Microsoft PowerPoint - PCADEDA4.ppt [tryb zgodno\234ci]

Microsoft PowerPoint - PCADEDA4.ppt [tryb zgodno\234ci]

Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych
Politechniki Łódzkiej
Pakiedy CAD/EDA
w praktyce inżynierskiej
PCB – rozmieszczenie elementów
W pierwszym kroku należy pogrupować elementy, umieszczając poza
obrysem płytki poszczególne elementy aktywne oraz współpracujące z nimi
podzespoły, w kolejności zgodnej z torem przepływu sygnału „głównego”,
z zachowaniem podziału na bloki funkcjonalne układu
Podczas rozmieszczania elementów na płytce należy:
• dążyć do zminimalizowania odległości pomiędzy elementami wiodącymi
sygnały krytyczne, w szczególności sygnały analogowe o niewielkich
amplitudach,
• w miarę możliwości zachować podział na bloki funkcjonalne,
• wyraźnie oddzielić część analogową układu od części cyfrowej,
dr inż. Piotr Pietrzak
[email protected]
pok. 54, tel. 631 26 20
www.dmcs.p.lodz.pl
PCB – rozmieszczenie elementów
Wymiary obszaru roboczego PCB mogą zostać dopasowane do potrzeb
projektu (Design -> Board Shape)
• uwzględnić warunki pracy poszczególnych elementów (wrażliwość na
zakłócenia, wzrost temperatury)
Elementy powinny być rozmieszczone wewnątrz obszaru typu Room
Istnieje możliwość edycji kształtu obszaru Room oraz zmiany jego
parametrów w zakresie widoczności
PCB – zmiana warstwy dla komponentu
Elementy mogą być umieszczone jedynie na warstwie Top lub Bottom
Program Altium Designer umożliwia automatyczne rozmieszczenie
elementów. Skorzystanie z tej funkcji wymaga zdefiniowania obszaru
(obszarów) rozmieszczenia elementów (Room).
W przypadku rozmieszczania ręcznego można skorzystać z narzędzi
zautomatyzowanego wyrównywania komponentów (align)
Funkcja „Cross Probe” (Tools -> Cross Probe) – pozwala na powiązanie
wskazanego obiektu (podzespół, pole lutownicze, połączenie) z obiektem na
schemacie lub PCB. Wskazanie obiekty z przytrzymanym klawiszem Ctrl
pozostawia widok obiektu odnalezionego.
PCB – ręczna realizacja połączeń
Do realizacji połączeń można użyć routera automatycznego lub
interaktywnych narzędzi tworzenia połączeń: Interactive Routing, Smart
Interactive Routing, Interactive Routing of Differential Pair, Place Multiple
Traces
Połączenia mogą być realizowane jedynie wewnątrz obszaru zdefiniowanego
na warstwie keep-out-layer
Istotną cechą Altium Designer jest możliwość grupowania połączeń,
podzespołów i/lub warstw w klasy, do których mogą zostać przypisane
indywidualne reguły projektowe. Jest ona przydatna szczególnie w
przypadku automatycznego prowadzenia ścieżek (zwiększa pewność
uzyskania właściwego projektu PCB) oraz w celu zapewnienia prawidłowej
realizacji projektu w trybie ręcznym (przestrzeganie reguł dla każdego typu
wstawianych obiektów)
PCB – ręczna realizacja połączeń
Istnieje możliwość indywidualnej modyfikacji parametrów połączeń
realizowanych dla określonej sieci (Net). Dostęp do listy parametrów można
uzyskać poprzez panel roboczy PCB (w trybie Nets) lub PCB List
Klasy połączeń, elementów i warstw oraz odpowiednie dla nich reguły
projektowe powinny zostać zdefiniowane we wstępnej fazie realizacji
projektu obwodu drukowanego
W Altium Designer narzędzi interaktywnych można używać jedynie do
realizacji połączeń na warstwach sygnałowych. Linie niebędące ścieżkami
sygnałowymi (obróbki mechanicznej, obrys płytki, itp.) wykonuje się przy
użyciu narzędzia Place Line
W czasie ręcznej edycji ścieżek, Altium Designer wymusza przestrzeganie
zdefiniowanych reguł projektowych, przy czym użytkownik ma możliwość
określenia sposobu reakcji programu na powstałe kolizje
1
PCB – ręczna realizacja połączeń
Użytkownik ma możliwość wyboru sposobu reakcji programu na zaistniałe sytuacje
konfliktu realizowanego połączenia z innymi obiektami, z uwzględnieniem
zdefiniowanych reguł projektowych (PCB Editor – Routing Options, Shift+R)
None – umożliwia prowadzenie ścieżek w dowolny sposób bez przestrzegania reguł
projektowych. Naruszenie reguł jest sygnalizowane znacznikiem błędu.
Push Conflicting Objects – podejmowana jest próba rozsunięcia obiektów
konfliktowych tak, aby zrobić miejsce dla prowadzonej ścieżki. Jeśli nie jest to
możliwe, zostanie wywołany tryb Ignore Objects. Tryb ten jest dostępny tylko dla
narzędzia Interactive Routing
Walkaround Conflicting Objects – Altium Designer proponuje użytkownikowi sposób
prowadzenia ścieżki od bieżącej pozycji kursora do obiektu docelowego, w sposób
zapewniający ominięcie obiektów mogących powodować złamanie reguł projektowych.
Jeśli nie jest to możliwe, zostanie wywołany tryb Stop at First Conflicting Object.
Hug and Push Conflicting Objects – tryb podobny do Push Conflicting Objects, przy
czym przesuwane są tylko obiekty konieczne do przeprowadzenia ścieżki pomiędzy
nimi. Ograniczona jest możliwość dowolnego prowadzenia ścieżek.
PCB – realizacja połączeń
Użycie narzędzia Place Multiple Traces jest możliwe po uprzednim
zaznaczeniu wybranych pól lutowniczych lub segmentów istniejących
ścieżek (Shift+Click, Ctrl+Click+Drag). Użytkownik może określić odległość
między środkami ścieżek w trakcie ich edycji po naciśnięciu klawisza Tab.
W czasie edycji ścieżki, Altium Designer automatycznie usuwa utworzone
pętle, pozostawiając najkrótszą ścieżkę połączeń między polami
lutowniczymi (ustawienie domyślne)
Utworzona ścieżka może być przedłużana, a jej segmenty mogą być
przesuwane i dzielone na większą liczbę segmentów
Po zaznaczeniu wybranych segmentów wielu ścieżek (np. magistrali), można
dokonać ich jednoczesnego przedłużenia lub przeniesienia z zachowaniem
położenia przenoszonych segmentów względem siebie
Naciśnięcie kombinacji klawiszy Shift+W w czasie prowadzenia ścieżki
pozwala dokonać wyboru jej szerokości spośród wartości zdefiniowanych
przez użytkownika (Preferences -> PCB Editor -> Interactive Routing)
PCB – ręczna realizacja połączeń
Sieci połączeń (Nets) mogą być ukrywane w celu poprawy czytelności
projektu
Połączenia oraz punkty lutownicze nienależące do edytowanej sieci połączeń
są maskowane, przy czym poziom maskowania może zostać ustalony przez
użytkownika
W trybie Interactive Routing Altium Designer pokazuje aktualnie wstawiany
segment oraz segment prognozowany. Punkt docelowy wskazuje linia sieci.
Naciśnięcie klawisza ‘~’ pozwala obejrzeć aktywne skróty klawiszowe
PCB – realizacja połączeń
Zmiana parametrów ścieżki w czasie edycji połączenia
Zaawansowane tryby zaznaczania obiektów, w tym ścieżek obwodu
drukowanego (Edit -> Select)
Jednoczesna edycja wielu obiektów (Find
Similar Objects, Filter, PCB Inspector)
Wzmocnienie
mechaniczne
lutowniczych poprzez wstawienie
łezek (Tools -> Teardrops)
pól
tzw.
Edycja średnic otworów (Panel PCB ->
Hole Size Editor)
Edycja sieci z poziomu PCB
Kontrola impedancji ścieżki
Dopasowywanie długości ścieżek
Kopiowanie
formatu
obszaru
Room
(Design -> Rooms -> Copy Room Formats)
PCB – realizacja połączeń różnicowych
PCB – realizacja połączeń różnicowych
Połączenie różnicowe stanowi parę dwóch ściśle ze sobą powiązanych
przewodników przesyłających sygnały o tej samej wartości bezwzględnej
i o przeciwnym znaku.
Utworzenie połączenia różnicowego na płytce obwodu drukowanego wymaga
stosowania specjalnych technik prowadzenia ścieżek. Zgodnie z opiniami
panującymi obecnie nie jest wymagane zapewnienie określonej impedancji
różnicowej. Realizując połączenie różnicowe należy dążyć do:
Połączenie różnicowe stosowane jest w przypadku, gdy masa źródła sygnału
nie może zostać połączona w sposób prawidłowy z masą odbiornika.
• uzyskania impedancji każdej ścieżki sygnałowej równej połowie impedancji
wejściowego kabla różnicowego,
Transmisja różnicowa jest odporna na
powszechnie występujące zakłócenia
elektromagnetyczne.
Jednocześnie
sama minimalizuje poziom zakłóceń
związany z transmisją sygnału.
• zakończenia każdej linii impedancją równą impedancji charakterystycznej
linii na końcu dołączonym do odbiornika,
Punktem
wyjścia
dla
połączeń
różnicowych jest zdefiniowanie pary
sygnałów różnicowych. Można tego
dokonać na schemacie ideowym lub w
podczas edycji obwodu drukowanego w
panelu PCB, opcja Differential Pairs
Editor
• prowadzenia ścieżek obu linii w bezpośrednim sąsiedztwie – jeśli jest to
konieczne mogą one omijać przeszkody,
• zachowania impedancji w
przypadku zmiany warstwy
połączenia różnicowego.
• zapewnienia równej długości obu linii pary różnicowej z dokładnością
właściwą dla technologii łączonych układów (często przyjmuje się
dopuszczalną różnicę 500mil),
2
PCB – autorouter
PCB – wypełnienia, obszar miedzi i wieloboki
W Altium Designer został wbudowany automatyczny, topologiczny kreator
połączeń Situs
W czasie działania autoroutera przestrzegane są reguły projektowe
Autorouter działa zgodnie z wybraną
strategią, która stanowi zbiór właściwie
dobranych i ustawionych w odpowiedniej
kolejności przebiegów realizacji połączeń
(Routing Passes)
W Altium Designer istnieje możliwość umieszczania na płytce obwodu
drukowanego ciągłych lub kratowych obszarów miedzi o kształcie prostokąta
lub wielokąta. Obiekty te mogą zostać wykorzystane jako ekran, element
rozpraszania generowanego ciepła, elementy mapy pól lutowniczych
podzespołów lub ścieżki sygnałowe przewodzące prądy o dużym natężeniu.
Wypełnienie (fill) może przyjmować tylko kształt
prostokąta. Nie może obejmować innych obiektów,
takich jak punkty lutownicze, przelotki, ścieżki lub
obiekty tekstowe. Można połączyć je z dowolną siecią
występującą w projekcie. Istnieje możliwość
obrócenia go o dowolny kąt.
Obszar miedzi (Solid Region) jest obszarem
ciągłym, mogącym przyjmować kształt wieloboku.
Nie może obejmować innych obiektów. Można
połączyć go z dowolną siecią występującą w
projekcie. Zaznaczenie w ustawieniach obszaru
opcji
cutout
spowoduje
utworzenie
pola
negatywowego (wycięcia).
PCB – wielokąty ((polygon
polygon plane)
PCB – wielokąty ((polygon
polygon plane)
Podczas określania parametrów kraty wypełniajacej wielobok należy
uwzględnić reguły projektowe (w szczególności minimalne szerokości
ścieżek i minimalne odstępy pomiędzy nimi).
Wypełnienie wieloboczne (Polygon Pour):
• może przyjmować dowolny kształt,
• może stanowić ciągły obszar miedzi (Solid),
zostać wypełnione kratą miedzi (Hatched) lub
pozostać niewypełnone (Outlines Only)
• podczas jego powstawania przestrzegane są
zdefiniowane przez użytkownika reguły
projektowe,
• może łączyć się z dowolną siecią połączeń,
przy czym połączenia utworzone uprzednio
mogą zostać „oblane” wypełnieniem (Pour
Over All Same Net Obiects, Pour Over Same
Net Polygon Only),
• łączy się z polami lutowniczymi należącymi do
tej samej sieci, przy czym styl i właściwości
podłączenia mogą zostać określone przez
użytkownika
Wstawienie poligonu polega na narysowaniu jego konturu.
W trakcie edycji konturu można
zmieniać styl narożników poprzez
kolejne naciśnięcia spacji
Edycja wstawionego poligonu jest możliwa po zaznaczeniu warstwy, na
której został on wstawiony
Edycja kształtu wymaga wybrania polecenia Polygon Actions -> Move
Verticles
PCB – wielokąty ((polygon
polygon plane)
PCB – realizacja połączeń krytycznych
Każdorazowa zmiana parametrów lub kształtu wieloboku skutkuje
koniecznością wyrażenia zgody na przebudowanie poligonu.
Wycięcia w poligonie mogą być wykonywane przy
negatywowych obszarów miedzi (Solid Region, opcja cutout)
użyciu
W celu poprawienia właściwości poligonu, można usunąć jego
fragmenty, które pozostały niepodłączone do określonej sieci
(zmniejszenie pojemności).
Wypełnienia można przesuwać, dzielić (Slice Polygon Pour), ukrywać
(Tools -> Polygon Pours -> Shelve), wyłączać widok
Do zarządzania wypełnieniami wielobocznymi służy Polygon Pour
Manager.
3
Board Insight
Board Insight jest konfigurowalnym systemem funkcji ułatwiających
przeglądanie, edycję i zarządzanie projektem PCB.
W skład Board Insight wchodzą:
• lupa (Insight Lens)
• panel (Insight Panel)
Weryfikacja poprawności obwodu drukowanego
Narzędzie sprawdzające zgodność projektu z regułami projektowymi
podczas realizacji obwodu drukowanego nie jest w stanie wykryć
wszystkich błędów.
Dokładne sprawdzenie poprawności uzyskać można wywołując program
Design Rule Checker
• widok wyskakujący (Insight Popup)
• wyświetlanie informacji o obiekcie
wskazywanym przez kursor (Heads-up
Cursor Information )
• pływające okienka graficzne(Floating
Graphical Views)
• rozszerzony tryb pojedynczej warstwy
(Enhanced Single Layer Mode)
• rozszerzone oznaczanie obiektów
(Enhanced Labeling on Objects)
• wyświetlanie nazw sieci na ścieżkach
• dynamiczne podświetlanie sieci
Raporty
Poprawność płytki z założeniami
można zweryfikować także korzystając
z możliwości generowania raportów
PCB – funkcje zaawansowane
Widok 3D („3” / „2”)
Odbicie lustrzane płytki (View -> Flip Board)
Zaawansowane ustawienia wydruku – skalowanie, mapowanie kolorów
Wykorzystanie serwera PCB do opracowywania rysunków technicznych
Skrypty (DXP -> Run Script) – możliwość uruchamiania programów
zewnętrznych, np. Logo Creator, Hole Size Editor
4