AllegroPCB布线.doc

PCB布线孙海峰在PCB设计的整个过程中，布线时非常重要的一环，无论是原理图的绘制工作，还是后期网表的导入和PCB板布局工作，都是为了实现布线工作做准备的。在Cadence平台中，布线方式分为自动布线和手动布线两种。通常简单电路用自动布线，而复杂电路则采用手动布线，设计者可以根据自己的设计要求，制定合适的设计规则，然后进行自动布线或者严格的手动布线。下面从这两个方式入手，来了解Allegro PCB Editor平台下的电路板布线工作。1、 自动布线自动布线的布通率取决于布线前的准备工作，即电路板的布局和布线规则的设置。一般先要进行探索式布线，连通短线，然后进行迷宫式布线；先对电路板进行全局布线，再根据需要进行布线路径优化，试着重新布线用来改进整体效果，必要时，对比较严格的连线进行手动布线。1、 自动布线规则设置Cadence为设计者提供了强大的自动布线器，在PCB自动布线之前，设计者需要根据要求设置布线规则，在Allegro PCB平台中，所有PCB设计规则，都由Allegro Constraint Manager进行编辑和管理。（1） 查看之前设计中定义的规则 要更好的进行规则设置，必须先了解已经设定的设计规则。在Allegro PCB Editor工作界面中，执行Edit/Properties命令，在Find窗口点击More按钮，弹出Find by Name or Property对话框，如下图。 在Object type栏选择Property，Available objects列表下将显示之前设计中已经设定过的规则，选择属性至Selected objects列表如下图。点击Apply按钮，将同时弹出Edit Property和Show Properties两个对话框，其中Edit Property中列出相关属性，并可对参数进行设置；Show Properties中列出电路中元件、功能、网络的所有相关属性。（2） 添加走线层执行Setup/Cross-Section命令，弹出Layout Cross Section对话框，在列表中右击鼠标，将能够添加或删除叠层，并可以对板层进行编辑，包括层材料、尺寸等相关信息，点击Apply即可完成板层编辑。（3） 指定网络布线规则执行Edit/Properties命令，并在Find窗口点击More命令，将弹出Find by Name or Property对话框，在Object type菜单下选择Net，在Available objects栏中选择需要属性编辑的网络，点击Apply命令，则弹出Edit Property和Show Property对话框，前者可用来编辑网络规则，后者来显示网络具体属性和走线规则。（4） 设置设计规则执行Setup/Constraints/Modes命令，弹出Analysis Modes对话框，进行设计规则前将对应选项卡中DRC modes区域均选择on状态，以便设置设计规则时同时进行DRC检查，避免规则设置错误。 执行Setup/Constraints/Constraint Manager命令，将弹出Allegro Constraint Manager对话框，如下图。 在此对话框中，Electrical 可以选择不同的节点进行不同的电气规则设置；Physical可以对不同目标进行物理规则设置；Spacing可以对不同目标进行间距设置；Same Net Spacing可以来设置相同网络间距规则；Properties用来设置网络、元件的相关属性；DRC用来设置布线时发生的DRC错误。2、使用Auto Router自动布线当规则设置完成后就可以根据现有规则进行初步自动布线了，Allegro为设计者提供了一个外部自动布线软件，功能十分强大。执行Route/PCB Router/Route Automatic命令，弹出Automatic Router对话框如下图。其中对话框中有四个选项卡，在Router Setup选项卡如上图所示，Strategy区域用以设置布线模式：Specify routing passes表示具体在Routing Passes选项卡中设置，Use smart router则表示调用Smart Router选项卡中的设置，Do file表示通过Do文件来进行布线；Options区域设置一下内容：Limit via creation表示限制过孔，Limit wraparounds表示限制绕线，Protect existing routes表示保持原有走线，Turbo Stagger表示增强交错布线，Enable diagonal routing表示允许斜线布线；Wire grid用以设置布线栅格点；Via grid用以设置过孔栅格点；Routing Subclass表示布线板层；Routing Direction表示布线方向；Protect表示该板层是否保持不变。 当上面布线模式选择Specify routing passes是时，Routing Passes选项卡有效，如下图所示：其中Preroute and route区域选择布线动作；Post Route用以选择布线效果：Critic为精确布线，Filter routing passes为过滤布线途径，Center wires为中心线，Spread wires为展开导线，Milter corner为45斜线布线，Delete conflicts为删除冲突布线。当布线模式选择Use smart router时，Smart Router选项卡如下图。在该选项卡中，Grid区域用以设置过孔、走线的最小栅格点；Fanout区域用以设置扇出；Generate Testpoints区域用以设置全局测试点；Milter after route表示布线后走线。Sections选项卡如下图所示，在Objects to route区域选择布线网络，可以选择全部网络，也可以选择部分网络。完成以上这些设置后，点击Route按钮，Automatic Router将会为电路板实施自动布线，如下图。布线完成后，如果对布线结果不满意，设计者还可以取消这次布线，重新设置参数即可重新进行布线。3、使用CCT布线器自动布线Allegro还提供CCT布线器可进行电路板的自动布线，而且设计者通过CCT布线器可以动态的观察布线的全过程，包括布线条数、重布线条数、未连接条数、布线冲突、布通率等。执行Route/PCB Router/Route Editor命令进入Allegro PCB Router自动布线器如下图。在CCT自动布线器中可以在Rules菜单下设置自动布线规则，可以在Autoroute菜单下确定布线基本设置，不再赘述，与以上设置相仿。执行Autoroute/Route命令，弹出AutoRoute对话框，完成基本设置，点击Apply即可进行布线。完成布线后点击OK关闭Auto Route对话框，系统重新检查布线。执行Report/Route Status命令，可以看到整个布线状态信息。二、手动布线手动布线时设计者以手工的方式将图纸离得飞线布成铜箔走线，这是布线工作最基本、最主要的方法。在自动布线之前，设计者都需要将一些重要网络进行手动布线，如高频时钟、主电源等网络，因为它们对布线距离、线宽、间距等规则往往比较特殊，自动布线很难完成。手动布线主要有以下操作，它们构成了手动布线的基础。1、 添加连接线执行Route/Connect命令，然后点击需要连接的引脚，开始走线，在走线过程中Options窗口用以设置走线方式。其中Act设置走线层，Alt显示双击自动切换层，Line lock设定走线形式和拐角，Line width设定线宽，Bubble设定绕线方式，Gridless设定走线走线是否在栅格点，Clip dangling clines设定是否剪切空置走线，Smooth设定自动调整走线的方式，Snap to connect point设定走线是否从引脚、过孔的中心引出，Replace设定是否允许替换存在的走线。设置好Options窗口中走线属性后，开始走线至另一连接点即可，右击Done命令完成，Oops取消。2、 删除走线执行Edit/Delete命令或者点击按钮，然后在Options、Find窗口中均选择Clines如下图，再双击需要删除的走线，右击Done即可删除该走线了。 3、 添加过孔走线时如果需要添加过孔，在Options窗口中设定好Act层（走线层）以及Alt层（转换层），再在适合要求的位置双击即可完成过孔的添加。4、 扇出布线在PCB 设计中扇出就是从SMC引脚拉一小段走线后打过孔，进入内层走线。执行Route/Create Fanout命令，或者执行Route/PCB Router/Fanout by pick命令，再在Options窗口确定扇出基本设置，在Find窗口选择建立扇出的对象。再点击需要扇出的元件、引脚或群组，即可完成相应的扇出操作。完成扇出的元件如下图所示。5、 群组布线群组布线就是一次进行多条路径布线，只能在一个层内进行群组布线，不可用过孔。执行Route/Connect命令，再用鼠标拉选需要一起布线的群组引脚，然后就可以进行群组布线了。而且右击鼠标，在下拉菜单中可以编辑群组布线方式。6、 建立差分对布线差分信号又称差动信号，是由两根长度相同、极性相反的信号传输一路数据的电平差来决定的。进行差分信号布线，关键在于保证两根信号完全一致，另外还需要保证两根信号线保持平行，且距离保持不变，进而可以保证信号品质。（1）执行Setup/Constraints/Constraint Manager命令，进入Constraint Manager约束管理器，在Electrical标签卡下，选择Net/Routing/Differential Pair如下图。点击需要建立差分信号的其中一个网络，按住shift键，再选择另一个网络，而后右击，执行Create Differential Pair命令可创建差分对，然后在后面列表中设置差分对走线的约束规则。（2） 执行Logic/Assign Differential Pair命令，进入Assign Differential Pair界面。 点击所需建立差分信号的两个网络，然后点击Add命令，则建立差分信号了，在Diff Pair name列表下将建立对应差分对，而后在Constraint Manager中进行差分对规则设置。7、 建立蛇形走线蛇形走线用于满足延时或等长要求。执行Route/Delay Tune命令，即开始蛇形布线，再在Options窗口内进行蛇形走线的布线设置。在Options窗口，设置蛇形走线层，设置差分信号布线方式，设置蛇形走线是否按中心线分布，设置蛇形走线间距和绕线角度，设置是否同时显示DRC错误。 PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的， 在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、 双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前， 用交互式预先对要求比较严格的线进行布线。袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀