【Routing】是用来设定PCB布线过程中与布线有关的一类规则,它是Altium Designer 16设计规则设置中最重要、最常用的规则,直接影响布线的质量和成功率。
【Routing】规则类中共包括7个规则,分别是【Width】(导线宽度)规则、【Routing Topology】(布线拓扑)规则、【Routing Priority】(布线优先级)规则、【Routing Layers】(布线板层)规则、【Routing Corners】(布线转折角度)规则、【Routing Via Style】(自动布线过孔)规则和【Fanout control】(扇出)规则。
在PCB设计时,常使用的是【Width】规则,其他设计规则一般采用默认设置,最后一项【Fanout control】规则一般不会用到。
1.【Width】规则
【Width】规则用来设置PCB自动布线时的导线宽度。在图7-14所示的对话框中,单击【Width】规则前的【+】,选择唯一的【Width】子规则,这时对话框的右侧将会弹出【Width】子规则的设置界面。
图7-14 【Width】规则设置
下面以在【Width】规则下新建一个名为“Width_GND”的规则为例,来介绍【Width】规则的具体设置方法。在本例中,新建一个布线规则对PCB中的【GND】网络的导线宽度进行设置,要求自动布线时,将【GND】网络的导线宽度设置为“40 mil”。【Width】规则的具体设置方法如下。
(1)新建规则。右击【Width】规则,从弹出的快捷菜单中选择【New Rule】命令,软件将自动以当前设计规则为准,生成名为“Width_1”的新建设计规则,其设置对话框如图7-15所示。此处,先将规则名称修改为“Width_GND”。
图7-15 新建“Width_GND”规则
(2)设置规则适合范围。在设置规则的使用对象和范围区域中只有一个【Where The Object Matches】选项组用来指定对象适用范围,这是因为现在只是针对导线宽度进行设置,只有“导线宽度”这一个对象。这里选定【Net】,同时在下拉菜单中选择PCB中已经事先设定的【GND】网络。
(3)设置规则约束条件。在【Constraints】选项组中对导线的宽度有3个值可供设置,分别为【Max Width】(最大宽度)、【Preferred Width】(最佳宽度)、【Min Width】(最小宽度)。软件默认值为“10 mil”,单击每一个选项可以直接输入数值进行更改。本例中修改【Preferred Width】为“40 mil”,【Min Width】为“30 mil”,【Max Width】为“50 mil”,则自动布线时,对【GND】网络的导线按最佳项“40 mil”进行布线。
其中,【Max Width】和【Min Width】用来设置导线宽度的最大和最小允许值,布线时,只要导线宽度在两者之间,则系统不会提示错误。
(4)设置优先级。单击对话框中左下角的【Priorities...】按钮,从弹出的【Edit Rule Priorities】对话框中设置【Width_GND】子规则的优先级为“1”,即第一优先级,软件默认的【Width】子规则的优先级为“2”。对“GND”网络导线宽度的设置如图7-16所示。
图7-16 对“GND”网络导线宽度的设置
(5)单击【Apply】按钮,检查设置,如果没有问题,软件将自动保存该规则的设置。
注意:本例中两个子规则的优先级若设置有误,会导致当前两个子规则的适用范围发生冲突。在软件默认的名为【Width】的子规则中,规则的适用对象是【All】,包括了【GND】网络,即【GND】网络的导线宽度被设置为10 mil。而设计人员自定义的名称为【Width_GND】子规则中,【GND】网络的导线宽度又被重新设置为40 mil,这两个布线子规则的设置发生了冲突。而在PCB自动布线时,对于【GND】网络是按照“规则优先级”来决定的,两个布线设计规则谁的优先级最高,即布线时先执行哪个布线子规则。所以,这里设置【Width_GND】子规则的优先级为1,【Width】子规则的优先级为2,则系统布线时,【GND】网络的导线宽度被设置为40 mil,其他的网络导线宽度为10 mil。布线规则的优先级设置结果如图7-17所示。设计人员可以单击【Increase Priority】按钮和【Decrease Priority】按钮来增加或者降低当前选中的设计规则的优先级等级。
图7-17 布线规则的优先级设置结果
2.【Routing Topology】规则
【Routing Topology】规则用于定义自动布线时同一网络内各元件(焊盘)之间的连接方式,用户可以根据具体设计选择不同的布线拓扑规则。Altium Designer 16提供了以下7种布线拓扑规则,其中最常用的为【Shortest】布线拓扑规则。
1)【Shortest】(最短)布线拓扑规则
【Shortest】布线拓扑规则如图7-18所示,该方式的布线逻辑是布线时保证所有网络节点之间的连线总长度最短。
图7-18 【Shortest】布线拓扑规则
2)【Horizontal】(水平)布线拓扑规则
【Horizontal】布线拓扑规则如图7-19所示,该方式的布线逻辑是以水平布线为主,并且水平布线长度最短。
图7-19 【Horizontal】布线拓扑规则
3)【Vertical】(垂直)布线拓扑规则
【Vertical】布线拓扑规则如图7-20所示,该方式的布线逻辑是以垂直布线为主,并且垂直布线长度最短。
图7-20 【Vertical】布线拓扑规则
4)【Daisy-Simple】(简单雏菊)布线拓扑规则(www.xing528.com)
【Daisy-Simple】布线拓扑规则如图7-21所示,该方式的布线逻辑是将各个节点从头到尾连接,中间没有任何分支,并使连线总长度最短。
图7-21 【Daisy-Simple】布线拓扑规则
5)【Daisy-MidDriven】(雏菊中点)布线拓扑规则
【Daisy-MidDriven】布线拓扑规则如图7-22所示,该方式的布线逻辑是在网络节点中选择一个中间节点,然后以中间节点为中心分别向两边的终点进行链状连接,并使布线总长度最短。
图7-22 【Daisy-MidDriven】布线拓扑规则
6)【Daisy-Balanced】(雏菊平衡)布线拓扑规则
【Daisy-Balanced】布线拓扑规则如图7-23所示,该方式的布线逻辑是要求中间节点两侧的链状连接基本平衡。
图7-23 【Daisy-Balanced】布线拓扑规则
7)【Starburst】(星形)布线拓扑规则
【Starburst】布线拓扑规则如图7-24所示,该方式的布线逻辑是在所有网络节点中选择一个中间节点,以星形方式去连接其他的节点,并使布线总长度最短。
图7-24 【Starburst】布线拓扑规则
3.【Routing Priority】规则
【Routing Priority】规则用于设置布线优先级次序。软件提供优先级次序的设置范围为0~100,数值越大,优先级越高,数值100表示布线优先级最高。由于优先级高的网络在自动布线的时候将先布线,因此可以把一些重要的网络设置为级别高的布线优先级。单击此设计规则后,对话框右侧的规则设置界面如图7-25所示。
图7-25 【Routing Priority】规则设置界面
注意:【Routing Priority】规则不能和【Width】规则中的【Edit Rule Priorities】规则混淆,【Routing Priority】规则是用于设置软件自动布线时,对哪一个网络先进行布线,而【Width】规则中的【Edit Rule Priorities】规则是指当几个导线宽度规则冲突时,先执行哪一个规则。
4.【Routing Layers】规则
【Routing Layers】规则主要用来设置布线时哪些信号层可以使用。【Constraints】选项组给出了当前PCB可以布线的层,选中某层对应的【Allow Routing】复选按钮表示可以在该层布线,如图7-26所示。
图7-26 【Routing Layers】规则设置界面
5.【Routing Corners】规则
【Routing Corners】规则主要用来设置导线拐弯的样式。【Constraint】选项组有两项设置,【Style】文本框用于设置拐角模式,有45°拐角、90°拐角和圆形拐角3种,【Setback】、【to】文本框可以设置拐角的尺寸。设计人员尽量不要使用90°拐角,以避免不必要的信号完整性恶化。一般使用45°拐角。这3种拐角样式分别如图7-27、图7-28和图7-29所示。
图7-27 45°拐角
图7-28 90°拐角
图7-29 圆形拐角
6.【Routing Via Style】规则
【Routing Via Style】规则用于设置布线中过孔的尺寸。 【Constraint】选项组的设置界面如图7-30所示,可在其中设置过孔直径和过孔内径的大小,两者都包括最大值、最小值和最佳值。设置时需注意过孔直径和过孔孔径的差值不宜过小,否则将不宜于制板加工,合适的差值在10 mil以上。
图7-30 【Constraint】选项组的设置界面
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