第五节 定义设计规则(Defining Design Rules)

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定义设计规则(Definin (Defining 第五节 – 定义设计规则(Defining Design Rules)
发布日期:2009/1/2 15:39:25 来源: 作者: 点击:2294

第五节 – 定义设计规则(Defining Design Rules) 一旦你输入了网络和元件后,你就可以指定设计规则(Design Rules)和各层的 定义(Layer Arrangements)。包含安全间距(Clearance)、布线(Routing)和高 速电路 (High Speed)约束等等,这些规则分配作为默认(Default)的条件、类(Class)、 网络 (Nets)、组(Group)、管脚对(Pin Pairs)、封装(Decal)和元件(Components); 另外,你 还可以设定指定条件的设计规则(Conditional Design Rules)和差分网络 (Differential Pairs)的规则。 本节将显示如何: · 设置 PCB 各层的定义(Layer Arrangement) · 设置缺省的安全间距规则(Clearance Rules) · 设置网络的安全间距规则(Net Clearance Rules) · 设置条件规则(Conditional Rules) · 设置层的显示颜色(Layer Colors) 在你继续之前,如果 previewnet.pcb 设计文件还没有打开,打开它。 1. 从工具条中选择打开(Open)图标。 2. 当 Save old file before reloading?提示出现后,选择 No。 3. 在文件打开(File Open)对话框中,双击名为 previewnet.pcb 的文件。 设置 PCB 各层的定义(Layer Arrangement) PADS Layout 允许你定义 PCB 的各层(Layer Arrangements)。这包括指定层数 (Number of Layers)、 网络分配到一个平面层上、 各层的介质定义(Layer Stackup 和 厚度定义(Thickness)。 本设计是一个四层板,其中有两层定义为平面层(Plane Layers)和混合分割层。 增加板子的层数(Number of Layers) PADS Layout 新建文件缺省指定的是双面板。 注意: 但是在这个教程中打开的 previewnet.pcb 已经是四层板了, 因为在 PADS Logic 教程中已经进行了此项设置,你可以把此部分当做一个复习,如果需要 按此

步骤进行学习的话,你可以建立一个新的 PCB 文件进行学习操作。 点击菜单文件/新建(File/New),新建一个默认的 PCB 文件,此部分只为练习。

为了改变板子的层数: 1. 选择设置/层定义(Setup/Layer Definition),层设置(Layers Setup)对话 框将出 现。

2. 从对话框的电子层(Electrical Layers)区域选择修改(Modify)按钮,修改 层对

话框对话框将出现。 3. 在输入新的层数(Enter New Number)区域内打入 4,增加板子层数从 2 到 4。

4. 选择 OK,重新指定层(Reassign Electrical Layers)对话框将出现,在这个 对 话框中你可以重新指定原来的层对应现在的新层, 如原来的 Layer1 仍旧定义为 Layer1,原来的 Layer2 重新定义为 Layer4。这里我们直接选择按钮 OK 即可, 关 闭这个对话框。

这时我们看到板已经被更改为 4 层板了。不保存以上的练习文件,我们重新 打开 previewnet.pcb 文件,继续其他方面的设置。 设置层的排列(Layer Arrangement)和命名(Names) 一旦你设置了正确的层数,你将要指定(Assign)各个层的类型(Types)和名字。 1. 设置第一层。 a. 在层设置(Layers Setup)对话框中,从各层的列表中选择顶层(Top layer) ,在名字(Name)区域重新命名顶层(Top layer)为主元件面 (Primary Component Side),本例子中已经设置好。

b. 在印制板的层类型(Electrical Layer Type)区域,选择元件(Component) 层类型;在平面层类型(Plane Type)选择 No Plane,并且选择布线方向为竖向 (Vertical)。 2. 设置第二层。 a. 选择第二层、中间层(Inner Layer 2),重新命名为地平面层(Ground Plane)。 b. 改变平面层类型(Plane Type)到 CAM 平面层(CAM Plane)。一旦某一层 结合到平面层(Plane Layer),分配网络(Assign Nets)按钮将出现在对话框中。 c. 点击分配网络(Assign Nets)按钮,平面层网络(Plane Layer Nets)对话框将出现。 d. 从所有网络(All Nets)列表中选择 GND 网络。 e. 选择添加(Add)按钮,分配 GND 网络到地线平面层(Ground Plane layer)。

f. 选择 OK。 g. 设置布线方向(Routing Direction)为任意(Any)。 3. 设置第三层。 a. 选择第三层、Inner Layer 3,并且重新命名它为电源平面层(Power Plane)。 b. 改变平面层类型(Type)为混合平面层(Mixed Plane)。 c. 选择分配网络(Assign Nets)按钮。 d.从所有网络(All Nets)列表中选择+5V 和+12V 网络,并且选择添加(Add) 按钮,分配网络到电源平面层(Power Plane layer)。

e. 选择 OK。 f. 设置布线方向(Routing Direction)为任意(Any)。 4. 设置底层 a. 选择第四层、Bottom,并且重新命名为次元件面(Secondary Component Side)。 b. 在印制板的层类型(Electrical Layer Type)区域,选择元件(Component)

层类型、在平面层类型(Plane Type)选择非平面层(No Plane),并且选择布线 方 向为横向(Horizontal)。 设置层的 Stackup 一个典型的四层板的层物理属性(Layer Stackup)设置是,由两个表面都有铜 的、中间为玻璃纤维的双面板,将它们中间再放置一些绝缘的半固化片压制而 成。

在 Layers Setup 对话框中点击厚度(Thickness) 按钮,在弹出的 Layer Thickness 对话框设置层的厚度和叠层(Stackup)参数等值。 注意:将窗口底部的铜厚单位(Copper Thickness Units)设置为 Design(mils)

1. 在 Layers Thickness 对话框表中选择厚度(Thickness)。 2. 从 Name 栏中选择主元件面(Primary Component Side)。 3. 在铜厚度(Thickness)区域打入 1.4 (mils),设置铜的重量为 1 oz (盎司) 的厚 度,对应 1.4mils (1 oz. of copper = .0014”)。 4. 从层列表(Layer List)中选择第二个元件面(Secondary Component Side)。 5. 在铜厚度(Thickness)区域打入 1.4 (mils),设置铜的重量为 1 oz 的厚度。 6. 选择地线平面层(Ground Plane),并且设置铜厚度为 2.1 (mils) ,对应铜 的 厚度为为 1.5 oz。 7. 选择电源平面层(Power Plane),并且设置铜厚度为 2.1 (mils) ,对应铜的 厚度为为 1.5 oz。 8. 在对话框的 Type 区域,在 2-3 层之间选择半固化片(Prepreg)。分别设置

其他层为 Substrate,并且设置各个介电常数(Dielectric)为 4.5。 9. 选择 OK 按钮,关闭层厚度(Layer Thickness)对话框。. 10. 选择 OK ,关闭层设置(Layers Setup)对话框。 提示:这些参数是软件进行特性阻抗、延迟、分布电容等计算所必需的条件。 设置缺省的安全间距(Clearance)规则 对于 PADS Layout,你可以对层次化(Hierarchy)的设计规则的各个层次定义安 全间距(Clearance)、布线(Routing)和高速电路(High Speed)等各种约束。 1. 选择设置/设计规则(Setup/Design Rules),规则(Rules)对话框将出现。

2. 选择缺省的(Default)图标,缺省的规则(Default Rules)对话框将出 现。

3. 选择安全间距(Clearance)图标,安全间距规则(Clearance Rules) 对 话框将出现。 在对话框的安全间距(Clearance)区域包含了一个 PCB 设计数据的 矩 阵,这个矩阵数据让你定义各种数据类型之间的安全间距数值。

4. 通过选择矩阵左上角的所有的(All)按钮,设置全局的缺省的安全间 距值。输入安全间距值(Input Clearance Value)对话框将出现。

5. 键入 8 并且选择 OK,矩阵内的所有值都同时改变为 8 了。 6. 在导线宽度(Trace Width)区域,改变规则最小(minimum)为 6、建议 (recommended)为 8 和最大值(maximum)为 12。 7. 设置相同网络(Same Net)和其它的(Other)的安全间距区域值都为 12。 8. 为了保存这些改变,在安全间距规则(Clearance Rules)对话框,选择 OK。 提示:这里设置的这些数值的单位根据 Options 中的当前设置,如果 Options 中的单位设置修改,此处的数据相应自动修改。 设置缺省的布线规则(Default Routing Rules) 为了避免在平面层(Plane Layers)上布线,你需要将它们从布线规则定义的有 效地布线层上删除。 1. 选择布线(Routing)图标,布线规则(Routing Rules)对话框将出现。 对话框的 Layer Biasing 区域包含一些可选择布线层的列表,这些列表说明那 些层 允许布线。 2. 从 Selected Layers 中选择电源(Power Plane)和地线(Ground Plane)平面 层, 并且选择删除(Remove),定义在这两个平面层(Plane Layers)上不允许布 线。 3. 选择 OK,关闭布线规则(Routing Rules)对话框。 提示:当在设计定义了多种不同孔径和焊盘尺寸的过孔类型,在 Vias 列表中

的 Availabe Vias 和 Selected Vias 中可以选择可用的过孔类型和被选择使用 的过孔 类型,与上面的可用层定义类似。当点击 Thru>>按钮时,将添加所有通 孔类型的过孔为可用;当点击 Partials>>按钮时,将添加所有盲埋孔类型 的过孔为可用。 提示:窗口底部的 Maximum number of Vias 中你可以设置设计中每个网络允 许的最大过孔数量,你可以选择无限制(Unlimited Vias),或者选择最大数量 (Maximum of),同时在右边的输入框中输入所允许的最大值。这项设置只针对 自 动布线有效。

4. 选择关闭(Close),关闭缺省的规则(Default Rules)对话框。 设置网络安全间距规则(Net Clearance Rules)

1. 从规则(Rules)对话框中,选择网络(Net)图标,指定特别的网络规 则。 2. 滚动网络列表(Nets list),定位为+5V 网络,按 Ctrl 键同时选择+12V 和 GND。这三个被选中的网络将显示在被选择区域中,作为你从列表中特别选出的 几个网络。

3. 选择安全间距(Clearance)图标,对这三个网络设置同样的安全间距 规则。 4. 在安全间距规则(Clearance Rules)对话框中,通过选择矩阵左上角的所有 的 (All)按钮,设置全局的安全间距值,输入安全间距值(Input Clearance Value) 对话框将出现。

5. 输入 10 作为全局安全间距,并且选择 OK。

6. 在导线宽度(Trace Width)区域,改变规则最小(minimum)为 10、建议 (recommended)为 12 和最大值(maximum)为 15。 7. 设置相同网络(Same Net)和其它的(Other)的安全间距区域值都为 12。 8. 为了保存这些改变,在安全间距规则(Clearance Rules)对话框,选择 OK。 9. 选择关闭(Close),关闭网络规则(Net Rules)对话框。 对于定义其他几种类型的,如类(Class)、组(Group)、封装(Decal)和元件 (Component)等, 都是类似定义规则方式, 具体请参考 PADS Layout 的帮助文档。 在这里我们介绍一下这个层次化规则的定义和优先级关系:

Default:默认,对于没有特殊定义的目标,均使用默认规则; Class:类,由多个网络 Net 组成为一个 Class,如+2.5V、+3.3V、+5V 可 以组成一个名称为 PWR 的 Class,然后对这里 Class 一次性设定统一的规则; Net:网络,选择需要设置特殊规则的网络进行设置; Group:组,由多个 Pin Pairs 组成一个 Group,类似 Class 的概念; Pin Pairs:管脚对,两个元件管脚之间的连接,一般是一个网络中的一部分, 在这里对指定的管脚对进行特殊规则的设置; Decal:封装,对某一类型的封装进行特殊规则的设定; Component:元件,对某个或多个元件进行特殊规则的设定。 他们的优先级顺序是:从左到右优先级越来越高,对有冲突的规则设置,左 边设定的规则服从右边设定的规则。 设置条件规则(Conditional Rules) 当在电路中有两个网络除了对应其它目标的规则外还需要说明它们之间的安 全间距(Clearance),你必须定义条件规则(Conditional Rule)。条件规则 (Conditional rule)定义一种条件,当两个网络在相互非常接近的区域内布线时的条件。你可 以 对许多层次化的设计规则(Design Rule)的元件指定条件规则(Conditional Rules), 条件规则(Conditional Rule)可以在网络(Nets)、 网络和类(Nets and Classes), 类和类 (Classes and Classes)、网络和层(Nets and Layers)等等之间进行定义。 下面的步骤分配网络到网络条件规则:

1. 从规则(Rules)对话框中选择条件规则(Conditional Rules)图标,条 件规则设置(Conditional Rule Setup)对话框将出现。

2. 从源规则目标(Source Rule Object)区域中选择网络(Nets),网络的列表将 出 现在源规则目标(Source Rule Object)列表中。 3. 选择+5V 网络。 4. 从相对规则目标(Against Rule Object)区域中选择网络(Nets),网络的列 表 将出现在相对规则目标(Against Rule Object)列表中。 5. 选择+12V 网络。 6. 选择建立(Create)按钮,定义条件规则(Conditional Rule),新的规则将出 现 在已经存在的规则设置(Existing Rule Sets)区域。 7. 在当前规则设置区域(Current Rule Set),点击矩阵(Matrix)可以进入到这 个 规则的完全间距设置矩阵进行规则设置,例如你可以将其完全间距都改成 15mils。

8. 关闭所有打开的对话框。 提示: 上面的设置是针对+5V 和+12V 在所有层(All Layers)的安全间距设定, 你还可以附加指定特定的层,在 Apply to Layer 中可以下拉选择特定的层(如 选择 第三层:Power Plane),创建后,这个条件规则就只应用于此特定的层。

设置层的显示颜色(Layer Colors) 显示颜色(Display Colors)对话框指定或改变层的显示颜色,以及说明哪些项 目 可见或不可见。设置屏幕背景的颜色、板框以及在设计中其它内容的颜色。 指定一个新的颜色给次元件面层(Secondary Component Side Layer)。 1. 选择设置/显示颜色(Setup/Display Colors)。显示颜色设置(Display Colors Setup)对话框将出现。

2. 在对话框的顶部,从可选颜色(Selected Color)区域选择淡蓝色(Light blue), 颜色下面的按钮将指示它为当前有效颜色。 3. 在层颜色(Color by Layer)区域,选择次元件面层(Secondary Component Side Layer)这一行中代表各种项目的方框,指定它们为淡蓝色(Light blue)。 4. 重复第二步和第三步,选择淡绿色(Light green),分配给电源平面层的所 有项目。

显示元件管脚号 在 PADS2007 中增加了元件管脚号显示的选项,你可以打开或关闭此项显示。 在 Display Color Setup 窗口中,将 Labels 项下的 Pin Num 列勾选上,并配 置合适 的颜色,在 PCB 图上即可显示管脚号。

指定其它项目的颜色 1. 为了隐藏某个目标,将它们设置与背景相同的颜色即可;但是它们还是存 在的, 只是你不能看到它们。 从可选颜色(Selected Color)区域选择黑色 Choose black (与背景颜色相同),并且从其它项目区域选择连线(Connections),将使得连线 变成 不可见。

2. 选择白色(White),并且设置所有层的出错时的颜色为白色(White)。 3. 选择紫色(Purple),在元件(Components)区域,设置底面元件的外框 (Outline) 和参考编号(Ref. Des.)为紫色(Purple)。 4. 选择淡灰色(Light gray),并且设置顶面元件的外框(Outline)和参考编号 (Ref. Des.)为淡灰色(Light gray)。 保存指定的颜色 PADS Layout 允许你保存所指定的颜色,以便它们能够给其它设计使用。一 旦你在显示颜色 Display Colors Setup 对话框中完成了为各个项目指定显示颜 色, 它们将保存这些设置。 1. 选择保存(Save),保存配置(Save Configuration)对话框将出现。

2. 在字符框内,输入需要保存颜色配置的名字,如:All Visible 3. 选择 OK,保存这些配置。新的配置名字将出现在显示颜色设置(Display Colors Setup)对话框的配置区域(Configuration Area)内。 4. 选择 OK,保存显示颜色并且关闭显示颜色设置(Display Colors Setup)对话 框。 5. 如果下次再次使用此颜色配置时,就直接可以在菜单的设置(Setup)下面找 到,点击即可快捷地应用此颜色配置。

保存设计备份 在保存了指定颜色之后,保存设计为一个新的文件。 1. 选择文件/另存为(File/Save As),文件另存为(File Save As)对话框将出 现。 2. 选择\PADS Projects\Samples 目录,并且在文件名(File Name)字符框内打 入 previewrules.pcb。 3. 选择保存(Save)。 PADS Layout 将保存设计改变,并且使 previewrules.pcb 成为当前文件。


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