Allegro-PCB布局.doc

Allegro PCB布局孙海峰完成电路原理图设计绘制、元件封装创建以及原理图网表导入PCB这一系列操作后，就要开始进行PCB的布局布线了，这是PCB板设计的主要工作。其中PCB布局是EDA设计的重要环节，在PCB设计过程中，正确的电路板元件布局，及正确的布线方向可以有效地防止噪声干扰。PCB布局主要有两种方式，交互式布局和自动布局，设计者通常时在自动布局的基础上以交互式布局进行调整。布局的具体流程，是这样的： 1、布局准备，包括绘制PCB板框、确定机构件（定位孔、对接孔等）位置、标注重要网络（电源、地等）； 2、进行布局，根据原理图布局，可以自动布局，也可以手动布局；3、布局后的检查，包括检查元件空间上是否冲突、是否排列整齐等操作。接下来，就来看看PCB时如何进行布局的。1、 创建电路板进行电路板设计之前，需要首先确定电路板的尺寸、板层、材料等基本要求，而后才能在电路板上进行布局布线等操作。建立电路板有两种方式，即：手动建立方式和向导建立方式。下面分别来说明这两种建立方式。1、 手动建立电路板 （1）建立新的PCB项目文件：在PCB Editor工作界面上执行File/New命令，在弹出的New Drawing对话框中选择Board来进行电路板设计来建立电路板设计，并确定文件路径和名称如下图。 （2）基本设置：执行Setup/Design Parameters命令，在弹出的Design Parameter Editor对话框中设定进行页面的基本设置。（3） 建立电路板外框：执行Add/Line命令，Options窗口中选择Board Geometry、Outline以及画线方式，则可以进行电路板外框的绘制了。当然也可以在命令窗口输入命令，来进行外框的精确绘制。例如下图，通过输入一系列命令后，得到尺寸精确地电路板外框。（4）安装电路板机构件（安装孔、对接孔等）：电路板外框画好后，要放置电路板机构件，执行Place/Manually命令，弹出Placement对话框，在Adanced Settings选项卡中勾选Library，如下图。然后在Placement List选项卡中，即可调用库封装，选择Mechanical symbols，在这选项下就可以选择合适的机构件。然后在命令窗口中写入坐标，可以精确将机构件定位在要求的位置。（5）区域设置：最后需要设定电路板的元件摆放区、布线区等不同的区域，执行Setup/Areas菜单下的各命令，可以画出元件摆放区、布线区、禁布区等不同的区域。2、 使用向导建立电路板使用向导建立电路板，可以节省设计者很多时间，具体步骤如下：（1） 在New Drawing窗口新建Board（Wizard）向导来建立电路板如下图。（2） 进入Board Wizard电路板建立向导窗口。（3） 点击Next进入Board Wizard-Template窗口，点击No不输入模板。（4） 点击Next进入Board Wizard-Tech File/Parameter file窗口，点击No标识不输入技术/参数文件，如下图。（5） 点击Next进入Board Wizard-Board Symbol窗口，点击No标识不输入电路板符号，如下图。（6） 点击Next进入Board Wizard-General Parameters窗口，其中选择设计单位、图纸尺寸以及绘图原点位置，如下图。（7） 点击Next进入Board Wizard-General Parameters（Continued）窗口，来设置栅格点间距、板层数以及底片文件输出，如下图。（8） 点击Next进入Board Wizard-Etch Cross-section details窗口，在这里设置电路板层。如下图。（9） 点击Next进入Board Wizard-Spacing Constraints窗口，用以设置电路板上间距规则，并设置电路板默认过孔。（10） 点击Next进入Board Wizard-Board Outline窗口，进行电路板外框形状的选择，可以选择圆形（Circle）和矩形（Rectangular）。（11） 点击Next进入Board Wizard-Rectangular Board Parameters窗口，用以设置电路板具体尺寸，以及元件摆放区和布线区，都需要在电路板建立时设定。（12） 点击Next进入Board Wizard-Summary窗口，点击Finish则完成电路板外框的设计。 （13）完成电路板外框设计后，再添加机构件，添加其他禁布线区等后续处理，即可完成电路板的设计。具体步骤和手动建立电路板相同，这里不再赘述。以上就是电路板的建立的全过程了，手动建立优点在于绘制板框具有随意性，设计者可以根据自己的需求画出合适的外框，但是稍微复杂一点。向导建立电路板优点在于方便，可以通过参数的设定很快得到外框，但是缺点在于向导的默认模板很少，只能用于规则图形电路板的建立。如果要用其他适合的图形外框，则需要先建立图形模板（*.brd）才行。二、规划电路板为达到PCB设计的预期效果，设计者在进行元件布局之前，需要规划出符合产品要求的电路板外形。规划电路板，需要按照下面的流程来做。1、 设定栅格点 新建电路板后进入Allegro PCB Design GXL工作界面，在设计电路板之前需要设置好栅格点，因为软件默认栅格点间距是100mil。 执行Setup/Grids命令，在弹出的Define Grid对话框中设定横向、纵向上栅格点的间距和偏量值。2、 添加ROOM 有时候原理图中，一些元件组成的功能模块电路是按照ROOM属性进行整体放置的，那么在电路板上就要给出这样的ROOM用以放置这些模块。执行Setup/Outlines/Room Outline命令即可弹出的Room Outline对话框，如下图。其中Command Operations区域用以对ROOM进行相关操作，包括新建、编辑、移动和删除；Room Names区域用以编辑Room名称；Side of Board用以选择Room所在的位置；ROOM_TYPE Properties用以设置Room类型属性；Create/Edit Options区域用以选择Room形状，Draw Rectangle须在工作界面上同时确定矩形尺寸，Place Rectangle直接指定矩形尺寸后自动添加，Draw Polygon则可以画出任意形状。在命令窗口输入Room形状的相关点的位置坐标即可精确地绘制出Room形状，如下图绘制的矩形ROOM1。3、 分配元件编号 原理图导入PCB后，如果有些元件没有编号，则需要与原理图对应编号。执行Logic/Assign RefDes命令，在Options窗口，写入元件标号编号，再单击元件即可完成编号。三、摆放元件电路板规划完成后，就可以执行File/Import/Logic命令导入原理图网表了，而后执行Place/Manually就可以开始摆放元器件了。元件的摆放分为手动摆放和快速摆放两种，下面将讲述两种元件摆放方式的具体方法。1、 手动摆放元件执行Place/Manually命令，在弹出的Placement对话框中，在Placement List选项卡中，选择Components by refdes，则在下方窗口内显示原理图导入PCB的所有元件，允许按照元件序号来摆放元件；在Selection filters选项卡中，可以选择以不同的方式选择性的摆放元件，其中Match表示按照输入名字匹配的元件摆放，Property表示按照定义的属性摆放，Room表示按照Room定义摆放，Part#表示按照元件摆放，Net表示按照网络摆放，Place by refdes表示按照元件序号摆放。在Placement List选项卡中，勾选某元件，然后将鼠标移到电路板编辑界面，点击即可完成该元件的摆放，然后点击对话框OK，元件摆放好后，Placement List选项卡中的元件就会出现变化，如下图。2、 快速摆放元件接下来就是元件的快速摆放了，快速摆放也可以根据不同的选择要求对元件进行快速摆放，避免了手动摆放的繁琐。执行Place/Quick place命令，弹出如下图的Quick place对话框，其中：Placement Filter区域用来选择元件快速摆放的方式：Place by property/value是按照元件属性和元件值来摆放；Place by room是按照Room属性来摆放；Place by part number是按照元件名称摆放；Place by net name是按照网络名来摆放；Place by schematic page number是按照HDL原理图页面摆放；Place all components是摆放所有元件；Place by refdes是按照元件（IC、IO、Discrete）序号摆放。Placement Position区域用以选择元件摆放的位置：Place by partition是按照HDL原理图分割摆放；By user pick是按照用户单击的地方摆放；Around package keepin是将元件摆放在允许摆放区域周围。Edge区域选择元件摆放在电路板框的哪个边缘：顶部、底部、左边、右边。Board Side区域用以选择元件摆放的层面，顶层或者底层。以上内容设置完成后，点击下方Place按钮，元件即可按照设置快速摆放在电路板合适的位置上，点击Unplace即可重新摆放元件。最后点击OK即可完成元件的快速摆放。在设计中，布局是一个重要的环节。布局结果的好坏将直接影响布线的效果，因此可以这样认为，合理的布局是PCB设计成功的第一步。元件的布局要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉。4、 布局检查 布局完成后必须进行检查，印制板尺寸是否与加工图纸尺寸相符？能否符合PCB制造工艺要求？有无定位标记？元件在二维、三维空间上有无冲突？元件布局是否疏密有序，排列整齐？是否全部布完？需经常