Allegro-PCB布局

Allegro PCB 布局布局 孙海峰孙海峰 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 4 布局检查布局检查 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