Cadence学习笔记4__PCB板设计.docx

Cadence学习笔记4_PCB板设计打开PCB Editor，新建一个文件FileNew，模板选择Board，文件名为myBoard，点击Browse选择文件路径，然后点击ok，如下图： 可能因为是破解软件，有的时候一些命令会没反应，保存好文件后，重新打开程序。这个文档只介绍双层板设计。设置板子大小：点击工具栏setupDesign Parameter弹出窗口如下，在Design选项卡下面，单位选择mils，表示这个板子的所有的默认单位都是mil，精度Accuracy选择2，因为后面要出光绘，太大了也没用，大小设置4000*4000，相应的左下角坐标设为-2000和-2000，其余默认即可，第一行两个-2000是第二行两个4000的一半，表示原点在板子中心。一般情况下这里设置的板子应比比实际大小更大一些，特别是宽度，这样有利于摆放元器件。接着设置栅格点大小，点击工具栏setupGrids，勾选“Grids On”显示栅格点，在非电气属性区域Non-Etch设置为25mil，表示布局（摆放元件）时的最小栅格点为25mil，在电气属性区域All Etch及下面的TOP和BOTTOM设为5mil，表示布线时的最小栅格点为5mil，在All Etch这里的Spaceing x和y可以设置所有层的电气属性栅格点，在下面的TOP和BOTTOM可以单独设置各个层，这里默认的是两层，如果还有更多的层，都会在这里显示。设置板框：板框大小就是做出来的板子的实际大小，根据实际情况确定。点击Addline或左侧工具栏的划线图标，在右侧工具栏选择Options，然后选择类Board Geometry和子类Outline，其余默认，如下图。其右上角有三个很小的图标，可以点击右上角的图标将其展开，否则鼠标移开后会自动收缩，展开后也可以点击将其收缩。如果不小心点击关掉了这个小窗口，可以在上方工具栏ViewWindows勾选Options，同样的Visibility和Find都可以这么操作。如果Options、Visibility和Find窗口都是点击了展开，那么可以点击将其中一个置于最前。用输入坐标的方式确定板框大小，大小为2760*2160，在下方命令行输入x 1380 1080回车，确定了第一个点坐标；然后输入ix -2760回车，向左移动2760mil；输入iy -1080回车，向下移动1080mil；输入ix 2760回车，向右移动2760mil；输入iy 1080回车，向上移动1080mil。最后鼠标右击Done结束，可以看见白色的边框线。导角：就是将矩形边框的四个直角变成圆弧，免得割伤手，工具栏ManufactureDimension/DraftFilet，在右侧工具栏设置大小，一般的100mil即可，这里写100mil，然后点击矩形边框一个直角的相邻两边，如下图，直角变成圆弧了。同样的设置其余角，设置好后右击Done结束。如果想改变导角大小，激活命令后直接输入新的导角大小，然后点击各个角的相邻边即可。注意，Z-copy命令产生的板边框不能设置导角，必须是line的方式画的边框才行。 允许布线区：点击上方工具栏SetupAreasRoute Keepin，在右侧工具栏options中选择类Route Keepin和子类All，Type为无填充Unfilled，其余默认，如果All最左边的小方块是黑色的，表示这个没有显示，点击这个黑色的小框变成和All左边一样的黄色，表示可以显示了。允许布线区一般在板框内100mil，即长和宽都小200mil，距板边太近会在生产时被夹具夹断走线。输入坐标即可，这里的大小为2560*1960，默认颜色为黄色。也可以用一种快速放置的方式，在放好板边框后，点击上侧工具栏EditZ-copy，options选择类Route Keepin和子类All，下面的Size选择Contract，表示新的边框在原来边框内部，Expand表示在外部，Offset表示偏移多少，设为100，单位是在设置板子大小时设置的mil，如下图。然后点击刚才设置的板子边框的任意一点，就出现了黄色的允许布线区，右击Done结束。 快速创建：这里介绍快速创建板框和允许布线区，点击上侧工具栏SetupOutlinesBoard Outline弹出下面窗口，如果还没有创建就会默认选择Create，Board Edge Clearance表示板框和允许布线区的间距，下面如果选择Draw Rectangle，就可以在板子中用鼠标点击或输入坐标创建，输入的坐标是矩形的两个对角的坐标，最后点击ok结束。如果选择的不是Draw Rectangle而是Place Rectangle，就会显示下图右的样子，分别输入板框的宽度和高度，用鼠标点击或在命令行输入矩形左下角的坐标即可。如果选择的是Draw Polygon，表示可以画出由直线和直角构成的任意形状，直接鼠标点击或输入坐标即可，如下图。 如果已经创建了这个东西，下次打开这个窗口的时候，会默认选择Edit，然后在下面输入板框和允许布线区的间距再点击ok即可。如果此时选择Create，会提示删除当前的板框和允许布线区，因为一个板子只能有一个。同样的，可以选择Move移动或Delete删除。允许摆放区：点击上方工具栏SetupAreasPackage Keepin，在右侧工具栏options中选择类Package Keepin和子类All，Type为无填充Unfilled，Shape grid选择Current grid，其余默认。同样的，在允许布线区内100mil，即长和宽都小200mil，距离太近会在生产时被夹具夹断走线。输入坐标即可，这里的大小为2360*1760，默认颜色为紫色。设置好后如下图：同样可以用一种快速放置的方式，在放好板边框后（也可以用允许布线区，那么应该是偏移100），点击上侧工具栏EditZ-copy，options选择类Package Keepin和子类All，下面的Size选择Contract，表示新的边框在原来边框内部，Expand表示在外部，Offset表示偏移多少，设为200，单位是在设置板子大小时设置的mil，如下图。然后点击刚才设置的板子边框的任意一点，就出现了紫色的允许摆放区，右击Done结束。放置安装孔：可以直接放置机械孔，点击上方工具栏PlaceManually，先在Advanced Settings选项卡下面勾选Library，表示在自带库和指定路径中搜索元件，指定的路径就是做封装时在工具栏SetupUser preferencesPathsLibrary的padpath和psmpath添加的路径。如果勾选AutoHide表示放置元件时自动隐藏这个窗口，放置完成后又显示，如下图左，然后回到Placement List选项卡，如下图右，选择Mechanical symbols，下面会显示可用的机械零件，也就是机械孔，勾选一个放置即可，现在选择MTG156，右下方出现预览，直接放置到板子中即可，也可以通过输入坐标的方式放置，也就是勾选这个之后，在下方命令栏输入坐标回车，如x 0 0。注意每次勾选只能放置一次，下次放置还要勾选。记得放完后要点击ok关闭窗口，如果点击Cancel就取消了刚才的放置。 也可以自己做一个机械孔，先做一个带有Flash的通孔类焊盘，命名为installhole.pad，添加好路径，在做一个封装installHole.dra，以机械零件的方式加入该焊盘，在封装中加入Place_Bound_Top和Ref，Ref在Assembly层的元件中心输入*即可，封装如下图所示。然后在PCB设计中点击上方工具栏PlaceManually，先在Advanced Settings选项卡下面勾选Library，再在Placement List选项卡选择Package symbols，如下图，勾选INSTALLHOLE，右下方出现预览，鼠标移到PCB板中会看到一个机械孔，点击鼠标放置或输入坐标放置都可以，注意每次勾选只能放置一次，下次放置还要勾选，放置完成之后点击ok结束放置。安装孔和与元件一样，要在允许摆放区内。这里顺便介绍一下Move命令，点击EditMove或点击上侧工具栏图标，可以在右侧Find中勾选要选中的类型，然后选中元件、边框、线等移动，此时可以直接点击放置，也可以输入坐标放置。导入网表：打开PCB板后，点击FileImportLogic，弹出下面的窗口，在Cadence选项卡选择Design entry HDL，Always和Import changes only，下面的Import directory选择原理图目录下的allegro目录，然后点击Import Cadence按钮，显示下面的进度条，最后弹出一个报告，报告的最后会说明有没有错误，如果有警告，如下图，一定要解决，仔细看前面的内容可以知道具体错误。解决了错误之后，可以成功导入网表，并显示下面的提示信息打开上方工具栏PlaceManually，看到显示所有未摆放的元件，勾选任意一个可以看到右下角显示预览，如果没有显示，可能是封装错误，或封装路径没有添加（在PCB Editor里面点击工具栏SetupUser PreferencesPathLibrarypadpath和psmpath添加封装所在路径，不支持子目录搜索，一个完整的封装应该包括焊盘文件*.pad，数据文件*.psm，Device文件*.txt，封装文件*.dra）摆放元件的4种方式：A.手动一个个摆放：点击工具栏PlaceManually，弹出上图的窗口，可以在Advanced Settings选项卡下面勾选AutoHide，表示放置时隐藏窗口，放置完成后又显示，删除PCB中的某个原件后，这里又显示该元件，因为这里都是没有摆放的元件。B.原理图交互式摆放：打开原理图组件OrCAD Capture CIS，点击上侧工具栏OptionsPreference，打开选项卡Miscellaneous，勾选Enable Intertool Communication，表示打开原理图组件和PCB组件的数据传递工具，这样就可以将原理图组件中的一些元件属性或原理图属性传递到PCB组件中，传递的途径是网表的导出与导入。下面还有个Allow component move with connectiviy changes，也可以勾选上，画线时方便。接着在PCB Editor中点击PlaceManually激活摆放元件命令，在原理图中选一个元件右击选择最后一项PCB Editor Select，将鼠标移动到PCB Editor中，鼠标上会悬挂该元件摆放即可C.原理图整页摆放：在OrCAD Capture CIS工程树目录里选一个原理图页，如第一页miniSystem_page1，点击工具栏EditBrowseParts弹出下面的窗口，选择默认的即可，点击ok然后在弹出的窗口中按住Shift用鼠标点击选择所有的元件，点击工具栏EditProperties，弹出下面的窗口，点击New新建一个属性，输入属性名和属性值如下，点击ok后在窗口右侧显示一个PAGE属性，所有的元件都有这个属性而且属性值都为1，点击ok即可（要删除该属性就选中该列点击Remove），其它各页都这样设置，Name都为PAGE，Value不同，设为页面编号即可。 最后创建网表，选中工程文件*.dsn后点击工具栏ToolsCreate Netlist弹出下面的窗口，按下面的步骤点击Setup，在弹出的窗口中点击Edit编辑配置文件，然后在下面的位置上添加PAGE=YES表示添加刚才添加的PAGE属性，保存关闭即可，然后要记得勾选Allow User Defined Properties允许用户自定义属性，Input Board和OutPut Board都选自己的板子文件*.brd的路径，最后导出网表即可。在PCB Editor中点击FileImportLogic，要勾选Create user-defined properties，再导入网表点击工具栏PlaceQuickplace选择Place by property/value，选择Page属性，属性值选择1或2或3，下面的Edge至少勾选一个，表示元件放置的位置，右侧的Board Side选择放在哪一层，最后要点击Place放置，之后点击okD.快速摆放所有元件：在PCB Editor中点击EditQuickplace，选择place all components，下面设置摆放的位置和层，点击Place，点击ok。颜色管理器：工具栏DisplayColor/Visibility或点击图标，打开颜色管理器，默认选择左上角的Layers，如果选择Nets会显示不同的网络并设置网络颜色。主要的颜色设置如下：布局基本知识：电源大小不同的模块应该分开，因为后面铺铜时要分割铺铜。中央芯片周围的去耦电容放到底层，不要和中央芯片在同一层；数字部分与模拟部分分开，因为模拟电路对噪声比较敏感；对噪声敏感的电路（有磁珠、滤波器），滤波出来后直接接到中央芯片管脚上，越近越好，且不要通过过孔（就是要最先布线）；原理图中去噪部分常是电源进来接磁珠，再是大电容、小电容、引脚，布局布线也应如此；时钟和RAM都会产生很大的干扰，因此要远离模拟器件，如果对时钟用引脚去耦的方式，会将噪声滤的很干净，Flash速度慢、干扰小，高速数据总线干扰大；线性电源的噪声不太大，而开关电源噪声大，要远离运放，因此开关电源要放在对噪声不太敏感的器件旁边；电容不要随便摆，如3.3V和1.2V交叉放；越小的电容越靠近所去耦的芯片，因为平面去耦时，电容是有去耦半径的；球形封装的去耦电容可放在芯片中间，效果很好（值指很小的，如0.1uF，值大放外面）；设置线宽：线宽、线间距、引脚间距和区域规则等都是约束规则设置的内容，这里把几个最常用的规则设置一下，其余的在约束规则里面介绍。在PCB Editor中点击工具栏SetupConstraintsPhysicalPhysical Constraint SetAll Layers，点击PCS的Objects一列，上面显示的是DEFAULT，右击选择CreatePhysical CSet，弹出下面右图的窗口，输入规则名，比如说LineWidth20Mil，点击ok，然后输入各项的值，比如说线宽设为20，Neck设为20和400（或其他值），过孔设为VIA26（点击过孔名弹出一个窗口，选择即可，右侧是自己选择的，可以选择多个，布线时在Options中选择具体哪一个过孔）其余默认，如下图。如果要删除该约束，右击约束名Delete即可。 再点击PhysicalNetAll Layers，将GND和5V，3V3这三个网络的Referenced Physical Cset属性设为刚才设置的LineWidth20Mil，如下图：设置线间距：点击SetupConstraintsSpacingSpacing Constraint SetAll LayersAll，同样的新建一个约束，命名为SPACE12MIL，并且将所有的值都设为12，如下图：然后，在SpacingNetAll Layers，将GND和5V，3V3这三个网络的Referenced Spacing Cset属性设为刚才设置的SPACE12MIL，如下图：设置区域规则：点击SetupConstraintsPhysicalRegionsAll Layers，右击Dsn的Objects属性，也就是板子文件的文件名myBoard，选择CreateRegion，分别为下图的两个值，然后关闭约束规则管理器。在PCB Editor中点击工具栏ShapeRectangular，用鼠标拉出一个矩形区域，并在Options中选择类Constraint和子类All，在下面的Assign to Region选择刚设置的区域，区域规则表示在整个PCB约束规则设置之后，可以对某一个区域设置新的规则。手动布线：点击左侧工具栏的布线图标或是快捷键F3，然后再Options中设置，如下图，可以设置当前层级如下图当前层级为Top，下一行表示如果画线时加了过孔，下一层就到了Bottom，这两个选项在布线时都可以改变，布线时右击也可以选择当前层（change Active Layer）和下一层（change Alternative Layer）。下面可以选择过孔，接着设置线的线型直线Line或圆弧Arc，角度有45和90，Miter表示几倍于默认线宽最小值，下图1xwidth表示1倍，同时显示了约束中设置的线宽5，也可以在这里直接改，Bubble选Hug only等，表示布线时自动避开线、焊盘和过孔，Shove preferred表示推挤模式，Hug preferred优先报警，报警不行就会推挤。下面的Shove vias如果是off表示不推挤过孔，选Minimal表示尽量不推挤，Full表示优先推挤过孔。勾选Gridless表示线自动对齐栅格点。勾选Snap to connect point表示自动连接到焊盘中心，勾选Replace etch表示自动替换正在画的相同两个引脚之间的线，一般这两个都勾选。画线接近终点时右击Finish自动完成，画线右击选择Toggle改变出现方向。修线：RouteSlide或点击左侧工具栏修线图标，Options还可以选择一些东西，如勾选Ts with segments表示移动T形点（拓扑点），勾选Vias with segments表示修线时移动过孔。自动布线：不要用自动布线功能。工具栏RoutePCB RouterRoute Net(s) By Pick，然后在Find中输入网络回车，Route Automaticselletions选项卡下All Select中选一要布的网络，在Route Editor，Router Setup重点Route Undo表示取消刚才的自动布线。其余设置：摆放元件后发现有很多信息，现在来设置一下显示。关闭飞线：DisplayBlank RatsAll。显示飞线：DisplayShow RatsAll。按网络显示：在Find中选Net，在More左边直接输网络名回车。移动元件：EditMove，右侧工具栏只勾选symbols，下面的Find By Name选Symbols(or pin)，Name，输入元件参考编号，如C1，R2等，元件就挂在鼠标上，摆放即可。移动、翻转、镜像：点击EditMove启动Move命令后点击一个元件，元件挂在鼠标上，右击选择Rotation可以翻转，Options可以设置翻转角度，其余类似。用的最多的命令：Move，Mirror，Spin。更新封装：PlaceUpdate symbol。移动原点：SetupDesign ParametersDesign选项卡Move origin中填写x和y坐标，或者在SetupChange Drawing origin，鼠标点击PCB中一点，就是原点了。高亮：Display HighLight，再点某一个元件（或网络）即可高亮，高亮颜色在颜色管理器中DisplayTemporary HighLight可设置，可高亮元件、DRC错误、网络等。取消高亮：DisplayDehighLight。设置原件或网络颜色：DisplayAssign color，在Options选择颜色，点击元件或网络等，在Find中可以勾选要设置的东西。在颜色管理器中DisplayColor/Visibility中左上角点击Nets（默认是Layers）可设置不同网络颜色。动态显示走线长度：SetupUser PreferenceRouteConnect，勾选allegro_etch_length_on，画线时线长信息跟着鼠标显示。它上面的allegro_dynam_timing若选on，表示画线时动态显示线长是否超过约束中对线长的规定（红色表示超出了，+100表示超出100mil，单位是约束管理器中规定的，不一定是mil）。DRC：点击DisplayStatusUpdate DRC显示DRC错误个数，更改约束规则后更新DRC也在这里，点击最左方的小方块可以查看错误信息，或者单击工具栏DisplayElements，在右侧Find中只勾选DRC errors，然后点击一个DRC错误的小蝴蝶结，会显示出具体错误。也可以在工具栏ToolsUpdate DRC更新DRC。可以点DisplayWaive DRCs显示不同DRC。点击SetupDesign P