孔集合ViaN；将ViaP中的每一个过孔分别与ViaN中距离最近的一个过孔确定为一组差分过孔；分别以每一组差分过孔的中心坐标作为对角点组成方形区域，并获取方形区域内的所有节导线；分别将每个方形区域中的同一个节导线的起点和终点坐标连线，并判断连线是否与相应的差分过孔的中心坐标的连线相交，若相交则将差分过孔和该节导线高亮显示的技术方案，可以减少工作量与工作时间，工作效率得到了巨大的提高，避免了人工检查经常漏检、错检的问题，具有极强的稳定性和准确率，大大保障了产品成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为根据本发明一个实施例的检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法的示意性流程图；

图2为根据本发明另一个实施例的检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法的示意性流程图；

图3为根据本发明另一个实施例的穿过差分过孔的走线高亮显示缩略图的示意图；

图4为根据本发明另一个实施例的穿过差分信号过孔的走线放大图的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。

如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：

将一差分对拆分成网络P和网络N；

获得网络P和网络N上的所有导体中具有穿透属性的过孔，得到网络P上的过孔集合ViaP和网络N上的过孔集合ViaN；

将ViaP中的每一个过孔分别与ViaN中距离最近的一个过孔确定为一组差分过孔；

分别以每一组差分过孔的中心坐标作为对角点组成方形区域，并获取方形区域内的所有节导线；

分别将每个方形区域中的同一个节导线的起点和终点坐标连线，并判断连线是否与相应的差分过孔的中心坐标的连线相交，若相交则将差分过孔和该节导线高亮显示。

根据本发明的一个实施例，还包括：重复前述步骤以分别完成对多个差分对的处理。

通过以上技术方案，可以减少工作量与工作时间，工作效率得到了巨大的提高，避免了人工检查经常漏检、错检的问题，具有极强的稳定性和准确率，大大保障了产品成功率。

在本发明的一个优选实施例中，过孔包括具有通孔属性的引脚。

在本发明的一个优选实施例中，导体为用于网络连接的铜。

在本发明的一个优选实施例中，距离为ViaP中的过孔的中心与ViaN中的过孔的中心的距离。

在本发明的一个优选实施例中，中心坐标为过孔中心在PCB坐标系中的坐标。

在本发明的一个优选实施例中，节导线的端点包括导线的转折点。

在本发明的一个优选实施例中，节导线的端点还包括节导线与方形区域的交点。

在本发明的一个优选实施例中，差分对上的两根导线分别同时传输振幅相同相位相反的信号。

本方法主要是针对于在PCB设计中，为了保证信号质量，需要对差分信号过孔之间是否有走线进行检查，但是工作量过大且容易出现纰漏，用程序实现对PCB板上所有差分信号过孔之间是否存在走线进行检查并将结果与需要修改的地方反馈给设计者，以满足设计需求。本方法是利用Allegro提供的二次开发语言AXLSKILL实现的。

本方法实现的功能关键在于：

1.获取差分信号的所有组差分过孔：由于Allegro里只有差分信号的设置，并没有差分过孔的设置，必须分辨这一组差分信号的所有过孔到底怎么两两成组的。这里是通过距离来分辨的，差分信号的两根线上最近的两个过孔即为一组差分过孔；

2.判断差分过孔之间是否存在走线：这里是通过在获取到差分过孔以后，得到两个差分过孔的中心坐标，判断这组差分过孔附近的走线与一组差分过孔的两个中心点的连线是否有交点，如果有，则说明这根线穿过了差分过孔。

具体使用方法如下：1.使用者对程序进行导入，在Allegro的skill配置文件“allegro.ilinit”中添加“load”(“checkLinePassDiffVia.il”)这一行，添加完成后，以后每次Allegro启动都会自动导入改程序，不需要使用者再次设置；

2.使用者启动Allegro后，在Allegro的交互窗口输入“clpdv”回车后启动程序，程序会自动检查PCB板上所有差分信号的过孔之间是否有走线，并将有走线的差分过孔与该走线高亮显示，以反馈给设计者进行修改。

3.检测完成，程序结束。

如图2所示，下面是该程序的核心功能：

A.程序启动后，从PCB设计中获取得到包含所有差分对的集合，例如可以根据差分对ID获得；

B.逐个对集合中的差分对进行处理，将其中一组差分对拆分成两个网络，例如网络P和网络N；

C.分别遍历网络P和网络N上的所有导体，该导体为用于网络连接的铜，判断该导体是否是“穿透类型(isThrough)”，如果是，则说明该导体是过孔(或者具有通孔属性的引脚，此处统称过孔)。遍历完成，得到网络P上的所有过孔的集合“ViaP”和网络N上所有过孔的集合“ViaN”；

D.遍历ViaP集合中所有的过孔。对ViaP中的一个过孔：ViaP1，分别计算其与ViaN中每一个过孔的距离，其中距离最短者为与ViaP1配对的网络N上的过孔ViaN1，二者为一组差分过孔；

E.获取ViaP1和ViaN1的在PCB坐标系中的中心坐标；

F.获取PCB各层中，以ViaP1和ViaN1的中心坐标为对称点的方形区域内的所有节导线，例如ViaP1中心坐标(0,0)，ViaN1中心坐标(1,2)，则该方形区域的另外两个顶点的坐标为(1,0)、(0,2)；

G.遍历所有获取的导线，获取长方形区域内的一节导线的首尾坐标点，该节导线以转折点为端点，判断该节导线首尾坐标点的连线与差分过孔Via1、ViaN1中心坐标的连线是否有相交，如果相交，则说明该节导线穿过了该组差分过孔，将该节导线和该组差分过孔高亮显示；

H.遍历该差分过孔范围内所有节导线并判断完后，回到D进行下一组差分过孔的配对和检测；

I.遍历完该差分对所有差分过孔的配对和检测后，回到B进行下一组差分信号的处理；

J.当所有差分信号都完成检测后，程序运行结束，所有有误的地方，差分过孔和差分过孔之间的走线都高亮显示，用于设计师进行修改。

本发明的实施例的第二个方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、至少一个处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时执行上述的方法。

本发明的实施例的第三个方面，提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的指令，当指令被计算机执行时，使计算机执行上述的方法。

针对一块高速信号板，在实施了本发明的方法后，所有从差分信号过孔中间穿过的信号线被高亮显示，图3所示为整块板上所有高亮显示的缩略图，图4所示为其中一部分的放大图，可以发现，所有穿过差分信号过孔的那一节走线以及其穿过的差分过孔都被高亮显示出来，方便设计者发现错误并进行修改。

通过以上技术方案，可以减少工作量与工作时间，工作效率得到了巨大的提高，避免了人工检查经常漏检、错检的问题，具有极强的稳定性和准确率，大大保障了产品成功率。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实现的可能示例，并且仅为了清楚地理解本发明的原理而提出。可以在不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下对上述实施例进行许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并且由所附权利要求保护。

Claims (10)

1.一种检查差分信号过孔之间是否存在走线的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将一差分对拆分成网络P和网络N；

获得所述网络P和所述网络N上的所有导体中具有穿透属性的过孔，得到所述网络P上的过孔集合ViaP和所述网络N上的过孔集合ViaN；

将所述ViaP中的每一个过孔分别与所述ViaN中距离最近的一个过孔确定为一组差分过孔；

分别以每一组所述差分过孔的中心坐标作为对角点组成方形区域，并获取所述方形区域内的所有节导线；

分别将每个所述方形区域中的同一个节导线的起点和终点坐标连线，并判断所述连线是否与相应的所述差分过孔的中心坐标的连线相交，若相交则将所述差分过孔和相应所述节导线高亮显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过孔包括具有通孔属性的引脚。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述导体为用于网络连接的铜。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述距离为所述ViaP中的过孔的中心与所述ViaN中的过孔的中心的距离。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心坐标为所述过孔中心在PCB坐标系中的坐标。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述节导线的端点包括导线的转折点。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述节导线的端点还包括所述节导线与所述方形区域的交点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述差分对上的两根导线分别同时传输振幅相同相位相反的信号。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：重复前述步骤以分别完成对多个差分对的处理。

10.一种计算机设备，包括：

至少一个处理器；以及

存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行如权利要求1-9任意一项所述的方法。