PADS选项配置说明

第5章 系统配置（1）2017-10-09Jackie Long电子制作站在日常工作生活中，我们经常会对自己周边的环境做适当的调整，以符合个人的偏好或习惯，进而达到提高工作效率与生活品质的目的，比如对住房内的家具位置进行重装布置、将PADS 2005升级到PADS 9.x、把手机的界面换成另外一种风格等等，这些对于环境的调整活动也相应地存在于PCB设计开始前或过程中，我们在本书统称为系统配置。初学者经常遇到的很多问题系统配置有关，比如，为什么走线无论设置线宽多大，显示出来的走线还是很细的线？我不习惯公制（mm），如何切换成英制设计单位（mil或inch）？为什么画出来的铜片是网格状而不是实心的？如何把插件过孔的铜铺成十字形的花孔？如何走弧状的蛇形线？其实这些问题都会涉及到系统参数的配置，因此，熟练地进行系统参数的配置，一方面能适应不同设计者的工作习惯，特别是从其它平台（如Protel/AD、Allegro等）转移过来的设计师，从而大幅度提高工作效率，另一方面也能够宏观分析设计过程中所出现的问题并进行准确判断，继而确保整板设计最终的正确性与有效性。当然，初学者不可能通读本文一遍就能完全理解其中所有参数与说明，也没有必要这么做，学与用结合起来才能真正地领会。本节的目的在于详细阐述各项系统参数的来龙去脉，让读者不仅知道如何在PCB设计工作中进行操作，对系统配置选项有一定的感性认识，更会试图让读者理解为什么这么做。在以后的学习与工作中遇到问题时，可以将该部分当作参考手册进行查阅，相信这样的学习效率会更高。PADS中系统配置主要分为选项参数（Optins）与自定义环境（Custom）两项，本章将分别对其进行详细地阐述，然后对PCB设计的一些基础理论做简要的阐述，毕竟PADS Layout只是工具，了解PCB设计背后的原理才是关键。5.1选项参数在PADS Layout中，执行【Tool】【Options.】即可弹出如下图所示的选项参数（Options）对话框。其中分为12个选项卡，每一个选项卡均控制着PCB设计过程中某一类环境参数。例如，Global选项卡影响全局相关的参数，Routing选项卡控制着布线时的参数。对于新安装的PADS软件，系统处于默认的设计环境中，因此不可能完全符合所有设计者的要求，正式进行PCB设计之前，应该恰当地设置各种参数，这是高质高效完成PCB设计的前提条件。5.1.1全局（Global）全局参数设置主要针对整体设计而言的，亦即无论你处在PADS Layout中的何种状态，都将遵循该处的参数设置，比如，你设置了光标为全屏（Full screen）风格，则在布线、创建或编辑封装时的光标都将为全屏风格。一、光标（Cursor）（1）Style（光标风格）：PADS提供4种光标风格供选择，即Normal（普通）、Smallcross（小十字）、Largecross（大十字）、Fullscreen（全屏）。系统默认使用“Normal”风格，即鼠标箭头型。（2）Diagonal（光标对角显示）：当光标风格为+字时，选择该项可以设置为对角显示，此选项在光标风格为Normal时是无效的。（3）Pick Radius（捕捉半径）：设置选择对象时允许离对象最远的距离，单位pixel（像素），默认值为5。如下图所示，若想选中元器件U1，则鼠标单击A点时，以A为中心，半径为r范围内的元器件U1将会被选中（被捕捉到），元器件U2由于在该范围之外，不会被选中。应当注意，此值不宜设置太大或太小。捕捉半径太小，选择对象时就需要更准确地单击，从而较难选中想单击的对象，捕捉半径太大比较容易选择对象，但易误选无关对象，同样如图5-1所示，当捕捉半径设置为R时，用鼠标点击A点，以A为中心，半径为R范围内的元器件U1和U2都将会被选中，这样我们不得不被迫取消该次操作，进行另一次选择元器件U1的操作。因此建议用户选用默认值。（4）DisableDouble Click（双击操作无效）双击鼠标在很多操作中都能用到，如添加过孔、完成走线、查看对象属性等。若选择该项，则在设计中双击将被视为无效。建议使用默认设置，即不勾选。二、对象拖动方式（Drag Moves）PCB设计过程中，对象拖动操作应用得非常频繁，比如元器件的布局、丝印位置的调整、过孔与走线的优化等，PADS有3种对象拖动方式可供选择。（1）Drag andAttach（拖动且附着）：选中对象时按住鼠标左键不放，则可以将其拖动，被拖动对象附着在光标上。此后可以松开鼠标左键，但是对象还是附在光标上。把对象移动到需要位置后，单击鼠标左键即可放下该对象，系统默认选择该项。（2）Drag and Drop（拖动并放下）：在移动选择的对象时，不能松开鼠标左键。当松开时，拖动完成，即松开鼠标的位置就是对象的新位置。（3）不使用拖动（No DragMoves）：不允许拖动对象。此时只有执行【右击】【Move】后（或按快捷键Ctrl+E），才可进行对象的移动。三、绘图设置（Drawing）（1）Keep SameView on Window Resize（改变窗口大小，保持工作画面比例）：选择该项后，当PADS Layout设计窗口大小发生改变时，工作画面与窗口同比例进行缩放。下图中图1为正常时的效果，图2为选中该项后进行PADS窗口的缩小，可以看到，画面（圆圈）的尺寸跟随窗口的大小同比例变化，而图3为未选中该项时做的同样操作，其中圆的大小没有发生变化，因此我们只能看到部分。（2）Active LayerComes to Front（激活层在最前方显示）：该选项用于把标准工具栏中Layer List列表框中指定的层在最前方显示，其默认为不选中，建议用户勾选。（3）MinimumDisplay（最小显示线宽）：设置图线最小显示宽度，其单位为当前设计的单位。对于设计中小于该值的线，系统不显示其真实线宽而仅显示其中心线，这样做的好处是图像的刷新速度将更快，低密度、低板层数的PCB设计文件可能感觉不到区别，但当PCB设计为高密度、板层数较多时，在进行窗口刷新时，明显会看到软件有迟滞（无法即时响应命令）的现象，从而影响设计效率。对大于该选项值的线，按实际宽度显示。若该选项被设置为0，所有的线都以实际宽度显示。比如，若设置为该处设置为8mil时，则PCB设计中所有线宽小于8mil的走线，都将会显示一条细线，因此，若发现无论修改线宽为多大，仍然只显示一条细线，就可以修改这里的数值。【无模命令R】下图为8mil的走线分别在Minimum Display设置为4mil与10mil时的效果。四、OLE文档服务器（OLE Document Server）科技的高速发展使得现如今的社会分工都比较细，每个人都能够专门从事自己所专长的工作，而不必众揽所长，就像企业生产产品使用的外包形式。OLE就是一种类似的“拿来主义”，思路就是：不必将一个产品的所有工作都完成，有现存且能满足自己需求的产品，就直接拿过来用，比如，要在PADS Layout里插入一个表格，Mentor Graphics就不需要自己设计一套表格处理软件，而只需要应用OLE插入Microsoft Excel表格即可。该选项用于指定连接或嵌入对象的显示模式，有如下3个选项：（1）Display OLEobject（显示OLE对象）：设置是否在设计中显示OLE对象，因为当设计中含有太多的OLE对象时，将降低刷新速度。（2）Update OnRedraw（刷新时更新数据）：在独立的窗口中编辑PADS对象或执行刷新操作时，系统会对嵌入到其他应用程序中的PADS Layout的对象进行更新链接，为提高性能，建议关闭该选项。（3）DrawBackground（画图背景）：可以为嵌入的对象设置背景颜色，不选择该项时，PADS对象的背景呈透明状态。五、文本编码（Test Encodeing）文本编码决定文本字符是如何翻译的，改变该选项可能会导致出现空白或无法打印的字符，因此不建议进行修改。六、文档自动备份（Automatic Backups）相信很多读者都遇到过：由于突然断电，导致苦心经营的设计成果付之于一“炬”的惨痛经历。与其他EDA工具类似，PADSLayout也提供了文档自动备份的功能，这样在系统非正常关机状况下，可尽量完整地保存设计文档。有如下2种选顶：（1）Interval（minutes）（备份时间间隔）：该选项以分钟为单位，表示两次自动存盘的时间间隔。可以通过单击“Backup File”按钮来指定自动存盘的文件名及存放路径，默认存路径为安装软件时指定的工作目录（2）Number（Backups）（备份数量）：设定自动存盘的文件个数，最多可设置备份9个，默认值为3。这些文件是连续不同的，备份文件名的格式为：已有文件名+数字.pcb。比如第一章案例中的PCB文件名为demo.pcb，则备份文件名依次为:demo1.pcb，demo2.pcb，demo3.pcb。七、设计单位（Design Units）由于受到PCB设计者本身工作习惯的影响，在PCB设计过程中，对设计单位亦有不同的偏好，有些公司有自己的PCB设计规范，规定在某个步骤必须用指定的单位进行操作，如进行尺寸标注时，一定要用公制（Metric）。在这些情况下，设计单位的切换工作就在所难免了。PADS提供3种设计单位，分别是Mil【无模命令UM】、Metric【无模命令UMM】和Inches【无模命令UMM】，系统默认单位为“Mils”它们之间的换算单位如下：1 inch = 1000mil 100mil = 2.54mm5.1.2设计面板（Design）将选项参数对话框切换到设计面板（Design）选项卡，它主要针对设计模式下元器件布局与布线操作，如下图所示，从中我们可以决定在布置元器件时是否将飞线最短化，走线时是否进行推挤，是否打开在线规则检查（DRC）等。一、元器件移动时拉伸走线（Stretch Traces During Component Move）选择此选项时移动元件，与该元件管脚相连的走线在移动完成后仍然保持走线连接关系，反之，元件管脚移动时，已经布好的走线并不跟随移动，而移动后断开的网络变成飞线连接状态。两者区别如下图所示，上图为选项该项后进行元器件的移动，此时与元器件相连的走线被拖着，但仍然与其它网络连接，下图没有选择该项，移动后走线未跟随其移动，而相应地出现飞线将其连接。二、元器件移动模式（Move Preference）该选项用于设置移动元器件时鼠标的捕捉点，包含如下3个选项。（1）Move ByOrigin（以原点为捕捉点移动）：移动元件时，系统会自动把光标定位在元件的原点上，以原点为捕捉点来移动（这个原点是在创建封装时设定的参考位置）（2）Move ByCursor Location（以光标的位置为捕捉点移动）：移动元件时，用鼠标点击元件的任意点，则元器件移动定位时就以此点为捕捉点来移动。（3）Move ByMidpoint（以中点来捕捉点移动）：该选项表示在移动元件时，系统自动把光标定位在元件的中心上，以中心为捕捉点来移动，该中心点即封装的正中央。三者的具体效果依次如下图所示。三、推挤模式（Nudge）当你移动一个元器件A进行定位时，若定位处已经有一个或多个元器件时，则PADS认为它们违反了最小间距的设计规则，是一种重叠的关系。如果PADS打开推挤功能，已有的元器件会自动被推到旁边，以便腾出空间用于放置元器件A，这就是推挤功能！在PADS中，允许设置针对推挤的3种模式：（1）Automatic（自动推挤）：在设计过程中对元件布局时，如果把一个元件放在另一个元件上，系统会自动按设计规则把元件推挤开。下图上半张为选择该选项后，当U1往右边放置时，贴片电容被推挤到了左边，这时自动推挤起了作用。（2）Prompt（提示）：选择该选项后，如果元件重叠，则系统不会自动推挤元件布局，而弹出NudgeParts and Unions（推挤元件与组合）对话框，设计者可以按照自己的需求进行推挤操作。（3）Off（关闭）：关闭自动推挤元件功能，不进行推挤操作，可能会导致间距错误，如上图下半张所示。四、飞线长度最小化（Length Minimize）在元器件进行布局时，经常要查看飞线的状态，以确定元器件之间的连接关系，继而选择较优的方式布局。如果没有飞线提示元器件之间网络的最小连接，优良的布局就会需要更多的努力才能完成。该选项用来设定飞线最小化的过程是否进行以及在何时进行，它包括以下3个选项。（1）During Move（在移动期间）：移动一个元件时，系统会实时比较与此移动元件管脚直接相连的同一网络连接点，并将其与最短距离点相连。此功能有助于布局设计，但对于某些特殊的PCB设计需要关闭这种最短化的连接方式。（2）After Move（在移动之后）：与During不同的是，只有当元件移动固定后，系统才会寻找其同一网络中最短距离连接点的元件管脚进行最短连接。（3）Off（关闭）：禁止做最短优化连接。下图左图为选中该项时进行元件移动操作，右图未选中该项。五、组编辑（Group Editing）该选项的设置针对Windows应用程序通用的复制（Copy）和粘贴（Paste）操作而言的，用来决定在进行这些操作时，该如何处理被选中的内容。主要包含2个选项。（1）Keep Signaland Part Names（保留信号线和元件名称）：使用Paste命令插入数据时，系统会保留信号线和元件名称。（2）IncludeTraces not Attached（包括没有连接的走线）：系统在进行组操作时，包括那些和该区域任何元件都没有连接的走线。（3）Keepstitching vias（保留缝合过孔）：防止过孔被删除。六、图线/走线的角度设置（Line/Trace Angle）设置添加或移动线（包括2D线与走线）时，角度是如何变化的，有如下3种选项：（1）Diagonal（斜角）：在绘图或布线操作中线时，采用45o的整数倍改变线的方向，这也是一种常用的角度模式。【无模命令AD】（2）Orthogonal（正交）：选择该选项后，系统在改变走线的方向时，只能采用90的整数倍为走线方向。【无模命令AO】（3）Any Angle（任意角度）：选择该选项后，系统可以采用任意角度来改变线的方向。【无模命令AA】下图从左至右依次为3种走线的的角度实例，读者可进行对比。 七、倒角（Miters）该选项用于设置在绘图操作时，拐角是使用45o角，还是圆弧进行过渡，共有以下5个选项。（1）Diagonal：用45o角的整数倍来过渡。（2）Arc：用圆弧来过渡。在第2章进行绘制板框操作时，圆弧是以线段方式先绘制成斜线段后，再用Pull Arc操作推成圆弧状，我们也可以选绘成直角，再以Add Miter的形式做成斜角进行Pull Arc操作。 更简单的，我们可以选择Arc，然后在上图所示选中直角两线段后Add Miters，输入合适值后直接变成了圆弧，从而省去了Pull Arc推挤的步骤。（1）Auto Miter（自动倒角）：添加拐角时，自动进行倒角，倒角方式由上述决定。（2）Ratio：如果采用圆弧倒角，则该处用来设定圆弧半径（即直径的一半）与线宽的比例，例如线宽为10mil，Ratio为5，则会产生半径为50mil的圆弧；如果采用斜角倒角，则该处设定倒角长度的一半与线宽的比例，例如线宽为10mil，Ratio为5，则会产生45斜角，（虚拟）斜角的长、宽均为25mil（510mil / 2），该选项的默认值是3.5。（3）Angle：该选项用于设定倒角应用时的最大角度范围，超过该角度的对象，则不再倒角（即使已选定Auto Miter）。如下图所示：下图分别为斜角倒角与圆弧倒角设计时的真实效果，读者可对比两者的差异。 八、On-Line DRC（在线设计规则检查）On-Line DRC用来检查设计过程中可能出现的错误，如走线时间距过小，系统就会以某种方式阻止、警告或忽略等方式提示设计者进行相应的处理，而提示方式的设置就在该选项中，它包括4种选项。在布局布线过程中，DRC这四种模式会相互切换，读者熟练掌握相应的无模命令，可以加快工作效率。（1）PreventErrors（阻止错误）：这种DRC模式要求最为严格，在该模式下，PADS Layout会严格根据设定的设计规则来控制元件的布局和布线操作，凡是违反设计规则的操作都会被自动禁止，比如布局某个元件叠加到另一个