第八讲 PCB板图绘制前规则的设置,自动布线及Fanout应用

第八讲PCB板图绘制前规则的设置，自动布线及Fanout应用。张朋月，手机[e-mail]面向二十一世纪的嵌入式系统技术北京知天行科技有限公司北京知天行科技有限公司课程简介课程内容：PCB板图绘制前的孔径、线、间距等规则的设置，布线原则，自动布线及Fanout应用。课程目的：掌握PCB布线规则设置及布板原则与Fanout应用。讲座时间：40分钟本节主要内容主要是布板规则设定和Fanout应用层，孔设定基本参数设置布线设计规则约束设置布线原则自动布线Fanout应用层参数的设置用SetupLayerDefinition菜单命令打开层设定图框。如右示图框中第一红圈所圈定的是当前板所设定的层，就正反两层。中间两个大红圈所圈定的是上面反色部分的图层属性。PlaneType，下有三层类型NoPlane指的是布线层，而不是基于一个平面分割出线。CAMPlane是一层铜皮构成一个统一的电源层，虽可分割但输出为负片。Split/Mixe混合层，是一层铜皮构成一个统一的层，可分割，出正片。RoutingDirection布线方向。有水平、垂直、任意、45度角。下面的ElectricalLayers指电气层特性。可改变层数设置，可对层进行重新分配，也可改变层间的板厚度。层的添加在层设置图框中单击Modify如左上图红圈部分。在弹出的对话框中选择自己想要建的层数，本例设为4。确定后弹出上左图框，注意两处反色部分，这幅图意思是第一层在新增层后还是第一层。在上右图框中，第二层在新增两层后变为第四层。请大家注意参考层添加完后的情况。层的删除注意左上图的层设置图框中上面红圈部分，这是个六层板，我们想要删除第2、5两个布线层。只要在这两个层上元线时方可实施删除。点击Modify按钮，在弹出左下图板中输入４，确定。在新弹出的图栏中，点击２所对应的层如上左图示，在下面的单选项中将其设置为Delete。将光标下移到３所对应的层，如上右图所示，NewLayer设置为２，再移光移到４所对应的层，将新层设置为３，再下移到５，将其设置为删除，除到６将其设置为４，OK后完成删除电源层的设置新增层后的情形如左上图绿框中所示。目前我们选中的是第二层，在下面红圈所圈定的名字中我们改为VCC，在层的类型中我们选择混合层，即红圈部分。点击Assign。在弹出的图框中我们选择+3V3和DC3P3V。点击ADD按钮即可实现该层电源网络的添加。同样点击第３层并设置为Gnd层，层属性选择CAMPlane，布线角度选择任意，然后再点击Assign按钮，将GND和GND_F添加。添加完所的情形如左下图，OK即完成层与电源层的设置过孔设置用SetupPadstacks菜单命令实现孔设置。打开后在PadSTackType项下选择Via，如右图示。在下面图框中的反色部分就是这个孔，右侧的图框中显示该孔的尽寸。我们可以直接修改右侧框中的孔参数来设计孔。一般电路板中的过孔有几种，因此还要多设几种孔的规格较好，用右图左侧图框下面的AddVia按钮来进行添加过孔。在下面Name框中输入你想添加过孔的命字。比如VIA30.注意右图右上侧的图框的反色部分，我们先修改外径Diameter，再修改内径Drill。然后将反色部分光标下移再修改外径。直到移到最后部分，修改完成为止。布板过程中不同过孔的调用点鼠标右侧，选择Selectanything，点击任意焊盘，然后按F2,移动鼠标出现拖线，这时点击鼠标右键，在弹出菜单中找到ViaType，如右上图中反色部分。打开后弹出如右下图框，ViaMode选择Through过孔，在Via下的图框中任选一个孔即可。这里我们事先设置了两个过孔。点击Apply，如果不再次变过孔的话，以后的过孔都以前次设定的为准。PowerPCB环境的基本参数设置（Global）用SetupPreferences菜单命令PowerPCB的基本参数设置界面。如左图示。在Cursor选择中注意下接框中，根据自己需要选择鼠标线的大小。在Drawing项中最小显示栅格越小越好。将反色的10设置为1为好。如果设置过大，在该设置数值下的线都将以虚框显示。在DesignUnits单位选择上，要十分注意，注意英制和米制在在此来切换的。其它选择项都不必去管它。PowerPCB环境的基本参数设置（Design）注意右图中红圈部分。Nudge指的推挤功能，如果布局完成而不希望被变动的话这个一定要选off。On-lineDRC功能，这部分很关键，在某些功能上DRC功能一定要关闭，在布线上要选PreventError，这样布线时才不会出错。DRP阻止DRO关闭PowerPCB环境的基本参数设置（Routing）这是布线时的选项，在约定的基础上，我们再加上左图红圈的部分。就是布线时产生泪滴。其它项不必动。泪滴形状见本项下的Teardrops下的选项，Teardrops选项如下图示。PowerPCB环境的基本参数设置（Thermals）所谓的热焊盘，就是指网络覆铜后，与覆铜网络相同的过孔与覆铜铜皮之间的连接。右图中第一个红框指的是过孔与铜皮之间连接线的宽度，及最小连接到铜皮的线数。右图第二个红框指的过孔与铜皮之间连接的角度，第一个是直角正交连接，第二个是×型连接，第三个是全都连接。其它的项可不必管，按此图就可。PowerPCB环境的基本参数设置（TearDrops）泪滴可按右图来设置，可以调整右侧红框中的数值来改变泪滴的大小。PowerPCB环境的基本参数设置（Drafting）左图最上第一个红框是指布线时默认的线宽。第二个红框及与其平行的红框，指调入元件时字符标号的大小。应设为5和40为益。字符大小应该在调入元件网表之间设置为好。最下一个红框，指覆铜后的显示情况，应选HatchOutline为好。PowerPCB环境的基本参数设置（混合层）右图中左侧红框中指示存贮文件的形式，选择AllPlaneDate较好，虽然文件大读取速度慢，但存贮数较完整。右图中右侧红框中指示混合层的显示方式，选GereratedPlateDate为好，显示信息比较完整。其它部分不用理会，按约定设置。PCB设计规则约束用SetupDesignRules菜单命令打开PCB设计规则约束图框。如右上图Default指的是省缺的约束，一般只要设定该项就可。点击Default后出现右下图框。这里面主要设置Clearance间距，其它暂不会管它。布线中的间距设置在DefaultRules图框中点击Clearance图标按钮。弹出右上图框，图中的左侧红框中指同一网络间各项的距离，TraceWidthxa红框中指布线中的参考宽度。Other红框指DrilltoDrill间的距和元件与元间的间距。Clearance红框指线与其它几项间的距离，线、孔、焊盘、铜、文本、板边框、钻孔之间的距离设置见下图所示即可布线中网络颜色的设定用Viewnets菜单命令找开网表查看器并设置如上图示，将总线中的地址设成粉色，数据总线及控制信号线设成绿色。电源和地分别设成不同色。网络色设置后的情况从右图应该很容易区分，各种信号线的分布及连接去向。这对布线十分关键。可根据需要进行聪明设置。布线中的注意事项布线直接关系整板性能的好坏，要注意。差分对布线要平行等距。电源去耦电容要用导线连接到需要去耦电源的管脚上。时钟线要与其它线有三倍线宽的间距。相领层间的走线不要平行。总线要大体等长，尤其是数据线。同一信号的输入与输出线不要相邻平行。避免布出电源环路和地环路或线环路。模拟地与数字地要分开布，采用一点相连接。注意线宽，线间路与最小过孔及其孔径比。自动布线器的打开用ToolsBlazeRouter菜单命令选择打开布线器，如左上图所示。注意红框内，如果在没有设定布板规则前应在些进行各项设置方可布线。红框左侧是操作方式，是只打开布线器，还是在前台或后台开始自动布。如果我们布板参数都设置好了，那就选AutoroteinForeground或下一个开始自动布线就可以了。布线器也可以通过Windows开始的菜单来打开。如左下图所示。打开后再载入想要布线的板图，然后按F9开始布线。自动布线器打开后的一些设置及布线启动如果我们从板图中打开的布线器，图示界面如右图所示。假设我们的布线规则都已设置完成。但这里面可能选择那种类型孔还没有设置，因此要特别注意红中下两个红圈所示部分，在ViaTypes中点击自己想选择的孔，在其下面的视窗中红圈所圈定的部分点击。即为选中该过孔做为布线时所用的过孔。ToolsAutoRouteStart开始布线，或按F9。自动布线器下元件Fanout的设置在自动布线器窗口选中一个元件，点击鼠标右键在弹出的菜单中选择Properties，会弹出上图所示窗口。把上图窗口切换到Fanout项下，注意红圈和红框所示部分。对于管脚来讲，最好都设置成Fanout，如方框上的红圈所示部分都在复选框中选中对于AllowMultiple这项最好都不要选，以保证每个管脚都有线和过孔扇出，没有的可以删去，这对于总线类元件很关键最下的要选是那种元件封装的Fanout，红框中的部分，还有对齐方式，扇出方向，扇出间距。自行设置体会一下，各种选项的差别。然后Apply，再次点击鼠标右键，选择Fanout即可看出你所设置的元件过孔的扇出效果。Fanout前后情况比对按上页右图所示情况设置，Fanout后情况如本页右图所示。对于处理BGA类的器件十分重要。本讲结束本讲十分关键，自行练习Fanout功能。本节下有可以练习Fanout的板图。