РАЗРАБОТКА ТОПОЛОГИИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ С ПОМОЩЬЮ ALLEGRO/ORCAD PCB EDITOR
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
Разработка топологии печатных плат
с помощью Allegro/OrCAD PCB Editor
Часть 1. Введение в Allegro/OrCAD PCB Editor
Анатолий Сергеев (Москва)
нии такого средства PCB Editor допол
Приведено описание работы в топологическом редакторе PCB Editor, няется в части системы Constraint Ma
который входит в состав популярных систем проектирования OrCAD PCB nager, появляются дополнительные
Designer и Allegro PCB Designer. Для многих пользователей старых меню и операции в интерфейсе про
версий OrCAD вплоть до 16.2 был доступен редактор топологии OrCAD граммы. Ниже перечислены основные
Layout, работа в котором отличается от PCB Editor. Предлагаемый цикл подключаемые средства.
статей призван облегчить переход на новые версии OrCAD. Средство Design Planning Option пред
назначено для планирования тополо
гии и даёт возможность с помощью по
PCB Editor – это общий для OrCAD и бя все вышеперечисленные инстру луавтоматических и автоматических
Allegro интерактивный редактор топо менты, а также программу для моде средств распланировать прохождение
логии печатных плат. В зависимости лирования электронных схем PSpice; больших массивов сигналов в виде свя
от лицензионной конфигурации, воз ● Allegro PCB Designer – высокоуров зок – виртуальных объектов, которые
можности PCB Editor могут существен невый редактор печатных плат. Воз легко перекладывать со слоя на слой,
но отличаться: можности PCB Editor в этой лицен указывая пути следования больших
● OrCAD PCB Designer Lite – бесплат зионной конфигурации значитель групп сигналов в любом месте печат
ная версия программы, ограничен но расширены, в частности, систе ной платы. Связка – это объединение
ная по функциональности. Может мой проверки правил и ограничений нескольких цепей или шин по како
использоваться для первоначально Constraint Manager, дополнительной мулибо признаку, например, по при
го знакомства с программой; системой проверки технологических надлежности интерфейсу DDR или
● OrCAD PCB Designer Standart – доста правил типа DFA, DFF, DFT, интеллек USB. Программа может автоматически
точный набор средств для создания туальной схемой обмена данных сформировать связки на основании
плат малой сложности; с «механическими» САПР EDMD и данных пользователя и отобразить их
● OrCAD PCB Designer Professional – вер дополнительными возможностями на плате. На подготовительном этапе
сия для проектирования плат средней для автотрассировщика PCB Router разработчик манипулирует большими
сложности с наличием дифференци (SPECCTRA), которые позволяют рабо массивами связей между компонента
альных сигналов, микроотверстий и тать с высокоскоростными правила ми, а не готовыми проводниками. Для
т.д. Включает возможность установки ми и правилами для отдельных слоёв. PCB Editor можно задать специальные
правил для локальных областей на пе Дальнейшие расширения функцио ограничения, которые будут контроли
чатной плате. В поставку также вхо нальности PCB Editor зависят от под роваться программой при размещении
дят автотрассировщик PCB Router ключаемых дополнительных средств, связок. На следующем этапе программа
(SPECCTRA) и средства анализа це которые поставляются отдельно и от формирует предварительный (черно
лостности сигнала OrCAD PCB SI; вечают за определённые направления вой) вариант трассировки на основа
● OrCAD PCB Designer Professional with и технологии, а также методы проекти нии компоновки связок. Затем тополо
PSpice – эта лицензия включает в се рования. Как правило, при подключе гия оптимизируется – корректируется
Рис. 2. Приложения, доступные вместе
Рис. 1. Окно выбора лицензионной конфигурации и дополнительных средств при запуске Allegro PCB Designer с PCB Editor
58 © СТАПРЕСС WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2012
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ форма проводников, расстояния между проводниками в шинах, расположения и конфигурация массивов переходных отверстий. PCB HighSpeed Option реализует осо бые правила для сложных проектов, содержащих высокоскоростные ин терфейсы DDR3, PCI Express, XAUI и др. Это средство включает мощный мате матический аппарат, на основании ко торого при отслеживании трассиров ки контролируются сложные паразит ные эффекты в печатном монтаже с учётом всей физики платы – материа лов, числа слоёв, распределения меди и т.д. Фактически происходит анализ це лостности сигналов в режиме реаль ного времени с последующей коррек тировкой геометрии проводников и полигонов, а Constraint Manager до полняется электрическими правила Рис. 3. Окно PCB Editor ми для учёта отражений сигнала, син хронизации и перекрёстных помех. Option возможно учесть технологии носятся расширенные возможности Появляется возможность интегриро обратного сверления, отследить кри работы с большими массивами отверс вать собственную математику в вычис тичные сигналы на предмет возврат тий и микроотверстий, связей меж лительный процесс формирования ного пути следования тока и т.д. ду ними, контроля расстояний, вклю топологии путём создания правил и Miniaturization Option содержит осо чая межслойные. Расширенные инст ввода математических формул и выра бые инструменты для PCB Editor, поз рументы поддерживают технологии жений в Constraint Manager. При под воляющие учесть все проектные нор встроенных компонентов, модели трас ключении средства PCB HighSpeed мы и технологию HDIплат. К ним от сировки для гибких плат и т.д. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2012 WWW.SOEL.RU © СТАПРЕСС 59
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
параметрами. Встроенная система рас
чёта геометрии таких элементов поз
воляет быстро создавать топологи
ческие библиотеки. Дополнительный
редактор полигонов позволяет за не
сколько минут создавать сложные не
симметричные полигоны с точными
размерами. Средство содержит удоб
ные инструменты для создания полос
ковых и микрополосковых проводни
ков, распределения отверстий вдоль
таких проводников, отслеживания
точного расстояния от полоска до по
лигона. PCB Analog/RF Option реали
зует механизм двунаправленного об
мена данными между PCB Editor и сис
темой моделирования Agilent ADS.
PCB Routing Option расширяет возмож
ности автоматического трассировщика
PCB Router (SPECCTRA), включая воз
можность трассировки до 256 сигналь
ных слоёв, учёт технологических огра
ничений производителя (DFM) и т.п.
Редактор топологии PCB Editor уста
Рис. 4. Окно редактора настроек проекта, доступного через меню Setup, – Design Parameters навливается вместе с программными
модулями, входящими в лицензионную
конфигурацию. Его можно найти в ме
ню Пуск – Все программы – Cadence –
Release 16.5 – PCB Editor или OrCAD PCB
Editor. При первом запуске редактора
появляется окно (см. рис. 1), в котором
происходит выбор доступной лицензи
онной конфигурации. Если лицензий
несколько, то можно выбрать одну из
предложенных. Если лицензия предпо
лагает использование дополнительных
средств, то в разделе Product Option по
явится соответствующий выбор – под
ключать или не подключать соответ
ствующее средство к текущему сеансу
работы с программой. Если необходи
мо, чтобы при запуске PCB Editor окно
выбора не появлялось, а запускалась
только конкретная конфигурация, не
обходимо поставить метку Use As Default.
Вместе с PCB Editor в отдельный раз
дел меню Пуск – Все программы – Ca
dence – Release 16.5 – PCB Editor Utili
ties устанавливаются дополнительные
приложения (см. рис. 2). Эти приложе
ния могут быть запущены из редакто
Рис. 5. Настройка сеток ра. Иногда их удобнее запускать от
дельно. Среди приложений можно вы
PCB Team Option – средство для ра части платы, которая может быть поде делить следующие:
боты группы инженеров над одним лена на участки по различным призна ● DB Doctor – утилита для исправле
проектом в PCB Editor. Охватывает пол кам – слоям, локальным областям, от ния ошибок в повреждённых фай
ный комплекс задач взаимодействия дельным интерфейсам и связям. лах PCB Editor;
между участниками проектной груп PCB Analog/RF Option – средство для ● Pad Designer – программа по созда
пы, отслеживания состояния проекти создания топологии СВЧплат. Вклю нию стека контактных площадок для
рования в целом и по каждому инжене чает дополнительные библиотеки для выводов компонентов и переходных
ру в отдельности. Учитывает процент микрополосковых элементов с со отверстий, в том числе с нестандарт
завершения каждым участником своей средоточенными и распределёнными ным типом сверления;
60 © СТАПРЕСС WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2012
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ● Batch DRC – программа для пакет ной проверки правил проектирова ния в пределах всего проекта. После выбора лицензионной кон фигурации окно PCB Editor выглядит следующим образом (см. рис. 3): 1)основное меню. Здесь сосредоточе ны все инструменты проектирова ния, а также вызов дополнительных утилит, генерация отчётов, форми рование технологических файлов, вызов справочной системы, на стройки проектов и т.д. Альтернати вой выполнению различных команд служат горячие клавиши, которые видны справа от соответствующих команд основного меню, а также ручной ввод команд в командной строке 4; 2)панели инструментов. Все панели инструментов дублируют основное меню программы. Здесь расположе ны кнопки быстрого доступа к ко мандам; 3)всплывающие панели управления. Visibility – панель для управления ви димостью объектов на плате. Op tions – эта панель особенно важна Рис. 6. Вкладка Design в редакторе параметров Design Parameter Editor при выполнении операций, посколь ку на ней отображаются настройки этих операций, например, список компонентов для размещения, теку щая ширина проводника, параметры текстов и т.д. Find – главная панель для фильтрации и поиска различных объектов на плате. Рекомендуется па нели Options и Find всегда держать в развёрнутом состоянии, поскольку к ним чаще всего приходится обра щаться при проектировании. Для фиксации панелей в развёрнутом состоянии необходимо развернуть соответствующую панель и нажать на кнопку Visibility➝. Если по какой Рис. 7. Вкладка Text в настройках параметров проекта либо причине панель исчезла из ра бочего окна программы, её можно сора, состояние системы проверки лирует инструменты меню Setup. В снова включить через меню View – правил проектирования, текущий частности, настройка параметров про Windows либо привести все настрой подкласс (слой) и т.д. На этой панели екта, таких как система единиц, сетка, ки рабочего окна к первоначально можно переключить активный класс параметры трассировки, параметры му состоянию командой из меню или подкласс, сменить абсолютную полигонов и др. доступны в меню View – Reset UI to Cadence Default; систему координат на относитель Setup – Design Parameters. Настройку 4)окно консоли. Здесь можно видеть ную, задать точное положение кур можно вызвать и самой правой кноп всю информацию о текущих опера сора на рабочем поле и т.д.; кой на панели инструментов. Другим циях в программе, вводить коман 6) окно навигации по проекту обеспе способом является Quick Utilities – De ды, просматривать сообщения об чивает быстрое и удобное масштаби sign Parameters из меню правой кнопки ошибках и т.д. Здесь же отображает рование и панорамирование проекта. мыши. Ещё один способ – запустить ко ся список действий, которые необ Все настройки проекта сосредоточе манду prmed из командной строки. Все ходимо выполнить для успешного ны в меню Setup. Важнейшие настрой описанные способы справедливы поч завершения той или иной операции; ки сосредоточены в разделе Setup – De ти для всех меню, настроек и операций. 5)панель состояния программы. В ней sign Parameters. Все меню дублируются На вкладке Display в окне редактора отображаются текущие режимы ра кнопками на панелях инструментов. параметров располагаются настройки боты программы, координаты кур Например, панель инструментов дуб отображения объектов топологии, ли СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2012 WWW.SOEL.RU © СТАПРЕСС 61
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
Рис. 9. Настройка текста через панель Options
внутренние слои, то для них можно
задать сетку индивидуально. Если
шаг сетки для данного слоя был ука
зан после задания шага для всех сло
ёв через All Etch, то действие сетки All
Etch на данный слой распростра
няться не будет;
● X, Y – шаг сетки по горизонтальной и
Рис. 8. Настройка текстовых блоков по вертикальной оси соответственно;
● Offset – смещение начала сетки от
ний связи, шага сеток, размера марке Раздел Grids отвечает за настройку носительно начала координат. Эту
ра ошибок DRC (DRC marker size) и т.д. сеток. Метка Grids On включает отобра настройку рекомендуется сохранять
(см. рис. 4). Забегая вперёд, отметим, жение сетки. Включать и отключать нулевой.
что виртуальные «нити» связей между сетку также можно с помощью горя Перед тем как указывать шаг сетки,
компонентами в терминологии про чей клавиши F10; Setup Grids – кнопка необходимо убедиться в том, что для
граммы называются Rats. В разделе Dis для вызова настройки сеток (см. проекта выбраны правильные едини
play можно настроить такие объекты, рис. 5). цы измерения, например миллиметры.
как размер маркера ошибок DRC, вир Параметры сетки условно поделены Этот и другие параметры доступны
туального вывода для Тсоединения на Layer, Offset и Spacing. Настроить на следующей вкладке – Design (см.
(Rat T size), выбрать геометрию связей сетку можно поразному, в зависимос рис. 6).
(Ratnest geometry) и т.д. Настройки по ти от её предназначения: В разделе Size можно выбрать еди
умолчанию являются оптимальными. ● NonEtch – несигнальная сетка. Здесь ницы измерения User Units, обязатель
В разделе Enhanced display modes мож можно задать сетку для размещения но до настройки сеток, чтобы не воз
но включить или отключить улучшен компонентов, монтажных отверстий никла путаница с переходом от одних
ное отображение визуальных объек и т.д.; единиц к другим; Size – размер рабоче
тов, например, заливки для контакт ● All Etch – сигнальная сетка для всех го поля; Accuracy – точность базы дан
ных площадок (filled pads), начала слоёв, используемая при трассиров ных проекта (количество знаков после
координат (display origin), металлизи ке. Эта сетка становится активной запятой). Этот параметр влияет на ука
рованных отверстий (display plated только при работе с сигнальными зания шага сетки, размеров контакт
holes) и т.д. В этом разделе рекоменду проводниками и полигонами. Ука ных площадок, ширины проводников
ется установить флажки напротив всех занные в All Etch параметры сетки и т.д. Важно, чтобы точность была об
объектов. В разделе Parameter descrip действуют на все без исключения щей и совместимой для всех процессов
tions отображается описание парамет сигнальные слои; разработки топологии. Точность долж
ра, для этого достаточно подвести к ● Top, Bottom – сигнальная сетка для на выбираться, исходя из необходи
нему курсор. конкретного слоя. Если существуют мой точности для файлов Gerber. Точ
Рис. 11. Выбор сигнальных подклассов на
Рис. 10. Окно настройки стека слоёв панели Options
62 © СТАПРЕСС WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2012
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ность координат в файлах Gerber tions. Здесь необходимо выбрать класс должна быть как минимум на порядок Etch, а затем убедиться, что количество больше, чем указано в поле Accuracy подклассов в этом классе соответствует параметров проекта. количеству слоёв в плате (см. рис. 11). В разделе Extents указывают произ Под слоями в PCB Editor понимают вольные размеры рабочего поля в гра ся классы и подклассы (Classes and Sub фах Width и Height и положение начала classes). По умолчанию в программе координат, по умолчанию находящего 24 класса. Их список можно увидеть ся в левом нижнем углу рабочей облас через панель Options. Удалить какой ти программы. Размеры и параметры либо класс из списка нельзя. Можно текстов можно настроить на вкладке добавить новые подклассы в часть су Text (см. рис. 7); Justification – положе ществующих классов командой Setup – ние текста относительно текстового Subclasses. В каждый класс входит опре маркера; Parameter block – номер блока делённый набор подклассов. Напри настроек для текста. По сути каждый мер, в класс Board Geometry входят блок – это отдельный шрифт. Толщину подклассы, показанные на рисунке 12. линий букв, высоту букв, расстояния Среди подклассов Board Geometry между ними и т.д. можно задать в виде есть такие, как Silkscreen_Top, Silks набора параметров. Каждый такой на creen_Bottom. Если посмотреть класс бор называется блоком. Настройки Package Geometry – там тоже есть под текстовых блоков можно вызвать, на классы, которые содержат данные шел жав на Setup Text Sizes (см. рис. 8). кографии. Идея заключается в разгра По умолчанию все буквы при наборе ничении данных, которые будет содер текста будут соответствовать первому жать плата на выходе. Уникальное имя текстовому блоку. В этой таблице пер каждого класса даёт понятие о его функ вому текстовому блоку соответствуют циональной принадлежности. Напри Рис. 12. Подклассы класса Board Geometry на следующие параметры букв: мер, Board Geometry – это класс, содер панели меню Options ● Width (ширина) = 16 mil, жащий в себе данные о плате в целом. ● Height (высота) = 25 mil, Маркировка для платы, которая может ● Line Space (междустрочный интер содержать различную информацию – вал) = 31 mil, номер, год, дату изготовления и т.д., от ● Photo Width (толщина) = 0, носится именно к классу Board Geome ● Char Space (расстояние между буква try и его подклассу Silkscreen_Top (Silk ми в слове) = 6 mil. screen_Bottom). В Package Geometry – Текстовые блоки можно поменять в Silkscreen_Top (Silkscreen_Bottom) бу любой момент. Во время написания дет содержаться шелкография для ком текста на панели Options отображают понентов, например, это может быть ся его текущие параметры (см. рис. 9). дополнительная маркировка полярнос Например, при изменении номера ти. В классе RefDes и его подклассе текстового блока меняются все вышео Silkscreen_Top (Silkscreen_Bottom) со писанные параметры шрифта – высо держится маркировка позиционного Рис. 13. Изменение цвета класса при помощи та букв, ширина и т.д. Для изменения обозначения. Таким образом, разница панели Options положения центра начала координат между Board Geometry – Silkscreen_Top, используется команда Setup – Change Package Geometry – Silkscreen_Top, Рядом с всплывающим списком под Drawing Origin. В меню Setup – Cross RefDes – Silkscreen_Top очевидна, по классов на панели Options находится section или через соответствующую скольку эти классы и подклассы имеют кнопка заданного по умолчанию цве кнопку панели инструментов настраи свою область действия. Также сущест та. Этот цвет соответствует всем объек ваются параметры слоёв печатной пла вуют классы для маркеров ошибок там на установленном активном под ты (см. рис. 10). (Drc_Error_Class), переходных отверс классе. Если нажать на эту цветовую В столбце Subclass Name указывается тий (Via_Class), выводов компонентов кнопку левой кнопкой мыши, то под наименование того или иного слоя. (Pin) и т.д. класс будет скрыт; если нажать правой Названия слоёв Top и Bottom изменить Для класса Etch действует свой шаг кнопкой – появится окно выбора цве нельзя. Если щёлкнуть на ячейке столб сетки. Этот класс сигнальных слоёв от та Assign Color (см. рис. 13), в котором ца правой кнопкой мыши, то появится вечает за трассировку. Для всех осталь левой кнопкой мыши выбирается нуж возможность добавить новый слой; ных классов действует шаг сетки типа ный цвет. Add Layer Above – добавить слой над NonEtch, используемый, в том числе, и Продолжение следует слоем, где расположен курсор; Add для размещения компонентов. Layer Below – добавить под слоем, Re Подклассы можно включать и от ЛИТЕРАТУРА move Layer – удалить слой. По умолча ключать, менять их цвет, делать их 1. Kraig M. Complete PCB design using OrCAD нию плата имеет два слоя. Если указать прозрачными и т.д. Цвет для конкрет Capture and PCB editor. Elsevier Inc, 2010. дополнительные внутренние слои, то ного подкласса изменяется также с по 2. Allegro User Guide Product Version 16.5. May они также отобразятся на панели Op мощью панели Options (см. рис. 13). 2011. Cadence Design Systems, Inc. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2012 WWW.SOEL.RU © СТАПРЕСС 63
Вы также можете почитать
