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Routing设计规则优化方案

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:“Routing Topology”布线方式“Routing Topology”规则主要用于设置自动布线时的拓扑逻辑,即同一网络内各个节点间的布线方式。图6-43“Routing Topology”规则设置界面布线方式规则主要用于定义引脚到引脚之间的布线方式规则,此规则有七种方式可供选择。图6-44“Routing Priority”规则设置“Routing Layers”布线板层布线板层规则用于设置允许自动布线的板层,如图6-45所示。图6-48“Routing Corners”规则设置“Routing Via Style”布线过孔类型过孔类型规则用于设置布线过程中自动放置的过孔尺寸参数。

Routing设计规则优化方案

布线规则是自动布线器进行自动布线的重要依据,其设置是否合理将直接影响到布线质量的好坏和布通率的高低。

单击“Routing”前面的+号,展开布线规则,可以看到有8项子规则,如图6-41所示。

(1)“Width”布线宽度

“Width”主要用于设置PCB布线时允许采用的导线宽度,有最大、最小和优选之分。最大和最小宽度确定了导线的宽度范围,而优选尺寸则为导线放置时系统默认采用的宽度值,它们的设置都是在“约束”区域内完成的,如图6-42所示。

图6-41 布线规则

图6-42 “Width”规则设置界面

“Constraints”区域内有两个复选框

“Charactertic Impedance Driven Width”特征阻抗驱动宽度,选中该复选框后,将显示铜模导线的特征阻抗值,设计者可以对最大、最小以及最优阻抗进行设置。

“Layers in layerstack only”只有图层堆栈中的层,选中该复选框后,意味着当前的宽度规则仅应用于在图层堆栈中所设置的工作层,否则将适用于所有的电路板层,系统默认为选中。

Altium Designer 17的设计规则系统有一个强大的功能,即针对不同的目标对象可以定义同类型的多重规则,规则系统将采用预定义等级来决定将哪一规则具体应用到哪一对象上。例如,设计者可以定义一个适用于整个PCB的导线宽度约束规则。由于接地网络的导线与一般的连接导线不同,需要尽量粗些,因此设计者还需要定义一个宽度的约束规则,该规则将忽略前一个规则,而在接地网络上某些特殊的连接可能还需要设计者定义第三个宽度约束规则,该规则忽略前面两个规则。所定义规则将会根据优先级别顺序显示。

(2)“Routing Topology”布线方式

“Routing Topology”规则主要用于设置自动布线时的拓扑逻辑,即同一网络内各个节点间的布线方式。设置窗口如图6-43所示。

图6-43 “Routing Topology”规则设置界面

布线方式规则主要用于定义引脚到引脚之间的布线方式规则,此规则有七种方式可供选择。

“Shortest”:以最短路径布线方式,是系统默认使用的拓扑规则。

“Horizontal”:以水平方向为主的布线方式,水平与垂直比为5∶1。元器件布局时,当水平方向上空间较大时,可以考虑采用该拓扑逻辑进行布线。

“Vertical”:优先竖直布线逻辑。与上一种逻辑刚好相反,采用该逻辑进行布线时,系统将尽可能地选择竖直方向的布线,垂直与水平比为5∶1。

“Daisy-simple”:简单链状连接方式。该方式需要指定起点和终点,其含义是在起点和终点之间连通网络上的各个节点,并且使连线最短。如果设计者没有指定起点终点,系统将会采用“Shortest”布线。

“Daisy-MidDriven”:中间驱动链状方式,也是链式方式。该方式也需要指定起点和终点,其含义是以起点为中心向两边的终点连通网络上的各个节点,起点两边的中间节点数目不一定要相同,但要使连线最短。如果设计者没有指定起点和两个终点,系统将采用“Shortest”布线。

“Daisy-Balanced”:平衡链状方式,也是链式方式。该方式也需要指定起点和终点,其含义是将中间节点数平均分配成组,所有的组都连接在同一个起点上,起点间用串联的方式连接,并且使连线最短。如果设计者没有指定起点终点,系统将会采用“Shortest”布线。

“Starburst”:星形扩散连接方式。该方式是指网络中的每个节点都直接和起点相连接,如果设计者指定了终点,那么终点不直接和起点连接。如果没有指定起点,那么系统将试着轮流以每个节点作为起点去连接其他各个节点,找出连线最短的一组连线作为网络的布线方式。

(3)“Routing Priority”布线优先级别

“Routing Priority”主要用于设置PCB中网络布线的先后顺序,优先级别高的网络先进行布线,优先级别低的网络后进行布线。优先级别可以设置范围是0~100,数字越大,级别越高。设置布线的次序规则的添加、删除和规则使用范围的设置等操作方法与前述相似,不再重复。优先级别在“Constraints”区域的“Routing Priority”选项中设置,可以直接输入数字,也可以增减按钮调节,如图6-44所示。

图6-44 “Routing Priority”规则设置

(4)“Routing Layers”布线板层

布线板层规则用于设置允许自动布线的板层,如图6-45所示。

通常为了降低布线间耦合面积,减少干扰,不同层的布线需要设置成不同的走向,如双面板,默认状态下顶层为垂直走向,底层为水平走向。如果用户需要更改布线的走向,可打开“Layer Directions”对话框进行设置。设置方法如下:

执行菜单命令“Auto Route”→“Setup…”,打开“Situs Routing Strategies”对话框,如图6-46所示。

图6-45 “Routing Layers”规则设置

图6-46 “Situs Routing Strategies”对话框

单击按钮打开层布线方向设置对话框,如图6-47所示。单击每层的“Current Setting”栏,激活下拉按钮,单击下拉按钮,从下拉列表框中选择合适的布线走向。

图6-47 层方向设置对话框

(5)“Routing Corners”布线转角

布线转角规则用于设置走线的转角方式。转角方式共三种:90°转角、45°转角和圆弧转角,如图6-48所示。

图6-48 “Routing Corners”规则设置

(6)“Routing Via Style”布线过孔类型

过孔类型规则用于设置布线过程中自动放置的过孔尺寸参数。“Constraints”区域有两项过孔直径(Via Diameter)和过孔的钻孔直径(Via Hole Size)需要设置,如图6-49所示。(www.xing528.com)

图6-49 “Routing Via Style”对话框

(7)“Fanout Control”扇出控制

布线扇出控制规则,主要用于“球栅阵列”“无引线芯片座”等种类的特殊器件布线控制。

所谓扇出,就是把表贴式元器件的焊盘通过导线引出并加以过孔,使其可以在其他层面上继续布线。扇出布线大大提高了系统自动布线的成功概率。

默认状态下,系统包含有五种类型的扇出布线规则:

“Fanout_BGA(BGA)”:封装扇出布线规则(BGA:Ball Grid Array Package)是球栅阵列封装。

“Fanout_LCC(LCC)”:封装扇出布线规则(LCC:Leadless chip carrier)是无引脚芯片封装。

“Fanout_SOIC(SOIC)”:封装扇出布线规则(SOIC:Small Out-line Integrated Circuit)是小外形封装,也称SOP。

“Fanout_Small”:小型封装扇出布线规则,指元件引脚少于五个的小型封装。

“Fanout_Default”:系统默认扇出布线规则。

每个种类的扇出布线规则选项的设置方法都相同,如图6-50所示。

图6-50 扇出布线规则设置界面

“Fanout Style”:扇出类型,选择扇出过孔与SMT元件的放置关系。

√ “Auto”:扇出过孔自动放置在最佳位置。

√ “Inline Rows”:扇出过孔放置成两个直线的行。

√ “Staggered Rows”:扇出过孔放置成两个交叉的行。

√ “BGA”:扇出重现BGA。

√ “Under Pads”:扇出过孔直接放置在SMT元件的焊盘下。

“Fanout Direction”:扇出方向,确定扇出的方向。

√ “Disable”:不扇出。

√ “In Only”:只向内扇出。

√ “Out Only”:只向外扇出。

√ “In Then Out”:先向内扇出,空间不足时再向外扇出。

√ “Out Then In”:先向外扇出,空间不足时再向内扇出。

√ “Alternating In and Out”:扇出时先内后外交替进行。

“Direction From Pad”:焊盘扇出方向选择项。

√ “Away From Center”:以45°向四周扇出。

√ “North-East”:以东北向45°扇出。

√ “South-East”:以东南向45°扇出。

√ “South-West”:以西南向45°扇出。

√ “North-West”:以西北向45°扇出。

√ “Towards Center”:以45°向中心扇出。

“Via Placement Mode”:扇出过孔放置模式。

√ “Close To Pad(Follow Rules)”:接近焊盘。

√ “Centered Between Pads”:过孔放置在两焊盘之间。

●“Differential Pairs Routing”差分对布线

Altium Designer 17的PCB编辑器为设计者提供了交互式的差分对布线支持。在完整的设计规则约束下,设计者可以在交互式的同时对所创建差分对中的两个网络进行布线,即使用交互式差分对布线器从差分对中选取一个网络,对其进行布线,而另外一个网络将遵循第一个网络的布线,布线过程中保持指定的布线宽度和间距。差分对既可以在原理图编辑器中创建,也可以在PCB编辑器中创建。

“Differential Pairs Routing”规则主要用于对一组差分对设置相应的参数,设置窗口如图6-51所示。

图6-51 “Differential Pairs Routing”对话框

“Constraints”区域内,需要对差分对内部的两个网络之间的最小线宽(Min Width)、最小间距(Min Gap)、优选线宽(Preferred Width)、优选间距(Preferred Gap)、最大线宽(Max Width)、最大间距(Max Gap)以及最大耦合长度(Max Uncoupled Length)进行设置,以便在交互式差分对布线器中使用,并在DRC校验中进行差分对布线的验证。

选中“Layers in layerstack only”复选框后,下面的列表中只显示图层堆栈中定义的工作层。

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