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第3章
Altium Designer基本设计流程-PCB图设计

本章将通过一个简单设计实例说明在 Altium Designer 17.1 集成开发环境下将一个原理图转换成PCB图的过程。

通过这个简单设计实例的 PCB 图绘制过程,帮助初学者从整体上把握 Altium Designer 17.1集成开发环境PCB编辑器的基本设计功能,以便为读者深入学习Altium Designer 17.1集成开发环境打下坚实的基础。

3.1 创建一个新的PCB

在把设计从原理图编辑器传送到 PCB 编辑器之前,需要创建一个空的 PCB,然后命名并保存该PCB文档,该PCB文档将作为整个PCB工程的一部分,如图3.1所示。

图3.1 添加新的PCB设计文档

在主界面,执行菜单命令 File->New->PCB;或者在工程管理窗口中,用鼠标右键单击 BJT_current_source.PrjPcb,从弹出的快捷菜单中选择Add New to Project->PCB命令,实现在PCB工程中添加一个PCB设计文档。

3.1.1 配置板的形状和位置

在把设计从原理图导入PCB编辑器之前,需要修改空PCB的属性,如表3.1所示。

表3.1 修改空PCB的属性

一个定义非矩形板的好方法是在 keepout 层放置一些布线(对于弧形板,放置弧线),主要步骤如下:

(1)在PCB编辑器主界面,执行菜单命令Place->Track,并在相对原点的位置处绘制一个闭合区域。在绘制的过程中,参考坐标栏提示的坐标信息。

(2)在PCB编辑器主界面,执行菜单命令Edit->Select->All on Layer,自动选中绘制的闭合区域。

(3)在PCB编辑器主界面,执行菜单命令Design->Board Shape->Define from Selected Objects。

(4)单出“Confirm”对话框。单击“Yes”按钮,这样就确定了板的形状。

(5)选中刚才绘制的闭合曲线,然后删除。

(5)单击PCB编辑器主界面底部的层标签,将其切换到Keep-Out Layer。

(6)在 PCB 编辑器主界面,执行菜单命令 Place->Keepout->Track,在 Keep-Out Layer层,沿着板的边缘绘制一条闭合的曲线,这样就定义了板的大小。

定义的板形状和尺寸如图3.2所示。

图3.2 定义的板形状和尺寸

思考与练习3.1:请读者根据前面所介绍的方法,定义一个50mm×30mm的板尺寸。

3.1.2 将设计从原理图导入PCB编辑器

设计直接在原理图编辑器和 PCB 编辑器之间传送,其间并没有创建中间网表文件。通过下面其中一种方法,将设计从原理图导入PCB编辑器中:

(1)打开原理图,在原理图编辑器主界面执行菜单命令 Design->Update PCB Document BJT_current_source.PcbDoC。

(2)打开 PCB 图,在 PCB 编辑器主界面执行菜单命令 Design->Import Changes from BJT_current_source.PrjPcb。

当运行以上的命令时,对设计进行编译,并且弹出“Engineering Change Order”对话框,如图 3.3 所示。在该对话框中,列出了该设计使用的所有元件,以及用于每个元件的引脚封装。当执行 ECO 时,AD 17.1 尝试在当前可用的库/数据保险库中定位每个引脚封装,并且将它们放置到PCB工作区中。如果没有找到可用的引脚封装,则会发生错误。

图3.3 Engineering Change Order对话框界面

单击图 3.3 中的“Execute Changes”按钮,则将设计从原理图编辑器导入 PCB 编辑器中,如图3.4所示。

(1)在将原理图信息导入一个空的 PCB 之前,务必确认用于原理图和 PCB 所有相关的库是可用的。在该设计中,只用到 Altium 数据保险库,因此所要求的保险库是可用的。由于保险库包含原理符号和 PCB 引脚封装,因此用于该设计的PCB引脚封装是可用的。

(2)用于所有 PCB 对象的默认设置,在“Preference”对话框中的“PCB Editor-Defaults”中定义,如图 3.5 所示。例如,如果想把 PCB 设计中所有元件的标识符改为1.5mm的Arial True Type,则鼠标双击右侧“Default Type”标题窗口中的“Component”,如图3.6所示。

图3.4 导入原理图后的PCB编辑器界面

图3.5 PCB Editor->Default入口界面

图3.6 修改Component的默认值界面

3.2 设置PCB工作区

一旦执行所有的 ECO,元件和网络将出现在 PCB 工作区中,只是在板边界的右侧,如图3.3所示。

在开始对PCB上的元件进行布局之前,要配置某些PCB工作区和板的设置,如叠层、栅格和设计规则。

3.2.1 配置显示层

叠层不但用于制造成电路板,包括信号、电源平面、屏蔽和丝印层,而且 PCB 编辑器也支持大量其他的非电气层,以下面的方式将层进行分组:

(1)电气层,包含32个信号层和16个内部电源平面层。

(2)机械层,有 32 个通用的机械层,用于设计任务,如尺寸、制造细节、装配指令,或者特殊目的的任务,如glue dot层。可以有选择地将这些层包含在生成打印或Gerber输出中。此外,它们也可以配对,这意味着在库编辑器中,放置在配对的某层对象,当元件翻转到板子的底层时,将翻转到配对的其他层。

(3)特殊层。这些层包含顶层和底层丝印、阻焊和助焊层、钻孔层、阻止层(用于定义电气边界)、多层(用于表示所有信号层的对象,如焊盘和过孔)、连接层、DRC 错误层、栅格层、孔层和其他显示类型层。

所有层的显示属性可以在“View Configurations”对话框设置,打开该对话框的方法如下:

(1)在PCB编辑器主界面,执行菜单命令Design->Board Layers&Colors。

(2)按“L”键。

(3)用鼠标左键单击工作区左下角的当前层颜色图标,如图3.7所示。

图3.7 单击当前层颜色图标

打开的“View Configurations”对话框,如图3.8所示。

除了层的显示状态和颜色设置以外,该对话框也可以访问其他显示设置:

(1)如何显示每个类型的对象,即在“Show/Hide”标签页中提供了“Solid”、“draft”或“hidden”选项。

(2)在“View Options”标签页下提供不同的视图选项,如是否显示 Pad Net、Pad Number、Origin Marker,以及是否转换特殊的字符串(Special Strings)等,如图3.9所示。

关于层显示的一些提示如下:

(1)当前使能的层,在当前 PCB 工作区底部以一系列的标签显示,用鼠标右键单击标签,弹出用于访问经常使用的显示命令,如图3.10所示。

(2)在一个比较复杂的设计中,希望只显示当前工作的层,可以按“Shift+S”组合键,在进入/退出显示单层模式之间进行切换。在“Preferences”对话框左侧窗口中,找到并展开“PCB Editor”。在展开项中,找到并选择“Board Insight Display”。在右侧窗口中,可以看到“Available Single Layer Modes”下面提供的选项,如图3.11所示。

图3.8 “View Configurations”对话框

图3.9 “View Options”标签页

图3.10 访问使能层,以及层显示命令

图3.11 “Available Single Layer Modes”设置页面

(3)切换活动层的方法如下。

➢ 鼠标左键直接单击PCB工作区窗口底部的层标签。

➢ 按下+/-数字键。

➢ 按下“*”数字键。

➢ 同时按下“Ctrl+Shift+鼠标滚轮”。

3.2.2 物理层和层堆栈管理器

除了信号层和电源平面层以外,PCB 编辑器还包含阻焊和丝印物理层,它们都用于制造 PCB。这些层的排列称为层堆栈。在 PCB 编辑器主界面,执行菜单命令 Design->Layer Stack Manager,打开层堆栈管理器,如图3.12所示。

图3.12 层堆栈管理器

叠层管理器用于下面的目的:

(1)添加/去除信号和电源平面层。

(2)添加/去除绝缘层。

(3)改变叠层的顺序。

(4)为物理层配置材料类型。

(5)设置层厚度(Thickness)、介质材料(Dielectric Material)和介电常数(Dielectric Constant)。

(6)为平面层定义pullback数字(从平面边沿道板边沿的间距)。

(7)为覆盖层定义Coverlay Expansion。

(8)为某层定义元件的位置(AD 17.1中可用的高级属性)。

由于该设计比较简单,因此布线为单面或者双面板。图 3.12 中给出的叠层厚度已经被编辑为一个合理的值,用公制单位表示。

用鼠标左键单击某个单元,或者选中该单元,并按“F2”键,即可编辑该单元的数值。

3.2.3 单位的选择(公制/英制)

下一步是选择一个合适的栅格,用于放置元件,并对元件进行布线。在 PCB 内的所有元件都放置在捕获栅格上。

传统上,选择栅格使其能适合于元件引脚的间距,以及为布线该 PCB 所要采用的布线技术,即所需要的线宽,以及线宽之间的间距。基本的思想是使布线和间距尽可能宽,以降低制造PCB的成本,并提高可靠性。

随着时间的消逝,元件和它们的引脚尺寸显著“缩小”,即元件的尺寸和它们引脚的间距从绝大部分使用英制标注的穿孔式封装,过渡到了目前经常使用公制尺寸的表贴封装。如果开始一个新的 PCB 设计,除非有一个特别充分的理由,如为一个已经存在的(英制)产品设计一个替代板子,最好使用公制。

为什么呢?这是由于原先的英制元件的引脚之间有较大的空间。另一方面,小的表贴元件使用公制测量标注,它们需要更高精确度,以保证制造/装配/功能产品的工作是可靠的。此外,PCB编辑器也能较容易地布线连接到不在栅格上的引脚,因此在公制板子上使用英制元件并不烦琐。

100mil=2.54mm,因此0.25mm≈10mil。

对于这个简单的设计而言,实践中的栅格和设计规则设置如表3.2所示。

表3.2 设计的栅格和设计规则设置

在 PCB 编辑器主界面,执行菜单命令 View->Toggle Units,或者按“Q”键,可以在公制和英制单位之间进行切换。

3.2.4 支持多重栅格

在AD 17.1中,允许定义多个捕获栅格,这里支持两种类型的栅格,即Cartesian(传统的垂直/水平栅格)和Polar(圆形栅格)。

除了定义栅格类型外,还可以定义栅格可用的区域。注意,默认栅格总是应用到这个工作区,即使只显示板的形状。

由于在一个时刻只允许使用一个栅格,因此,当它们重叠时,就需要根据栅格的优先级确定如何使用它们。这里也控制定义栅格是否用于所有对象或是只用于元件,或者只用于非元件。

我们可以在PCB编辑器主界面执行菜单命令Tool->Grid Manager,或者按“G”键,从弹出的快捷菜单中选择“Grid Manager”命令。打开后的栅格管理器对话框如图3.13所示。

图3.13 “Grid Manager”对话框

在该对话框中,单击“Menu”按键,出现浮动菜单。在浮动菜单中,选择“Add Cartesian Grid”,或者“Add Polar Grid”,添加不同的栅格类型。

设置完栅格后,PCB编辑器内的PCB显示界面如图3.14所示。

思考与练习3.2:请读者根据图3.12给出已经新添加的栅格信息,自行在“Grid Manager”中添加新的栅格。

图3.14 添加完新的栅格后PCB设计界面

3.2.5 设置捕获栅格

对于该设计而言,需要设置捕获栅格,主要方法如下:

(1)在PCB编辑器工作区内,单击鼠标右键,从弹出的快捷菜单中选择Snap Grid->1.000 mm。

(2)同时按下“Ctrl+Shift+G”组合键,出现“Snap Grid”对话框,如图3.15所示。在该对话框中输入“1mm”,然后按“OK”按钮,关闭该对话框界面。

图3.15 添加完新的栅格后PCB设计界面

(3)打开“Grid Manager”对话框,鼠标双击图3.13内的“Global Board Sanp Grid”一行。

(4)按下“Ctrl+G”组合键。

设置完捕获栅格后的“Cartesian Grid Editor”对话框如图3.16所示。

图3.16 “Cartesian Grid Editor”对话框

3.2.6 设置设计规则

PCB 编辑器是一个由规则驱动的设计环境,这意味当执行改变设计的行为时,如放置布线、移动元件,或者自动布线,软件监视每个行为,并且检查设计是否仍然由设计规则编译。如果不是,那么立即用高亮显示冲突。在开始 PCB 布局和布线之前设置设计规则,这样允许用户后续只关注设计任务,并且明确知道一旦在 PCB 布局和布线中出现与设计规则相冲突的任何操作,软件将立即提示用户。

在“PCB Rules and Constraints Editor”对话框中,设置设计规则。在PCB编辑器主界面,执行菜单命令Design->Rules,打开“PCB Rules and Constraints Editor”对话框,如图3.17所示。从图3.17中可知,这些规则被分为10类,包括Electrical、Routing、SMT、Mask、Plane、Testpoint、Manufacturing、High Speed、Placement和Signal Integrity。

图3.17 “PCB Rules and Constraints Editor”对话框

3.2.7 布线宽度设计规则

布线宽度由合适的布线宽度设计规则控制,当运行“Interactive Routing”命令并单击一个网络时,软件自动选择它。配置规则时,基本的方法是为最多数量的网络设置最低优先级规则,然后为特殊宽度要求的网络添加较高的优先级规则,如电源网络。当一个网络面向多个规则时也不会出现问题,这是因为AD 17.1总是查找和应用最高的优先级规则。

对于该设计而言,包含大量的信号网络,以及两个电源网络。对于信号网络而言,默认的布线宽度可以配置为0.25mm。若规则范围设置为All,则这个规则将面向设计中的所有网络,即这个 ALL 规则也面向电源网络。也可以通过添加第二个更高优先级的网络实现,其范围为InNet(‘AGND’)。设置完规则如图3.18所示。

图3.18 添加布线宽度设计规则

思考与练习 3.3:请根据图 3.18 给出的布线宽度设计规则对话框练习添加布线宽度设计规则的方法。

布线宽度和布线过孔类型设计规则包括 Min、Max 和 Preferred 设置。如果读者喜欢布线时的灵活性,则可以使用它们。例如,当收缩一个布线或在一个 PCB 狭窄的区域内使用一个较小的过孔,可以在布线的时候,通过按“Tab”键,访问“Width/Via”属性实现这个目的;此外,也可以按“Shift+W”键选择一个可用的布线宽度,或者按“Shift+V”组合键选择一个可用的过孔尺寸。注意:设计者总是被设计规则限制,如果输入一个比合理设计规则允许的值大或小,它将其修改为最接近规则的值。

3.2.8 定义电气间距约束

下一步是定义允许两个属于不同网络的具有电气特性的对象可以靠近的距离。这个要求由“Electrial”中的“Clearance”规则约束,对于该设计而言,所有对象之间的间距为0.25mm,如图3.19所示。

在“Minimum Clearance”域中输入一个值,这个值会自动用于下面的所有域中。当需要根据对象类型定义一个间距时,只需要在下面的栅格区域内进行编辑即可,这样就提高了电气间距设计规则的设置效率。

图3.19 修改电气间距设计规则

3.2.9 定义布线过孔类型

当布线从一层变化到另一层时会自动添加过孔,“Routing Via Style”中的RoutingVias定义了过孔的尺寸。如果通过菜单 Place 放置一个过孔,它的值由内建默认的原语设置定义,如图3.20所示。

图3.20 内建默认的过孔尺寸

对于该设计而言,使用“Routing Via Style”设计规则,如图3.21所示。

图3.21 “Routing Via Style”设置对话框

思考与练习3.4:请根据图3.21给出的过孔尺寸设置过孔设计规则。

3.2.10 设计规则冲突

放大 PCB 工作区,我们会发现晶体管的引脚出现冲突信息。用鼠标左键单击冲突,从弹出的快捷菜单中选择“Violations”命令,如图3.22所示。显示的细节如下:

图3.22 设计规则冲突快捷菜单

(1)间距(Clearance)约束冲突。

(2)MultiLayer的一个焊盘和另一个焊盘之间。

(3)它们的间距为0.22mm,小于指定的间距0.254mm。

很快将讨论和解决这个冲突。如果读者觉得设计规则冲突提示使得自己分心,则可以在PCB编辑器主界面执行菜单命令Tools->Reset Error Markers,清除这些冲突提示。但是,当设计者执行一个编辑行为并且运行在线 DRC 时,如移动元件,冲突标记将再次出现(当运行批处理时DRC也同样出现)。

3.3 PCB元件布局

在业界有个说法,在PCB设计中,有90%的工作量是布局,只有10%的工作量是布线。当读者争论到底两者所占的工作量时,你只能接受一个事实,那就是好的元件布局对于一个最终的PCB来说是至关重要的。当然,需要时刻记住的是,布线时也可能还会调整元件的布局。

3.3.1 元件的放置和布局选项

选中元件后,保持按下鼠标并拖曳鼠标,就可以移动元件。此时,如果选中“Snap to Center”选项,如图3.23所示,当移动并保持移动状态时,给出的X和Y的坐标是以参考点为基准的。参考点是元件的坐标(0,0),它是在元件库中构建元件时指定的。

图3.23 “Object Snap Options”选项设置界面

“Smart Component Snap”选项允许覆盖“Snap to Center”的行为,取而代之的是捕获到最近元件的焊盘。

思考与练习3.5:请尝试修改Snap选项,观察PCB编辑器给出的X-Y坐标。

3.3.2 放置元件

现在可以将元件放置在PCB形状内合适的位置。可以使用下面给出的方法移动元件:

(1)选中元件,单击并保持按下鼠标左键,拖曳鼠标移动到所要求的位置。在移动元件的过程中,按空格键,可以旋转元件的方向。当释放鼠标左键时,元件就放置在该位置。

(2)选中元件,在 PCB 主界面执行菜单命令 Tools->Component Placement->Arrange Within Rectangle,在要放置元件的位置保持按下鼠标左键开始绘制一个矩形框,然后释放鼠标左键,此时元件会自动“跳到”这个位置。

将所有元件放置到PCB形状后的布局如图3.24所示。

图3.24 完成元件布局后的PCB设计图

当移动元件时,自动重新优化连接线。

思考与练习3.6:根据图3.24给出的布局图,练习将元件放置(布局)到PCB上的过程。

3.4 PCB元件布线

布线是指在 PCB 上放置连线和过孔,用于连接 PCB 上所有元件的过程。AD17.1 集成开发环境的 PCB 编辑器中提供了复杂的交互布线工具,使得布线工作变得更加便捷。此外,也提供了拓扑自动布线器工具,当单击鼠标后,优化整个/部分板上的布线。在自动布线提供一种容易和强大的方法连接 PCB 上元件的同时,这里仍然有一些情况需要提取对布线的控制。在这种情况下,就需要使用手工的方式实现布线过程。

对于本设计而言,将采用手工布线的方法,并且在 PCB 的单面(顶层/底层)布线。交互式的布线工具,以交互的方式(包括光标指导放置连线等)帮助设计者最大限度地提高布线效率及布线的灵活性。

3.4.1 准备交互布线

在正式开始布线之前,需要在“Preferences”对话框的“PCB Editor-Interactive Routing”标签页中配置交互布线选项,如图3.25所示。

图3.25 配置交互布线选项

是时候为捕获栅格设置一个合适的值用于布线了。按“Ctrl+Shift+G”组合键,打开“Snap Grid”对话框,在文本框中输入“0.25mm”,修改捕获栅格后的PCB设计界面如图3.26所示。

图3.26 修改捕获栅格后的PCB设计界面

3.4.2 开始布线

我们可以使用下面的任何一种方法打开交互布线工具:

(1)在PCB编辑器主界面的工具栏中找到并单击 图标。

(2)在PCB编辑器主界面执行菜单命令Route->Interactive Routing。

(3)先按一下按键“U”,弹出快捷菜单,然后再按一下按键“T”。

(4)先按一下按键“P”,弹出快捷菜单,然后再按一下按键“T”。

由于在设计中有表贴元件,因此设计比较简单,可以只在 PCB 的顶层(Top layer)上布线。当开始在顶层布线时,可以使用飞线引导布线过程。

PCB 上的电气连线(Track)由一系列的线段构成。每次当改变方向时,就会出现新的线段。默认,PCB编辑器将电气连线的方向限制为水平、垂直和45°,这样允许用户产生专业的布线结果。也可以定制该行为,使得适应特殊需要。对于该设计而言,使用 PCB 编辑器默认的电气连线方向。当连线到达目标焊盘时,单击鼠标右键或者按 Esc 键,可以释放/终止连线的过程,此时保持交互布线模式,准备单击下一个连线。

表3.3列出了布线使用的一些按键功能。

表3.3 布线使用的一些按键功能

此外,在布线的时候要注意看一下状态栏,因为它显示了交互布线的重要信息,如图3.27所示。

图3.27 状态栏内显示的重要信息

(1)当前工作区的位置和捕获栅格的设置。

(2)Hotspot Snap:on/off(用于当前层)/on(用于所有层)。

(3)当前电气连线的拐角模式。

(4)当前的交互布线模式。

(5)布线宽度的来源。

(6)布线过孔类型的来源。

(7)布线光滑强度。

(8)网络名字。

(9)整体布线长度。

(10)正在放置布线段的尺寸。

3.4.3 交互布线模式

布线过程中会遇到在 PCB 上已经放置了其他布线对象的情况。通过恰当设置,使Altium Designer处理潜在的布线冲突。下面介绍设置处理交互布线冲突的步骤:

(1)在AD主界面执行菜单命令Tools->Preference。

(2)弹出“Preferences”对话框。在左侧窗口中找到并展开“PCB Editor”。在展开项中找到“Interactive Routing”,如图3.28所示。在右侧的“Routing Conflict Resolution”(布线冲突解决)标题栏下,给出了下面可供选择的选项。

图3.28 布线冲突处理选项

①Ignore Obstacles(忽略障碍)。在该模式下,允许冲突。设计者可以在已经存在的对象上面布线。高亮显示冲突。

②Walkaround Obstacles(绕着障碍)。在这种模式下,新的布线将绕过已经存在的障碍。如果可能,则跳过障碍。当设计者移动光标时,布线引擎连续尝试在最后单击的位置与当前光标位置之间找到最短路径。如果设计者不喜欢所计算出来的路径,则单击从而定义中间的位置。

③Push Obstacles(推障碍)。在这种模式下,所有已经存在的导线和过孔将为新的布线让出空间。

④HugNPush Obstacles(环抱和推障碍)。在这种模式下,布线引擎将跟随已经存在的对象。只有在有充足的空间用于正在的布线时才推障碍。在这种模式,布线路径趋向于跟随使用光标所画出的路径。

⑤Stop At First Obstacle(在第一个障碍停下来)。在这种模式下,在第一个障碍前停下来。

(1)按“Shift+R”组合键,在不同的冲突处理模式之间进行切换,密切注意状态栏显示当前所使用的冲突处理模式。

(2)在“Current Mode”(当前模式)右侧的下拉框中选择“Walkaround Obstacles”(绕着障碍)选项。

手工布线完的PCB如图3.29所示。

图3.29 手工布线完的PCB图

3.4.4 修改和重新布线

对于已经存在的布线,有两种修改方法,即重新布线或重新安排。

1.重新布线

(1)对于重新布线而言,不需要通过取消连线重新定义它的路径,而是简单地单击 图标,开始在一个新的路径上布线即可。

(2)环路消除特性,使得当构成一个闭环布线并单击鼠标右键表示完成当前的布线后,软件可以自动去掉冗余的布线线段及过孔。

(3)可以在任何点开始和终止一个新的布线路径。

(4)可以通过切换到“Ignore Obstacle”模式,产生暂时的冲突,然后再去解决。

2.重新安排

(1)在 PCB 形状内,交互地滑动或拖曳布线线段,简单地单击、保持和拖曳。在“Preference”对话框的“PCB-Interactive Routing”中设置默认的拖曳行为。

(2)PCB编辑器将为连线自动保持45°/90°,将其缩短或拉长。

3.拖曳电气连线的提示

(1)在“Preferences”对话框左侧窗口中找到并展开“PCB Editor”。在展开项中找到并选择“Interactive Routing”。在右侧窗口中,在“Dragging”标题栏下使用“Unselected via/track”选项和“Selected via/track”选项改变默认的选择,然后拖曳模式,如图3.30所示。

图3.30 “Dragging”选项设置

思考与练习3.7:改变相应的选项,然后拖曳PCB界面中已经完成的电气布线,观察选项对操作效果的影响。

(2)在拖曳布线时,也应用冲突解决模式(Ignore、Push和HugNPush),当拖曳一个电气连线线段时,按下“Shift+R”组合键。

(3)当使能Push模式时,则跳过已经存在的焊盘和过孔。如果必要和可能,则推着过孔。

(4)在拐角顶点开始拖曳时,将90°拐角转换为45°拐角。

(5)如果要在一个布线线段中增加一个线段,则首先选择该线段,然后将光标的位置放在中心顶点上。

3.4.5 自动布线模式

AD 17.1 也包含一个拓扑自动布线器。拓扑布线器使用不同的映射布线空间的方法。不同于使用工作空间坐标信息作为参照系,拓扑自动布线器只使用空间中障碍的相对位置建立一个映射,并没有参考它们的坐标系。

拓扑映射是一个空间分析技术,在相邻的障碍物之间使用三角划分空间。这个三角形的映射被布线算法用来在一对障碍物之间“穿行”,从开始布线点到结束布线点。这个方法最强的地方在于映射与形状相互独立,即障碍物和布线路径可以是任意形状,可以以任意角度穿越空间,布线算法并不局限于纯粹的垂直或水平路径。

将这个转换为一个用户接口,一个布线器有大量不同的可用布线通路,这些被绑定到一起来创建一个布线策略,设计者可以将这个策略运行在他们的 PCB 上。在“Routing Strategies”对话框中有大量预定义的可用策略,使用“Strategy Editor”很容易创建新的策略。

在PCB编辑器主界面,执行菜单命令Route->Auto Route->Setup,打开策略编辑器,如图3.31所示。

图3.31 位置布线策略编辑器

启动自动布线器的主要步骤如下:

(1)在PCB编辑器主界面,执行菜单命令Route->Auto Route->All。

(2)弹出“Situs Routing Strategies”对话框。

(3)单击“Route All”按钮。

(4)启动自动布线过程,自动布线完的结果如图 3.32 所示。从图 3.22 中可知,该自动布线器使用了默认的2层板布线策略,在PCB的顶层和底层均进行布线。

(5)为了使自动布线只使用顶层,在“Situs Routing Strategies”对话框中单击“Edit Layer Directions…”按钮。

图3.32 使用自动布线器布线后的结果

(6)弹出“Layer Directions”对话框。单击“Bottom Layer”一行和“Current Setting”一列所对应的单元格,出现下拉框。在下拉框中,选择“Not Used”选项,如图3.33所示。

图3.33 修改自动布线策略

(7)将自动布线器的布线全部删除,重新启动自动布线器的布线结果如图3.34所示。

图3.34 在顶层自动布线的PCB界面 5ZTMsWPLnRkKbvncnwIcUgaXPAjr1zpJoYFqHcvWxnpPXdUfLqR+O3p+9+fOR7Jw

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