电子线路计算机辅助设计Protel.ppt
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1、电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),第9章 设计规则及检查,9.1 设计规则 9.2 设计规则向导 9.3 设计规则检查,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),9.1 设计规则,一、PCB设计规则和约束编辑对话框 执行选单命令DesignRules,或单击右键选单命令DesignRules,都将弹出如图8.109所示的PCB规则和约束编辑对话框“PCB Rules and Constraints Editor”。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),图8.109 PCB规则和约束编辑对话框 在图9.1中,按钮用于设置规则的优
2、先权,按钮用于启动设计规则向导命令,按钮用于关闭对话框。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),图9.19左边区域以树结构的形式显示了设计规则的类别,在每类规则上单击右键都会出现如图8.110所示的子选单,用于“New Rule”(建立规则)、“Delete Rule”(删除规则)、“Import Rules”(导入规则)、“Export Rules”(导出规则)和“Report”(报表)等操作。图9.2 设计规则子选单,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),图9.3中右边区域显示设计规则的设置或编辑内容。单击任意一个规则,规则设置对话框如图8.11
3、1所示。图9.3 规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),图9.3所示对话框的右框各部分说明如下:顶部单元是规则的名称栏。中间单元设置规则的使用对象及其范围,主要有网络(Net)、板层(Layer)等。底部单元显示规则的约束特性。通过下拉式按钮或键盘输入可以对约束特性进行设置。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),二、与电气相关的设计规则(Electrical)1.Clearance(安全距离)“Clearance”设计规则用于设定在PCB的设计中,导线、导孔、焊盘、矩形敷铜填充等组件相互之间的安全距离。单击“Clearance”规则
4、,系统默认的只有一个名称为“Clearance”的安全距离规则设置,鼠标左键单击这个规则名称,对话框的右边区域将显示这个规则使用的范围和规则的约束特性,见图9.1所示。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),下面以VCC和GND之间的安全距离设置为30mil为例说明新规则的添加方法。1)增加新规则:在“Clearance”上单击右键并选择New Rules命令,则系统自动在“Clearance”的下面增加一个名称为“Clearance-1”的规则,单击“Clearance-1”,弹出新规则设置对话框如图9.4所示。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版
5、),图9.4 新规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),2)设置规则使用范围:在Where the First object matches单元中单击网络(Net),在Query Kind单元里出现In Net()。单击“All”按钮旁的下拉列表,从有效的网络表中选择+15,按照同样的操作在Where the Second Obiect matches单元中设置网络“GND”。3)设置规则约束特性:将光标移到Constraints单元,将“Minimum Clearance”改为30mil,如图9.5所示。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(
6、第2版),图9.5 设置规则范围和约束特性,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),4)设置优先权:此时在PCB的设计中同时有两个电气安全距离规则,因此必须设置它们之间的优先权。单击优先权设置按钮,系统弹出如图9.6所示的规则优先权编辑对话框。通过对话框下面的 与 按钮可以改变布线规则中的优先次序。图9.6 规则优先权编辑对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),2Short-Circuit(短路)“Short-Circuit”设计规则设定电路板上的导线是否允许短路。默认设置为不允许短路。3Un-Routed Net(没有布线网络)“Un-Rout
7、ed Net”设计规则用于检查指定范围内的网络是否布线成功,布线不成功的,该网络上已经布的导线将保留,没有成功布线的将保持飞线。4Un-Connected Pin(没有连接的引脚)该规则用于检查指定范围内的元件封装的引脚是否连接成功。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),三、与布线有关的设计规则(Routing)1.Width(导线宽度)“Width”设计规则用于设定布线时的导线宽度。如图9.7所示为导线宽度设置对话框,在图形的示意图中标出了导线的三个宽度约束,即“Max Width”、“Preferred Width”和“Min Width”,单击每个宽度栏并键入数值
8、即可对其进行修改,注意的是在修改“Min Width”值之前必须先设置“Max Width”宽度栏。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),图9.7 导线宽度设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),2Routing Topology(拓扑规则)“Routing Topology”设计规则用于选择飞线生成的拓扑规则。如图9.8所示。图9.8 拓扑规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),系统提供七种拓扑规则,它们是:(1)Shortest“Shortest”拓扑规则是系统默认使用的规则,如图8.116所示。它
9、的含义是生成一组飞线能够连通网络上的所有节点,并且使连线最短,(2)Horizontal“Horizontal”拓扑规则的含义是生成一组飞线能够连通网络上的所有节点,并且使连线在水平方向最短,如图9.9所示。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),(3)Vertical“Vertical”拓扑规则的含义是生成一组飞线能够连通网络上的所有节点,并且使连线在垂直方向最短,如图9.10所示。(4)Daisy Simple“Daisy Simple”(单菊状)拓扑规则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,如图9.11所示。图9.9 Ho
10、rizontal 图9.10 Vefical 图9.11 Daisy Simple,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),(5)Daisy Mid-Driven“Daisy Mid-Driven”(中心菊状)拓扑规则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要相同,并且使连线最短,如图9.12所示。如果设计者没有指定起点和两个终点,系统将采用“Daisy Simple”拓扑规则生成飞线。图9.12 Daisy Mid-Driven,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),(6)Daisy Bala
11、nced“Daisy Balanced”(对称菊状)拓扑规则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,组的数目和终点数目相同,一个中间节点组和一个终点相连接,所有的组都连接在同一个起点上,起点间用串联的方法连接,并且使连线最短,如图9.13所示。如果设计者没有指定起点和终点,系统将采用“Daisy Simple拓扑规则生成飞线。图9.13 Daisy Balanced,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),(7)Star Burst“Star Burst”(放射状)拓扑规则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
12、。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它各个节点,找出连线最短的一组连接作为网络的飞线。如图9.14所示。图9.14 Star Burst,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),3.Routing Priority(布线优先级)“Routing Priority”规则用于设置布线的优先级,如图9.15所示。在“Routing Priority”栏里指定其布线的优先次序,其设定范围从0到100,0的优先次序最低,100最高。图9.15 布线优先级设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),4Routing Layers(
13、布线板层)“Routing Layers”规则用于设置布线板层。选择此规则后,设置规则对话框如图9.16所示。图9.16 布线板层设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),规则约束特性单元 规则约束特性单元主要设置各个信号板层的走线方法,共有32个布线板层设置项,有11种走线方法可选择:它们是:“Not Used”(该层不走线)、“Horizontal”(水平方向走线)、“Vertical”(垂直方向走线)、“Any”(任意方向走线)、“1 O”Clock”(一点钟方向走线)、(2 O“Clock”(两点钟方向走线)、“4 O”Clock”(四点钟方向走线)、“5
14、 O”Clock”(五点钟方向走线)、“45 Up”(向上45方向走线)、“45 Down”(向下45方向走线)和“Fan Out”(以扇出方法走线)。一般情况下,“Horizontal”和“Vertical”用于双面或多面板布线,其它方法走线用于单面板布线。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),5Routing Corners(布线拐角)“Routing Corners”规则用于设置导线的拐角方法。选择此规则后,布线拐角设置对话框如图9.17所示。图9.17 布线拐角设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),规则约束特性单元的设置方法 1
15、)Style栏:用于选择导线拐角的形式,系统提供三种拐角形式,它们是:90 Degree(90拐角)、45 Degree(45拐角)和Rounded(圆弧拐角),分别如图9.18a、图9.18b、图9.18c所示。a)90拐角 b)45拐角 c)圆弧拐角 图9.18 导线拐角的形式,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),2)Setback 栏:用于设置导线的最小拐角的大小,其设置随拐角形式的不同而具有不同的含义,如果是90拐角,则没有此项:如果是45拐角,则表示拐角的高度;如果是圆弧拐角,则表示圆弧的半径。3)To栏:用于设置导线最大拐角的大小。,电子线路计算机辅助设计(
16、Protel 2004)(第2版),6Routing Via Style(布线导孔的尺寸)布线导孔的尺寸设置对话框如图9.19所示。图9.19 布线导孔的尺寸设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),对话框中规则约束特性单元有两项需要设置:1)Via Diameter:用于设置导孔直径。2)Via Hole Size:用于设置导孔的通孔直径。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),7Fanout Control“Fanout Control”规则用于设置SMD扇出式布线控制,“Fanout Control”规则设置对话框如图9.20所示。图9
17、.20“Fallout Control”规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),系统默认设置了五种扇出式布线控制规则,约束特性单元中设置了扇出导线的形状、方向及焊盘、导孔的放置等,大多情况下可以采用默认设置。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),四、与SMD布线有关的设计规则(SMT)主要设置SMD与布线之间的规则。分为三个规则:1.SMD To Corner 用于设置SMD元件焊盘与导线拐角之间的最小距离。如图9.21所示的规则设置对话框。图9.21“SMD To Corner”规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel
18、2004)(第2版),2SMD To Plane“SMD To Plane”规则用于设置SMD与内层(Plane)的焊盘或导孔之间的距离。图9.22所示为新添规则设置对话框。图9.22“SMD To Plane”规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),3SMD Neck-Down 该规则用于设置SMD引出导线宽度与SMD元件焊盘宽度之间的比值关系。设置编辑对话框如图9.23所示。图9.23 SMD Neck-Down规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),五、与焊盘延伸量有关的设计规则(Mask)用于设置焊盘周围的延伸量。
19、包括两个规则:1Solder Mask Expansion(防焊层中焊盘的延伸量)设置对话框如图9.24所示。图9.24 防焊层中焊盘的延伸量设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),2Paste Mask Expansion(SMD焊盘的延伸量)用于设置SMD焊盘的延伸量对话框如图9.25所示。图9.25“Paste Mask Expansion”规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),六、与内层有关的设计规则(Plane)用于设置电源层和敷铜层的布线规则。共分为三个规则:1Power Plane Connect Style
20、用于设置导孔或焊盘与电源层连接的方法。单击选择此规则后,设置对话框如图9.26所示。图9.26“Power Plane Connect Style”规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),在规则约束特性单元中,有五项需要设置:1)Connect Style栏:设置电源层与导孔或焊盘的连接方法。单击右侧的下拉式按钮有三种方法选择,即“Relief Connect”(放射状连接)、“Direct Connect”(直接连接)和“No Connect”(不连接)。2)Connectors栏:设置连接铜膜的数量。有“2”和“4”两种设置,用鼠标左键单击即可选取。3)
21、Conductor Width栏:设置连接铜膜的宽度。4)Air-Gap栏:设置空隙大小。5)Expansion栏:设置焊盘或导孔与空隙之间的距离。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),2Power Plane Clearance 用于设置电源板层与穿过它的焊盘或导孔间的安全距离。设置对话框如图9.27所示。图9.27“Power Plane Clearance”规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),3Polygon Connect Style 用于设置敷铜与焊盘之间的连接方法。单击选择此规则后,设置对话框如图9.28所示。图9.2
22、8“Polygon Connect Style”规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),在规则约束特性单元中,有四项需要设置:1)Connect Style栏:设置敷铜层与焊盘的连接方法。单击右侧的下拉式按钮有三种方法选择,即“Relief Connect”(放射状连接)、“Direct Connect”(直接连接)和No Connect”(不连接)。2)Connectors栏:设置连接铜膜的数量。有“2”和“4”两种设置,用鼠标左键单击即可选取。3)Conductor Width栏:设置连接铜膜的宽度。4)连接角度栏:设置在放射状连接时敷铜与焊盘的连接角度
23、,有90(90 Angle)连接和45(45 Angle)连接两种连接形式。,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),七、与测试点有关的设计规则(Testpoint)1Testpoint Style 该规则用于设置测试点的形状和大小。单击选择此规则后,设置对话框如图9.29所示。图9.29“Testpoint Style”规则设置对话框,电子线路计算机辅助设计(Protel 2004)(第2版),在规则约束特性单元中,有四项需要设置:1)Style栏:设置测试点的大小。其中Size设置测试点的外径尺寸,Hole Size设置测试点的孔径尺寸。2)Grid Size栏:担置格
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