1.2 PADS Layout用户界面

PADS Layout是进行PCB设计的工具之一，其用户界面与PADS Logic相似，主要由标题栏、菜单栏、工具栏、工作区域、输出窗口、项目浏览器与状态栏组成，如图1.28所示。

1.2.1 工作区域

与PADS Logic相同，PCB的设计工作均在工作区域中完成，其长宽最大值亦均为56in，左上角亦存在一个系统状态指示器。工作区域中所有对象的坐标均以原点（0，0）为参考，当你新建一个PCB文件时，该原点会显示在工作区域的中心，但该默认原点坐标并非整个工作区域的中心，而是左下方，如图1.29所示（单位为in）。

1.2.2 菜单栏

PADS Layout与PADS Logic一样拥有名称相同的6个菜单栏，简单介绍如下（与PADS Logic功能相同的菜单项不再赘述）。

1.文件

该菜单如图1.30所示，其中“生成PDF”“归档”“报告”“打印设置”“库”等选项与PADS Logic相似，“导入”选项参考2.3.1小节，“CAM”“CAM Plus”选项参考11.9节。

2.编辑

该菜单如图1.31所示，其中与OLE对象相关的选项与PADS Logic相同，此处不再赘述。

（1）移动（Move）：当需要移动的对象处于选中状态时，执行该命令后将处于移动状态，此时对象将粘在光标上并随之移动，在合适位置单击即可完成移动操作，相应快捷键为“Ctrl+E”。

（2）删除（Delete）：当需要删除的对象处于选中状态时，执行该选项即可删除。需要注意的是： 在正常模式下，你只能删除非电气对象 。所谓“电气对象”是指与网络表内容相关的项（主要包括 元件 与 相关的网络连接关系 ），正常情况下，原理图与PCB文件中的 元件 与 网络 连接形式应该完全相同（也称为“同步”），而具体的连接关系也会体现在网络表中。如果你在PCB文件中将电气对象删除，原理图与PCB文件中的 元件 与 网络 连接关系不再相同（也称为“不同步”）。为避免PCB设计过程中的意外修改导致不同步现象，PADS Layout仅允许在 工程变更指令 （Engineering Change Order，ECO）模式下才能进行电气对象的删除操作，因为该模式下可以将“针对电气对象的所有更改操作”记录到文件中，后续只要将其导入到PADS Logic即可完成同步（有关“ECO模式”详情见5.7节），而“非电气对象”是指与网络表无关的对象。例如，文本、2D线、铜箔、板框、过孔、导线等，即便将其删除也不会影响原理图与PCB文件的同步状态。

（3）属性管理（Attribute Manager）：该选项可以查询、添加、编辑、删除当前PCB文件中所有元件、网络、封装、管脚、过孔等对象的 属性值（不是属性） 。以查询PCB文件中的所有电阻器是否设置高度（Height）属性为例，首先执行该选项进入“属性管理器”窗口，在“查看”组合框内的“筛选条件”文本框中输入“R*”，表示搜索所有参考编号以大写字母“R”为前缀的对象，单击“应用筛选条件”按钮后，下方“元器件”标签页中将列出匹配的元器件，同时列出了当前设计文件中的所有可用属性，你只需要查看元器件是否存在“Geometry.Height”列，并确保其属性值不为“<无>”（此例为“60mil”，你也可以从中编辑属性值）即可，如图1.32所示。

电阻器默认添加的属性有很多，如果你只想在“属性管理器”对话框中显示“Height”属性，单击“属性”组合框中的“显示”按钮即可弹出如图1.33所示“显示属性”窗口，在“属性”列表中仅勾选“Geometry.Height”项，再单击“确定”按钮即可。

（4）属性辞典（Attribute Dictionary）：该选项能够查询、创建、编辑、删除 属性（不是属性值） ，执行该选项后即可弹出如图1.34所示“属性辞典”对话框。以创建“Designer”属性为例，单击“新建”按钮即可弹出图1.35所示“属性特性”对话框，在“属性”文本框中输入“Designer”后，你还需要设置该属性的类型，以避免后续给该属性输入无意义的值。例如，当设置类型为“编号（Number）”时，还会要求设置编号的范围，如果你给该属性输入的编号不在此范围或其他字符（例如，汉字），PADS Layout将会报错。此处将“Designer”属性的类型设置为“自由文本（Free Text）”，表示可以接受字符串作为属性值，如图1.35a所示。

另外，你还需要给创建的属性设置至少一个“对象”，表示该属性可以应用到哪些对象。例如，“Height”属性可以分配给元件对象，但对网络、网络类等对象无效（当然，这只是从逻辑与实用的角度来讲，从操作的角度来讲，新建的属性也能够分配给其他对象）。此处将“Designer”属性的对象设置为“元件”（表示仅作用于元件），如图1.35b所示，如此一来，“Designer”属性仅会出现在图1.32所示“属性管理器”对话框内的“元器件”标签页，从中你可以为某元器件设置相应的属性值。

值得一提的是，你还可以在元器件的“对象属性”对话框中进行添加属性或编辑属性值。以给电阻（R1）添加“Designer”属性为例，在PADS Layout中选择R1后执行【右击】→【属性】，即可弹出“对象属性”对话框，单击“添加”按钮后即可出现一个新的空行，从中选择“Designer”属性并输入想要的属性值（此处为“longhu”）即可，相应的效果如图1.36所示。

（5）查找（Find）：该选项可以查找PCB文件中所有存在的设计对象，详情见1.4.5小节。

（6）亮显/取消亮显（Highlight/UnHighlight）：“亮显”选项能够以某种颜色（取决于颜色设置）显示处于选中状态的对象，以便设计者定位与识别。通常情况下，当你选中某个对象时，该对象会以某种颜色显示（取决于颜色设置），但这种显示颜色在该对象退出选中状态时会取消，而“亮显”状态则不然，对象设置为高亮显示后将一直维持该状态（无论对象是否处于选中状态），除非使用“取消亮显”命令撤消亮显状态。

（7）筛选条件（Filter）：在正式选择对象前，你可以预先确定想要选择对象所属的类别，以避免在“包含众多错综复杂设计对象的”PCB文件中错误选择无关的对象，有助于提升设计效率，详情见1.4节。

（8）全选（Select All）：该选项可以选中当前PCB文件中的所有对象，相应的快捷方式为“Ctrl+A”。需要注意的是，最终选择的对象仍然取决于筛选条件。例如，当前筛选条件为过孔类别，则执行该选项后仅会选中当前PCB文件中的所有过孔。

（9）循环选择（Cycle）：该选项仅在某个对象处于选中状态时才有效，如果多个对象重叠放置，你可以通过多次执行该选项依次循环选中每一个对象，相应的快捷键为“Tab”，详情见1.4节。

（10）特性（Properties）：该选项仅在某个对象处于选中状态时才有效，相当于选中对象后执行【右击】→【特性】。顺利执行该选项后即可弹出相应的“特性”对话框，不同对象拥有的特性会有所差异，相应“特性”对话框中可供显示与修改的信息亦不尽相同。以电阻（R1）为例，相应的“元器件特性”对话框如图1.37所示。

（11）标注（Markups）：执行该选项后即可弹出如图1.38所示“标注”对话框，从中可以对PCB设计进行备注。例如，PCB某个区域存在高度限制，为了方便其他工程师获得该信息，只需要从“标注”对话框中使用“添加标注”命令（即2D线绘制命令）标记该区域（例如，绘制一个矩形）并输入相应的备注即可。

3.查看

该菜单主要用来对工作区域进行视图控制、窗口与工具栏的显示或隐藏等操作，如图1.39所示。

（1）选择（Selection）：该选项能够将选中的对象最大化显示在工作区域中，相应快捷键为“Alt+Z”。

（2）底层视图（Bottom View）：在大多数PCB设计过程中，一般将顶层放在最上面，而底层放在最下面。也就是说，PADS Layout中多个板层的叠加视角默认是从顶层往底层观看的效果，这也是大多数工程师比较熟悉的方式。但是如果实在有必要，你也可以采用底层视图方式显示各板层，相应的区别如图1.40所示。

（3）簇（Clusters）：所谓的“簇”是指某些存在连接关系的元件（你可以理解为功能模块），其主要用于PCB布局。该选项用来切换簇的视图模式，只有当PCB文件中包含簇对象时才有效，详情见9.7.1小节。

（4）网络（Nets）：该选项能够有选择地显示或隐藏网络的颜色，以方便PCB布局布线，详情见9.4节。

（5）安全间距（Clearance）：执行该选项后即可弹出如图1.41所示“查看安全间距”对话框，从中可以查看PCB文件中两个项目（items）之间的最小间距，可以支持包括板框（Board Outlines）、焊盘（Pads）、过孔（Vias）、跳线（Jumpers）、导线（Traces）、2D线（2D Lines）、铜箔（Copper）、元件外框（Component Outlines）的项目，而跳线外框（Jumper Outlines）、文本（Text）、泪滴（Teardrops）并非有效的项目。

在具体查看最小间距之前，首先应该确定针对“项目到项目”“网络到项目”还是“网络到网络”，之后在PCB文件中依次单击对象，相应的对象将会出现在“选定的项目1”与“选定的项目2”中（此例为“管脚”与“过孔”），“最小安全间距”项中将显示两个项目的最小安全间距。“平移至最小安全间距标记”复选框仅对“网络到项目”与“网络到网络”有效，将其勾选后，如果已经确定两个有效的查看对象，包含两个对象的视图将会自动平移到工作区域正中央以便设计者观察。值得一提的是，当查看操作针对“项目与项目”时，在两个项目之间还会自动生成尺寸标注（具体样式可单击“选项”按钮进行设置，详情见8.8节）。

（6）选择报告（Selection Report）：该选项能够生成当前选中的（1个或多个）对象的报告。例如，选中电阻R1后执行该选项即可弹出如图1.42所示report.rep文件。

（7）PADS 3D：如果PCB中的元件已经被分配3D模型或设置高度属性（Geometry.Height），你就可以利用该选项查看整个PCB设计的3D视图，图1.43所示为PADS自带PCB文件preview.pcb的3D视图，利用鼠标可以缩放或平移视图，拖动左下角的立方体即可控制观察视角，其他操作自行摸索即可，本书不再赘述。

（8）工具栏（Toolbars）：该选项能够显示或隐藏工具栏，当对应工具栏的图标处于凹陷状态时，表示该工具栏已经显示，再单击一次即可将其隐藏。

4.设置（Setup）

在正式进行PCB设计之前，通常都需要根据项目的需求完成一些配置，本书统称为预处理操作。例如，PCB叠层数量是多少呢？是否需要盲埋孔？需要跳线吗？设计规则怎么设置？等等，该菜单包含预处理操作相关的选项入口，如图1.44所示。

（1）焊盘栈（Pad Stacks）：大多数PCB都会使用一定数量的过孔，不同规格过孔的载流量、成本、寄生参数也有所不同，你可以通过该选项完成过孔配置操作，详情见6.3节。

（2）钻孔对（Drill Pairs）：当PCB中使用了盲孔与埋孔时，你就要设置钻孔对。钻孔对的作用就是限制PCB中的过孔能从哪一层通到哪一层。例如，在十层板PCB设计过程中，你仅指定了“第1层到第4层”钻孔对（即盲孔），当通过“焊盘栈”选项添加“第1层到第5层”的过孔时，PADS Layout将会提示“对过孔分配的钻孔对无效（Invalid drill pair assignment for a via）”，除非你再指定一个“第1层到第5层”的钻孔对，详情见6.4节。

（3）跳线（Jumpers）：一些对成本非常敏感的产品（例如，玩具、遥控器等）会优先选择单面PCB，但不可避免会出现无法完全连通的情况，此时会选择使用跳线来代替过孔，详情见6.5节。

（4）项目整合（Project Integration）：该选项仅对PADS Designer（PADS中的另一款原理图设计工具，原来的名称为ViewDraw或DxDesigner）有效，本书不涉及。

（5）设计规则（Design Rules）：该选项能够为PCB中的设计对象设置各种设计规则，以方便设计出符合要求的PCB，详情见第7章。

（6）电气网络（Electrical Nets）：该选项能够将多个有关联的网络定义为电气网络，以便为其分配设计规则，详情见7.3节。

（7）层定义（Layer Definition）：该选项能够配置PCB叠层的各种参数，详情见6.2节。

（8）设置原点（Set Origin）：原点是PCB文件中所有对象的参考坐标，每一个新建的PCB文件都存在默认的原点，你也可以根据实际需求进行原点的重新设置。选择该选项后即可进入原点设置状态，在合适的位置单击即可弹出类似图1.45所示对话框，如果单击“是”按钮，即表示接受选择的坐标作为新的原点。

（9）显示颜色（Display Colors）：该选项用来设置PCB文件中所有对象的显示颜色，详情见6.6节。

5.工具（Tools）

该菜单包含PCB封装编辑器（PCB Decal Editor）、同步PADS Layout与PADS Router、选项（Options）、自定义（Customize）等选项，如图1.46所示。

（1）PCB封装编辑器：该选项可以进入PCB封装编辑器环境以创建或修改元件封装，详情见3.7节。

（2）簇布局（Cluster Placement）：该选项可以自动创建新簇，并在板框内对簇与元件进行布局，详情见9.7.3小节。

（3）簇管理器（Cluster Manager）：该选项能够查看与管理簇与联合（Union），你可以将一个簇（或联合）移入到另一个簇（或联合）中，也能够打散、删除、编辑簇，详情见9.7.2小节。

（4）分散元器件（Disperse Component）：当PADS Layout第一次通过网表导入PCB封装时，大量PCB封装会以原点为中心重叠放在一起，不便于选择与PCB布局，所以通常情况下会对元器件进行分散操作。如果PCB文件中已经绘制板框，元器件将在板框外附近分散分布。执行该选项后即可弹出图1.47所示的窗口，单击“是”按钮即可进行元器件分散操作，图1.48所示为PADS自带previewdispersed.pcb文件中分散元器件的效果。

（5）长度最小化（Length Minimization）：从图1.48可以看到，PCB封装管脚之间未布线的网络会使用飞线（flightline/ratsnest）连接，如果某个网络与多个PCB封装管脚存在连接关系，飞线以什么次序依次连接相关的管脚呢？这取决于设置的拓扑（Topology）类型。但是很多时候，默认的飞线连接次序会让布局变得很“难受”，使用该选项即可优化飞线的连接。以图1.49a所示三个电阻并联的网络连接为例，虽然R1与R2之间距离最近，但是默认的飞线仍然先将R1与最远的R3连接。当你移动R1与R2的位置时，飞线的连接次序仍然保持不变，如图1.49b所示。执行“长度最小化”选项后，R1相关的飞线将会自动与最近的R2连接，如图1.49c所示。当你对R1与R2进行位置移动时，飞线也会实时计算最小长度并进行相应的调整，如图1.49d所示。

很明显，“长度最小化”选项并不改变飞线的连接关系，但是需要特别注意的是，如果希望该选项有效，不能将拓扑设置为“受保护（protected）”类型，详情见7.1.2小节。

（6）推挤元器件（Nudge Components）：该选项可以将PCB文件中所有重叠的元件以设置的安全间距重新放置，详情见9.5.6小节。

（7）PADS Designer：PADS Logic能够使用“工具”菜单中的“PADS Layout”选项与PADS Layout链接，从而方便快速地完成原理图与PCB文件之间的正向与反向标注。如果你使用的原理图绘制工具为PADS Designer，则可以使用该选项完成PADS Designer项目文件与PADS Layout设计之间的正向与反向标注，详情见5.6.2小节。

（8）分析（Analysis）：在高速PCB设计过程中，工程师可能还需要进行信号完整性（Signal In tegrity，SI）、电源完整性（Power Integrity）、热焊盘（Thermal）等分析，该选项可以将当前设计传递到PADS中的Hyperlynx软件以进行仿真分析，本书不涉及。

（9）制造（Manufacturing）：该选项能够将当前设计传递到PADS中的CAMCAD Professional软件以进行额外处理，本书不涉及。

（10）DFM分析（DFM Analysis）：该选项能够将当前设计传递到PADS中DFMA软件以进行可制造性分析，本书不涉及。

（11）PADS Router：虽然你可以在PADS Layout中进行布线操作，但是PADS Router却更擅长此道，而且很多高级布线操作很难在PADS Layout中完成，所以工程师经常需要在两个工具中来回切换。该选项能够打开如图1.50所示的“PADS Router链接”对话框，你可以通过“操作”组合框选择直接启动PADS Router打开当前PCB文件（以便进行手工或自动布线），也可以选择在前台或后台进行自动布线。“选项”组合框只是汇集多个可能会影响布线的选项（以方便你配置），只需要选中某项再单击“设置”按钮即可进入相应的设置对话框（PADS Layout其他地方也存在相应的配置入口）。“布线策略”组合框中的“设置”按钮可以调用PADS Router中“布线策略”的配置入口，因为布线策略仅对自动布线才有效（PADS Layout中并无相应的配置入口），详情见12.3节。

（12）PartQuest设置：PartQuest是Mentor Graphics公司的元器件研究门户引擎，可以链接到元器件供应商数据库中，你可以将使用到的元器件对应的原理图与PCB封装直接下载并应用到设计中，能够避免管脚映射错误、封装错误等原因影响产品开发进度，本书不涉及。

（13）覆铜平面管理器（Pour Manager）：看到过很多PCB上的大片铜箔吗？这些铜箔对应的网络通常是公共地（多层板内部也可能会存在大面积铜箔，相应的网络可以是公共地或电源），该选项用于对覆铜平面进行灌铜与填充，详情见11.3节。

（14）装配变量（Assembly Variants）：该选项能够方便地从PCB设计中创建不同版本的装配文件，详情见11.9.6小节。

（15）验证设计（Verify Design）：当PCB布局布线完成后，所有的网络是否都已经连接完毕呢？所有对象是否都符合设计规则呢？对于比较复杂的项目而言，使用肉眼检查几乎是不可能完成的任务，该选项则能够逐项自动验证PCB文件是否满足要求，详情见11.8节。

（16）对比测试点（Compare Test Points）：该选项可以对比两个文件中的测试点是否一致，详情见11.5.3小节。

（17）DFT审计（DFT Audit）：可测试设计（Design For Testability，DFT）是指产品设计时应该考虑“如何以简单的方法对产品的性能与加工质量进行检测”，DFT较好的产品设计能够简化生产过程中检测准备工作，提高测试效率，降低测试成本，并且更容易发现缺陷和故障，继而保证产品的质量稳定性与可靠性，详情见11.5.4小节。

（18）对比/ECO（Compare/ECO）：该选项用于对比原理图或PCB文件以获得差异报告，也能够生成ECO文件用于正向或反向标注，详情见第5章。

（19）ECO选项（ECO Options）：PADS Layout仅允许在ECO模式下进行网络表项相关的更改，这些更改之处可以保存到.eco文件中供后续反向标注使用，该选项可以指定更改操作如何写入到.eco文件，详情见5.7节。

（20）宏（Macros）：宏可以记录操作执行的步骤，你可以通过创建宏以简化冗余操作，从而提升设计效率，详情见12.4节。

（21）基本脚本（Basic Scripts）：该选项允许你为某些特定功能创建自定义脚本，以便快捷地执行某些功能。其中还包含了一些预定义脚本，涉及的坐标文件创建相关操作详情见11.9.5小节。

（22）选项（Options）：该选项用来对PCB设计过程中的环境进行调整，详情见第8章。

1.2.3 工具栏

PADS Layout的工具栏默认位于菜单栏的下方，其中包含标准（Standard）、绘图（Drafting）、设计（Design）、标注（Dimensioning）、ECO、BGA共6种，你可以通过执行【查看】→【工具栏】以显示或隐藏工具栏。

1.标准工具栏

该工具栏主要包括打开与保存设计、控制视图、重画以及访问其他工具栏的入口，也是比较常用的工具栏，大部分按钮与菜单栏中的命令相对应，如图1.51所示。

2.绘图工具栏

该工具栏用来创建与编辑2D线、铜箔、铜箔挖空区域、板框、板框及挖空区域、禁止区域、覆铜平面、覆铜平面挖空区域等绘图对象，如图1.52所示，大部分工具的使用详情见第9章与第11章。

3.设计工具栏

该工具栏主要用于PCB布局布线阶段的设计操作，如图1.53所示，大部分工具的使用详情见第9章。

4.尺寸标注工具栏

该工具栏用于对PCB中的对象进行各种类型的尺寸标注操作，如图1.54所示，使用详情见11.7节。

5.ECO工具栏

该工具栏针对需要对网络表项进行更改的操作，如图1.55所示，操作详情见5.7节。

6.BGA工具栏

该工具栏是PADS Layout中的高级封装工具，如图1.56所示，本书仅介绍常用的模具元件（Die Part）创建过程，操作详情见12.1节。

1.2.4 项目浏览器

项目浏览器以层次结构显示当前PCB设计中所有电气对象，包括层（Layers）、元器件（Components）、PCB封装（PCB Decals）与网络（Nets），如图1.57所示。当更新PCB文件时，项目浏览器也会自动进行更新，你也可以从中单击某个对象而将其选中，前提是已经将其设置为“允许选中”状态，只需要选择某个或某类对象，再执行【右击】→【允许选择】即可（默认为选中状态）。

1.2.5 输出窗口

输出窗口包含“状态”与“宏”两个标签页，前者用于显示当前会话的信息，后者可以运行、编辑与调试脚本，如图1.58所示。

1.2.6 状态栏

PADS Layout状态栏位于窗口底部，其能够显示当前执行的命令或选中网络、导线或元器件等对象的信息，共包含8个指示器，从左至右依次为显示执行命令或对象相关的信息、进度、布局-布线同步模式（Layout-Router Synchronization Mode）、当前默认2D线宽度（W）、设计栅格（G）、 X 与 Y 坐标以及当前设计单位。其中，“布局-布线同步模式”指示器仅在与PADS Router同步时才会出现相应的信息，详情见8.1.4小节。

“坐标”指示器显示的信息随当前使用的坐标系类别而有所不同，当你处于默认的平面直角坐标系（也称为笛卡儿坐标系）时，其中会显示当前光标相对于原点的 X 、 Y 坐标，如图1.59a～c所示。当你在特殊场合使用极坐标系时（例如，径向移动对象），其中会显示当前光标在极坐标中的半径与角度坐标，如图1.59d所示。“设计栅格”指示器的显示信息则随执行的操作不同而不同。在空闲状态下，其中会显示当前的 X 与 Y 设计栅格，如图1.59a、b所示。当移动对象或使用绘图操作时，其中会实时显示当前光标坐标与“开始执行该操作时确定的第一个点”之间的（ X 与 Y 轴）距离（负值表示向下或向左），如图1.59c所示。当你使用极坐标系时，其中会实时显示当前光标坐标与“开始执行该操作时确定的第一个点”之间的（半径与角度）差值（正值角度表示逆时针移动，负值角度表示顺时针移动，但半径值不会小于0），如图1.59d所示。