Altium第十六章

PCB图绘制实例操作,何宾2013.11,2,Copyright2009AltiumLimited,学习内容和目标,PCB板形状和尺寸设置PCB布局设计PCB布线设计测试点系统设计PCB覆铜设计和PCB设计检查,3,Copyright2009AltiumLimited,学习内容和目标,这个部分将基于前面所介绍的原理图设计实例，系统介绍基于AltiumDesigner的PCB绘制过程。通过对该PCB设计实例，系统掌握PCB绘图的关键点及绘图技巧。在实际设计过程中，绘制PCB图的过程是一个不断反复修改的过程比如：后面发现设计规则设置不合理，需要返回去修改设计规则设置。当掌握了PCB图设计流程后，可以根据实际情况，适当调整PCB图的绘制流程。,4,Copyright2009AltiumLimited,学习内容和目标,PCB板形状和尺寸设置在开始PCB板设计前，设计者必须确认PCB板的形状和尺寸。一般来说，PCB板的形状和尺寸，由设计要求给出。当没有给出对PCB板形状和尺寸的具体设计要求时，则需要PCB设计者通盘考虑，确定PCB板的形状和尺寸。,5,Copyright2009AltiumLimited,PCB板形状和尺寸设置,在该设计中的PCB板为长方形，其尺寸大小为长宽比例为120mm:90mm。下面给出PCB板形状和尺寸设置的步骤，其步骤主要包括：1新建一个名字为my_sch_pcb_design1的子目录，将my_sch_pcb子目录下的所有文件复制到my_sch_pcb_design1子目录下。2.在AD主界面主菜单下，选择Design-BoardLayers&Color，打开视图配置对话框。将mechanical1的名字改为PCBBoundary。,6,Copyright2009AltiumLimited,PCB板形状和尺寸设置,3在AD主界面主菜单下，选择Design-BoardOptions，打开板选项对话框界面，按下面修改参数：（1）将unit改为Metric（公制）。（2）不选中Auto-sizetolinkedlayer。（3）width：122mm；Height:92mm。4将绘图标签切换到PCBBoundary。,7,Copyright2009AltiumLimited,PCB板形状和尺寸设置,5选择Line工具，按照前面的方法，在黑色背景的图纸外围画一个粉色的边框，作为PCB的外部边界。6.将绘图标签切换到Keep-OutLayer。7.选择Fill工具，按照前面的方法，在前面的粉色边框的里边画一个粉色的边框，作为PCB的实际布局和布线的边界。,8,Copyright2009AltiumLimited,PCB布局设计,在进行PCB布局前，新建一个my_sch_pcb_design2的子目录。将my_sch_pcb_design1子目录下的所有文件复制到my_sch_pcb_design2子目录下。,9,Copyright2009AltiumLimited,PCB布局设计,PCB布局规则的设置下面给出设置PCB布局规则的步骤，其步骤包括：在AD主界面主菜单下，选择Design-BoardOptions，打开对话框界面。在对话框中，按如下参数设置：（1）Unit：Imperial。（2）点击Grids按钮，进入栅格编辑器界面，参数设置如下：StepX：1mil。StepY：1mil。（3）Multiplier：5xGridStep。,10,Copyright2009AltiumLimited,PCB布局设计,3.按照前面的方法，打开PCBRulesandConstrainsEditors（PCB规则和约束编辑）对话框界面。在该对话框中，按如下参数设置：（1）展开Placement，在ComponentClearance中：1）MinimumVerticalClearance：3mil。2）MinimumHorizontalClearance：3mil。（2）找到并展开Placement。在展开项中找到PermittedLayers，并新建一个名字为PermittedLayers的规则。在该规则中允许的层为TopLayer和BottomLayer。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布局设计,PCB布局原则在进行PCB布局的时候，兼顾美观和信号完整性规则。下面给出一些PCB布局的建议：1.根据设计要求，先确定主芯片的位置，在该设计中主芯片是XilinxFPGA。2.根据电源接口规范，确定电源管理模块的位置，电源模块周围元器件的布局，要满足电源模块厂商给出的相关电源模块的设计规范。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布局设计,3.布局其它器件。在布局其它器件时，要考虑布线的方便。4.去耦合电容的布局，要充分满足信号完整性的设计要求。5.在允许空间范围内，两个用于传输高速信号的元件要尽可能的靠近。6.在元件布局的时候，要充分利用PCB板的顶层和底层，合理布局，同时要兼顾信号完整性的要求。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布局设计,PCB布局中的其它操作在PCB布局的过程中，经常会涉及到下面的一些操作过程，归纳如下：1.对齐操作在PCB进行布局时，为了美观，需要对多个元件进行对齐操作。其操作步骤包括：（1）用鼠标+Shift按键，选中所需要对齐的PCB元件对象。（2）点击鼠标右键，出现浮动菜单。根据设计需要，选择Align下的子菜单。比如：如果需要左对齐，则选择Align-AlignLeft。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布局设计,注：子菜单中，提供了十几个对齐操作命令，设计者可以根据要求，选择对齐操作。2.指定位置操作在布局的过程中，有时需要设计者精确的指定布局绘图对象的位置。指定位置的操作步骤如下:（1）用鼠标选中所需要指定位置的PCB绘图对象。（2）鼠标双击所选中的PCB元件对象，打开绘图对象属性对话框界面，输入X和Y的值。这样，就可以为指定绘图对象精确的指定位置。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布局设计,3.清除sheet1sheet7房间定义（1）用鼠标选中所需要清除的房间Sheet1Sheet7。（2）点击鼠标右键出现浮动菜单，选择Clear。注：如果后面对原理图进行了修改，再次将原理图导入到PCB设计工具时，可以选择不导入sheet1sheet7房间。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布局设计,4在PCB布局的过程中显示/隐藏飞线在PCB布局的过程中，需要显示飞线，这样可以帮助设计者，选择元器件最佳的布局位置。而当布局基本完成时，设计者可以控制关闭飞线，以便对布局进行微调。控制显示/关闭飞线最简单的方法是，在PCB编辑器界面按“N”键下，出现浮动菜单，在弹出菜单中选ShowConnections（显示所有连接）或者HideConnections，再选“All”即可显示全部连线或者隐藏全部连线。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布局设计,5修改元件标识符（Designator）字体可以采用逐个修改或者批量修改的方式。（1）逐个修改就是选中要修改标识符，双击打开标识符对话框，按前面方法修改标识符的字体，以及标识符的大小等属性。（2）批量修改就是通过按键Shift和鼠标左键，选中所有需要修改字体的标识符。然后双击鼠标，打开PCBInspector对话框界面，先将TextKind设置为TrueTypeFont，然后在TrueTypeFontName右侧的下拉框中选择需要的字体。需要修改标识符大小等属性时，在该对话框内相应的选项内进行修改。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,AltiumDesigner提供了三种交互布线命令。1.InteractiveRouting（交互布线）2.InteractiveDifferentialPairRouting（交互差分对布线）注意：为了进行交互的差分布线，必须事先将进行交互差分布线的网络定义为一个差分对。3.InteractiveMulti-Routing（交互多布线）注意：在布线的过程中，通过按F1键，可以在任何时候访问交互布线的快捷键。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,交互布线线宽和过孔大小的设置当设计者选择一个交互布线命令后，开始手工布线。手工布线时，首先考虑两个问题：1在布线开始时，以及在布线的过程中，需要确定布线的线宽；2在不同层之间走线时，就需要过孔进行连接。因此，也需要事先确定出过孔的大小。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,下面给出设置布线线宽和过孔大小的步骤，其步骤包括：1.在AD主界面主菜单下，选择Tools-Preference。2.出现Preference对话框界面。在该界面左侧找到PCBEditor，并展开。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,如下图所示，在展开项中找到InteractiveRouting。在右侧窗口中，有InteractiveRoutingWidth/ViaSizeSource（交互布线宽度/过孔大小源）面板。该面板下，有TrackWidthMode（布线宽度模式）和ViaSizeMode（过孔大小模式）。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,交互布线线宽和过孔大小规则设置因为在该设计中布线线宽和过孔尺寸设置和设计规则相关，下面给出设置布线线宽和过孔尺寸的布置，其步骤包括：1在AD主界面主菜单下，选择Design-Rules。2出现下图所示的PCB规则和约束编辑器对话框界面，展开图左侧的Routing，在展开项中，找到Width并展开，选择Width。在右侧Constraints下，按下面参数设置：,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,修改为：MinWidth：3mil。PreferredWidth：3mil。MaxWidth：100mil,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,3如下图所示，在PCB规则和约束编辑器对话框界面中，展开图左侧的Routing，在展开项中，找到RoutingViaStyle（布线过孔类型），按如下参数设置：注：关于这些规则的设置原则，将在后面进行详细的说明。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,处理交互布线冲突当布线的过程中，会遇到在PCB板上已经放置的其它布线对象。设计者通过设置，使得AltiumDesigner处理潜在的布线冲突。下面给出设置处理交互布线冲突的步骤：1.在AD主界面主菜单下，选择Tools-Preference。出现Preference对话框界面。如下图所示，在左侧找到PCBEditor，并展开，在展开项中，找到InteractiveRouting。在RoutingConflictResolution（布线冲突解决）下给出了下面可供选择的选项:,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,注1：按Shift和R组合键，在不同的冲突处理模式之间进行切换，密切注意状态栏所显示的当前的所使用的冲突处理模式。注2：在CurrentMode（当前模式）右侧的下拉框中，选择WalkaroundObstacles（绕着障碍）选项。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,其它交互布线选项AltiumDesigner布线工具提供了高效地布线实现过程。下面给出另一组选项，用于辅助实现高效地布线。下面给出设置这些选项的步骤，其步骤主要包括：1.在AD主界面主菜单下，选择Tools-Preference。2.出现Preference对话框界面。如下图所示，在左侧找到PCBEditor，并展开，在展开项中，找到InteractiveRouting。在InteractiveRoutingOptions（交互布线选项）下给出了下面的选项:,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,共有5个可能的布线拐角模式。在交互的布线过程中，可以通过按SHIFT和空格组合键，在这五种模式之间进行切换。当使能该选项时，将布线拐角模式限制到两个，即：设计者只能在90度或者45度拐角之间进行切换。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,交互多布线AltiumDesigner有两种使用多布线（multi-routing）的方法：1.通过拖拽多个布线的端点该功能允许选择一组布线，然后将其扩展为一个实体。设计者可以连续的拖拽，以添加新的布线线段。智能拖拽工具是一个基本的工具，只工作于已存在的总线布线中。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,2.通过放置多个布线首先选择需要同时布线的多个网络，然后在AD主界面主菜单中选择Place-InteractiveMulti-Routing。如下图所示，光标变成十字型光标。当拖动光标时，所选择多个网络的连线也跟随光标进行移动。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,这样，布线就从单个网络的布线，改成了多个网络的同时布线。使用这个命令，设计者可以开始一个未布线的元件，将布线从元件引脚高效地拖出来。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,注1：选择多个网络的方法包括：（1）按下Shift键，同时用鼠标左键点击需要布线的网络。（2）按下Ctrl键，同时用鼠标在需要布线的网络外画一个矩形形框。通过这两种方法，就可以选择多个需要布线的网络。注2：在多个布线开始时，可以修改布线间距。方法包括：（1）按TAB键，打开InteractiveRoutingmil（交互布线）对话框界面。在BusRouting下，设置Spacing（空间）的距离。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,（2）在布线的过程中，按Shift和B组合键，将增加多个布线之间的间距；只按B键，将减少多个布线之间的间据。注3：在布线的过程中，按F1按键可以列出多个快捷键。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,交互差分对布线随着传输信号的速度越来越高，差分线对成为一种非常普遍的高速接口连接的方法。AltiumDesigner提供了对差分信号布线的强大支持功能。其中包括：在原理图上定义差分对，以及在PCB板上的交互差分对布线。下面给出在原理图和PCB图中定义差分线对的方法：,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,1在原理图中进行差分对定义的方法（1）打开需要定义差分对的原理图图纸。（2）在AD主界面主菜单下，选择Place-Directives-DifferentialPair。（3）如下图所示，在需要设置差分对的地方，放置差分对符号。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,2在PCB图中进行差分对定义（1）打开PCB文件。在右下角点击PCB按钮，出现浮动菜单，选择PCB选项。（2）如下图所示，出现PCB面板界面。在PCB面板下的下拉框中，选择DifferentialPairsEditor（差分对编辑器）。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,（3）点击上图下的按钮。（4）出现下图所示的DifferentialPair（差分对）设置对话框界面。按下面方法设置：,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,注：为了绘图的方面，然后再Name右侧给出该差分对的名字。（5）点击OK按钮，这样就为PCB设计添加了差分对。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,3.在布线差分对前，需要设置差分布线规则。下面给出设置差分布线规则的步骤，其步骤包括：（1）进入PCB编辑器模式。（2）在AD主界面主菜单下，选择Design-Rules。（3）出现PCB规则和约束编辑器对话框界面。如下图所示，在左侧窗口找到Routing，并展开。在展开项中，找到DifferentialPairsRouting，并展开。在约束条件设置中，给出MinGap、MaxGap和PreferredGap的值。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,4PCB编辑器中布线差分对当定义了差分对后，就可以在PCB布线时使用AltiumDesigner提供的差分对布线功能，实现布线差分对网络。下面给出进行差分对布线的步骤，其步骤包括：（1）按Shift按键和点击需要差分布线的网络，选择所要进行差分对布线的两个差分网络。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,（2）在AD主界面主菜单下，选择Place-InteractiveDifferentialPairRouting。（3）在放置差分线对的过程中，按TAB键，出现InteractiveRoutingmil（交互布线）对话框，可以修改差分对布线的相关属性。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,交互布线长度对齐在高速数字系统，布线长度的匹配是一个标准的技术，用于保证信号的完整性设计要求。并且，在不同差分对布线中，也有长度对齐的要求。AltiumDesigner提供的交互布线长度对齐功能，允许根据PCB设计中可利用的空间、规则和障碍，插入可变的幅度模型，以优化和控制网络的长度。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,下面给出在AltiumDesigner中，控制交互布线长度对齐的步骤，其步骤主要包括：1.进入PCB编辑器界面。2.在AD主界面主菜单下，选择Tools-InteractiveLengthTuning。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,3.此时，光标变成十字形状。4.用十字光标点击已经完成的，但需要调整的布线。该光标将引导所选中布线的调整。如下图所示，图中对一个已经布线网络进行了调整，插入了直角拐点的拐弯线。注：这里仅是用于介绍。在实际设计中，不建议使用直角拐弯线。因为这种直角拐弯线，会产生严重的信号完整性问题。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,5.在调整的过程中，按TAB键，出现下图所示的长度调整对话框设置界面。其中的参数包括：（1）TargetLength（目标长度）可以设置为Manual、FromNet和FromRules。（2）三种调整走线的方式为：1）MiteredwithLines。2）MiteredwithArcs。3）Round（圆连线）。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,6在调整布线的过程中，按F1弹出下图所示的快捷键列表。设计者可以在调整走线的时候，使用这些快捷键来修改走线的参数。比如：当选择圆线连接类型时，按4键可以增加圆连线的半径。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,自动布线AltiumDesigner提供了用于实现机器自动布线PCB设计的自动布线器。通过拓扑结构映射，自动布线器可以找到PCB板上的布线路径。除布线拐角和差分对设计规则以外，自动布线器遵守所有的电气和布线设计规则。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,自动布线的建议下面给出自动布线的条件和一些建议，主要包括：1板子在KeepOut层上必须包含闭合的边界。2必须正确的定义用于自动布线器的设计规则，保证自动布线器可以进行布线操作。当自动布线器检测到与设计规则冲突时，不会进行布线操作。如果存在潜在的冲突，则将在SitusRoutingStrategies对话框的上面给出冲突细节。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,注：在启动自动布线器前，总是检查规则的定义是否合理，是否能满足自动布线的要求。3必须配置布线的方向。默认地，AD分配了布线的方向。但是，没有考虑任何已经存在的手工布线。因此，自动布线器总是检查手工的布线。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,4在SitusRoutingStrategies对话框内，可进行下面的设置：（1）点击EditLayerDirections按钮配置布线层的方向。（2）选中LockAllPre-routes复选框，设计者可以保护前面已经布线的连接、扇出和整个网络。该选项也保护扇出和部分已经布线的连接。5在布线的过程中，那些没有锁定的、带有网络名字的对象，可能被移动或者拉开,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,6.放置在Keepout层上的对象，为布线器在所有层上创建块。7信号层的Keepout对象，为布线器在该信号层创建一个块。8布线器不考虑机械层上的对象。9布线器对运行在浅角度的连接线比较敏感，用带有对齐元件的实验来观察这个现象。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,运行自动布线器当设置完自动布线需要的参数时，就可以运行自动布线器。下面给出运行自动布线器的步骤，其步骤主要包括：1.进入PCB编辑器界面。2.在AD主界面主菜单下，选择AutoRoute-All。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,3.如下图所示，显示出situsRoutingStrategies（拓扑布线策略）对话框界面。4.点击图界面下方的RouteAll（布线所有）按钮，开始运行自动布线器。5.在AD主界面主菜单下，选择AutoRoute-Stop，可以终止自动布线。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,创建一个定制的布线策略下面给出创建一个定制的布线策略的步骤，其步骤主要包括：1.在RoutingStrategy（布线策略）下，选择其中的一个策略。2.然后点击按钮。3打开下图所示的SitusStrategyEditor（拓扑策略编辑器）对话框界面。在对话框中，设置自动布线的相关策略。4点击OK按钮，退出该对话框设置界面。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,BGA的自动布线BGA器件由于采用的是球阵列封装形式，其球形引脚的引线需要通过球形焊盘之间的过孔引出。下面给出BGA引出布线的步骤，其步骤主要包括：1鼠标选中所要引出连线的BGA器件。2点击鼠标右键，出现浮动菜单，选择ComponentActions-FanoutComponent。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,3如下图所示，弹出扇出选项对话框界面。点击OK按钮。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,4下图给出了BGA自动布线后的实现。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,布线中泪滴的处理如下图所示，过渡的地方呈泪滴状，可以用于保护焊盘，避免在导线与焊盘的接触点处出现应力集中而断裂。一般情况下，设计者不用特意的在设计中加入泪滴。PCB制板厂商如果认为连线与过孔/焊盘连接的地方可能会出现断裂，则会在这些地方添加泪滴。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,下面给出添加泪滴的步骤，其步骤主要包括：1.在AD主界面主菜单下，选择Tools-Teardrops。2.出现下图所示的TeardropOptions（泪滴选项）对话框界面。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,布线阻抗控制特别注意：在AltiumDesigner中必须定义电源平面层才可以实现阻抗布线。下面给出在布线中实现阻抗控制具体操作步骤，其步骤主要包括：1.进入PCB编辑器界面。2.在AD主界面主菜单下，选择Design-Rules。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,3如下图所示，选中CharacteristicImpedanceDrivenWidth（特性阻抗驱动宽度）。可以在该界面内按设计设计要求设置（举例）：（1）MinImpedance（最小阻抗）：10ohms。（2）PreferredImpedance（喜欢的阻抗）：50ohms。（3）MaxImpedance（最大阻抗）：100ohms。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,4如下图所示，回到PCB中可以正常的引出一条线。5在布线过程中，按Tab按键，出现如下图所示的界面。在该界面下，可以设置相关参数，用于控制布线的阻抗特性。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,设计中关键布线策略该设计中元件的封装有DIP、TSOP和BGA等。其布线的策略需要根据PCB的制造工艺、制造成本和信号完整性等几个方面进行权衡考虑。叠层设置的考虑在该设计例子中，由于有BGA器件，所以必须添加额外的叠层。一般叠层有两种，一种是用于布线；另一种是设计中所需要的电源层和地层。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,过孔的使用在PCB布线过程中，一方面，当布线在不同层之间走线时，通过过孔进行连接；另一方面，当电源或地引脚连接到电源或者地平面层时，也通过过孔进行连接。1通孔，即孔穿过PCB板的顶层和底层。,PCB布线设计,2盲孔/埋孔即孔只穿过PCB板的某些层，而不是全部。,PCB布线设计,BGA布线参考如下图所示，Xilinx提供了CP132封装的布线的建议。从建议的布线来看：,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,1BGA封装最外侧一圈的焊盘直接从顶层走线。2BGA封装中间一圈的焊盘，做下面的处理：（1）如果中间的焊盘连接的网络是电源或者地，则直接通过盲孔连接到第3层到第5层。（2）如果中间的焊盘连接的网络是信号，如上面左图，通过外圈相邻的两个焊盘之间引出信号线。注：线宽为3mil，安全间距为3mil。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,3对于BGA封装最内侧一圈的焊盘，不管网络接电源、地还是普通信号线，都需要通过盲孔连接：（1）如果、焊盘连接的网络是电源或者地，则直接通过盲孔连接到第3层到第5层。（2）如果焊盘连接的网络是信号，通过外圈相邻的两个焊盘之间引出信号线到第2层。注：不能连接信号线到第4层，因为是通过盲孔连接。,Copyright2009AltiumLimited,PCB布线设计,4当BGA的信号网络引出到BGA外部后，就可以通过过孔连接。就转换成普通的PCB布线设计了。如上面右图所示，给出了该设计实例的BGA实际布线设计。,测试点系统设计,测试是PCB板加工中一个重要的组成部分。测试包含两个部分：（1）PCB板加工后，通常需要测试，以确保所加工的PCB板没有短路或开路。（2）一旦完成PCB板上元器件的焊接，则需要再次对PCB板进行测试，以确保基于PCB板的电子系统的信号完整性和正常运行。为了辅助这些测试过程，设计者需要在板子上保留有测试点。测试设备可以检测到这些测试点，并执行必要的测试。,测试点系统设计,板上测试点的位置根据下面因素确定：（1）根据测试类型（其中包括：裸板测试和电路组装测试等）。（2）测试方法（其中包括：基于飞针测试和针床测试的自动测试和手动测试等）确定。,测试点系统设计,AltiumDesigner提供了强大的测试点系统，用于满足测试点处理的需求和增强PCB板的易测性。设计者可以根据需求区分应用于裸板测试和电路组装测试的测试点。测试点可以通过两种方式指定：（1）通过PCB设计工程师手工指定。（2）使用更加简单和具有自动风格的测试点管理器指定。,测试点系统设计,测试点策略的考虑下面给出了选择测试点策略的一些建议：1当选择允许放置测试点的板面时，需要考虑测试的方法以及使用的相关设备。例如，这块PCB板是只从底层检测，还是只从顶层探测，还是顶层和底层都需要检测。,测试点系统设计,2测试点在器件下面，并且与器件在板子同一侧时，通常作为裸板测试点使用。在考虑电路组装测试点的时候，必须考虑到这一点。3把所有测试点放置在板的同一面上是非常可取的，必要时用过孔来实现。因为事实上使用双头的测试设备要比单头的测试设备要昂贵得多。,测试点系统设计,4测试点的样式越不标准，越复杂，在板子测试时需要配置的测试设备就越昂贵。5对于设计中需要覆绿油的过孔要认真考虑。6与加工和装配的相关厂商仔细协商，确认在定义测试点的时候是否任何特定的设计参数都要计算在内。这些参数包括测试点与测试点的间距和测试点与器件的间距，这些间距比通常的布局布线间距要更严格。,测试点系统设计,焊盘和过孔测试点支持AltiumDesigner全面支持使用焊盘（通孔或者SMD）和过孔作为测试点为了简化程序，减少作为测试点的焊盘和过孔属性的设置，AltiumDesigner提供了一种基于设置布线规则和使用测试点管理器实现的自动分配测试点的方法。如下图所示，通过在属性对话框中设定焊盘和过孔的测试点选项来指定测试点，更高效的途径是通过使用测试点管理器。,测试点系统设计,测试点系统设计,测试点设计规则设置PCB设计的约束应该要作为一套完美而通用的设计规则来考虑和执行。要实现一个完美的测试点计划，即：所有定义的测试点都能访问，而且可以作为裸板/或在线测试的测试点。所以，必须把约束控制放在重要位置上。因此，下面一些规则类型可以作为PCB编辑器的规则来定义：,测试点系统设计,1、加工测试点类型（FaricationTestpointStyle）。2、加工测试点用法（FabricationTestpointUsage）。3、装配测试点类型（AssemblyTestpointStyle）。4装配测试点用法（AssbemblyTestpointUsage）。,测试点系统设计,在AD主界面主菜单下，选择Design-DesignRules。下图给出了加工测试点类型规则设置对话框界面。,测试点系统设计,下图给出了装配测试点用法设置对话框界面。,测试点系统设计,测试点系统设计,测试点管理使用测试点管理器快速有效地管理所需的加工和装配测试点，测试点管理器可以很方便地控制测试点的分配和清除。下面给出使用测试点管理器的步骤，其步骤包括：1、在AD主界面主菜单下，选择Tools-TestpointManager。,测试点系统设计,2、如下图所示，该设计中：（1）所有网络的清单罗列在测试点管理起窗口下，这些网络可用于裸板加工（Fabrication）测试和在线装配（Assembly）测试。这些网络可以显示出测试点覆盖的状态，即：完成（Complete）或未完成（Incomplete）。,测试点系统设计,测试点系统设计,（2）点击图中的按钮或者按钮，出现浮动菜单，测试点管理器会遵循加工和装配测试点的类型和用法规则，确定是否给设计中的全部网络（AssignAll）还是部分网络（AssignSelected）分配测试点,测试点系统设计,（3）点击图中的按钮，出现如下图所示的浮动菜单，在定义每个网络使用单个测试点规则的地方提供了焊盘或者过孔的搜索顺序，这样让设计者更好地控制哪些目标需要考虑的优先级。,测试点系统设计,（4）状态摘要（StatusSummaries）区域提供了板上两种测试模式下的测试点状态的全部概要。在设计者每次执行分配和清除操作后，都会更新这个区域。对于一些更底层的细节，可以察看分配结果区域。,测试点系统设计,检查测试点的有效性定义好的加工和装配测试点规则都将作为PCB编辑器中设计规则检查（DRC）的一部分。下面给出修改设计规则检查的步骤，其步骤主要包括：1、在AD主界面主菜单下，选择Tools-DesignRuleCheck。2、打开如下图所示的DesignRuleChecker（设计规则检查器）。,测试点系统设计,3、在上图左侧选择Testpoint，可以看到图右侧包含了测试点的设置规则。可以通过修改加工和装配测试点的在线（Online）和/或批量（Batch）方式，对测试点设置规则进行DRC。,测试点系统设计,测试点相关查询字段为了支持在设计中分配各种加工和装配测试点，在使用逻辑查询表达式设置目标对象时，下面一些与测试点相关的关键字是有效的。使用Helper，可以在PCBFunctionsFields的分类中找到下面每一项：,测试点系统设计,（1）IsAssyTestpoint：是一个装配测试点。（2）IsFabTestpoint：是一个加工测试点。（3）IsTestpoint：是顶层或底层的测试点。（4）Testpoint：顶层或底层测试点。（5）TestpointAssy：装配测试点。,测试点系统设计,创建表达式查询设计中所需的目标测试点并返回目标对象。一些查询加工和装配测试点目标对象的逻辑查询表达式的例子有：（1）(ObjectKind=Pad)And(TestpointAssy=True)目标对象为所有设置了装配测试点的焊盘。（2）IsPadAnd(TestpointAssyTop=True)目标对象为装配测试点设置在顶层的焊盘。,测试点系统设计,（3）(ObjectKind=Pad)And(TestpointFab=True)目标对象为所有设置了加工测试点的焊盘。（4）(IsPadOrIsVia)And(TestpointAssy=True)目标对象为设置了装配测试点的所有焊盘或过孔。,测试点系统设计,生成测试点报告1启动生成报告命令（1）在AD主界面主菜单下，选择File-FabricationOutputs-TestPointReport和File-AssemblyOutputs-TestPointReport。（2）或者利用输出配置文件(*.OutJob)定义的文件生成器来输出。它使用AltiumDesigner的OutputJob编辑器来创建一个获得从设计到生产文档最好的资源。,测试点系统设计,2如下图所示，出现FabricationTestpointSetup（加工测试点设置）对话框或者AssemblyTestpointSetup（装配测试点设置）对话框界面（取决于前面的设置命令）。测试点设置对话框中定义的设置与输出工作配置文件所定义的相同输出类型的设置完全不同，而且相互独立。,测试点系统设计,测试点系统设计,3执行以上命令后，输出文件将添加到当前的PCB项目中，并且出现在项目面板下的Generated文件夹下。注：IPC-D-356A网表文件是三种测试点报告文件输出格式之一。这个文件典型用于裸板加工测试模式。IPC文件添加到驱动飞针测试设备的后处理命令中。,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,PCB覆铜设计前，新建一个my_sch_pcb_design4的子目录，将my_sch_pcb_design3子目录下的所有文件复制到my_sch_pcb_design4子目录下。在该设计中，添加了POWER1、POWER2和GND三个平面层。FPGA的供电电源是最复杂的，需要VCC3V3、VCC2V5、VCC1V2和GND。,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,而其它的外设供电比较简单，都是VCC3V3。通过观察，在FPGA的BGA引脚上VCC3V3、VCC2V5、VCC1V2和GND互相交织，很难将这些电源网络分配到一个电源平面上。经过权衡，采用了下面的电源和地的分配方案:1将VCC5V0、VCC3V3和NetJ1_3电源网络分配到POWER1平面层上。,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,如下图所示，在POWER1平面层上，按照前面的方法分割出多个电源平面。注：在分割平面时，为了将相关的电源网络包含在所划分的分割区域内，可以借助AD提供的高亮显示功能，确定分割区域的大小。,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,2将GND地网络分配到GND平面层上。3将VCC2V5和VCC1V2电源网络分配到POWER2平面层上。如下图所示，在POWER2平面层上，按照前面的方法分割出多个电源平面。,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,通过在规则设置中进行相关的设置，控制不同网络和电源平面的连接方法。下图给出了电源平面和过孔的连接类型。其中：对于ConnectType（连接类型），可提供的连接类型包括：ReliefConnect、DirectConnect和NoConnect。,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,下面给出选用连接类型的一些建议：（1）与铜皮相同网络的通孔焊盘的连接方式，采用花孔连接（ReliefConnect）。并且，设置ConductorWidth（导体宽度）。很显然，流经的电流越大，所需要的导体的宽度越宽。（2）与铜皮网络相同，且为大电流的通孔焊盘连接方式，采用直接连接（DirectConnect）。,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,下图给出了电源平面和过孔的安全距离。,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,下面给出设置安全间距的一些建议：1过孔与没有连接关系的铜皮网络之间的安全间距设置，需要参考PCB制板厂商允许的最小安全间距。典型的，在该设计中推荐使用3mil。很显然，铜皮和过程之间的安全间距越大，信号完整性越好。但是，减少了可布线的空间。所以，要权衡设置安全间距。,Copyright2009AltiumLimited,PCB覆铜设计,2如果涉及到灌铜的问题，下面也给出了一些建议：（1）和铜皮相同的网络的过孔连接方式，可采用直接连接方式或者花孔连接方式。设置具体的连接方式，要咨询PCB制板厂商。（2）和铜皮相同网络的SMD焊盘，采用直接连接方式或者花孔连接方式。设置具体的连接方式，要咨询PCB制板厂商。,Copyright2009Al