EDA技术基础(2)--第9章PCB自动布线
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EDA技术pcb板设计中布线规则EDA技术(Electronic Design Automation)在PCB板设计中的布线规则是非常重要的,它能够帮助设计工程师在电路板布线过程中遵循一系列的电气、物理和制造规则,确保电路的可靠性、稳定性和性能。
以下是PCB板设计中常见的布线规则:1.信号完整性:-差分信号:差分信号是现代高速通信中常用的信号传输方式,要求差分信号的两条线路保持相等的长度和相反的传输延迟,以确保数据的准确传输和抗干扰性能。
-信号传输速率:正常情况下,信号的传输速率应该在PCB材料和器件的允许范围内,以减小信号损耗和时钟偏移。
-减小电磁辐射:高速信号的传输会伴随较强的电磁辐射,因此需要通过适当的布线规则来减小电磁辐射的影响。
2.电源和地面规则:-电源噪声分离:为了保持电路的稳定性和抗干扰性能,需要将不同类型的电源噪声分离,并通过适当的布线规则减小电源噪声的传播和干扰。
-地域规划:在布局和布线过程中要注意地域规划,将信号地、电源地和地面分层合理分开,并减小地线的回流路径长度,提供稳定的地面引用。
3.信号与电源线分离:-相邻信号线的距离:为了减小信号间的串扰和交叉干扰,相邻信号线之间需要保持一定的距离。
-信号与电源线的距离:为了减小信号线对电源线的干扰,信号线与电源线也需要保持一定的距离。
4.电路板布局规则:-分区:将电路板分为不同的区域,如模拟、数字和电源区域,以便优化布线和减少干扰。
-引脚排列:将相邻的引脚布置在一起,减小信号线的长度,提高布线效率和性能。
-电路板尺寸和布线宽度:根据电路的需求和规格,合理选择电路板的尺寸和布线宽度,以保证信号的可靠传输和良好的电气性能。
5.管脚和引脚布线规则:-信号和地线布线:将信号和地线布线在同一层,减小信号线的长度,提高抗干扰性能。
-信号布线:将信号线从信号源直接引出,避免与其他信号线相交或并行,减小信号干扰的可能性。
-引脚布线:将引脚连接至最近的电源或地,减小电源回路的长度,提供稳定的电源引用。
实现PCB高效自动布线的设计技巧和要点现在市面上流行的EDA工具软件很多,但除了使用的术语和功能键的位置不一样外都大同小异,如何用这些工具更好地实现PCB的设计呢?在开始布线之前对设计进行认真的分析以及对工具软件进行认真的设置将使设计更加符合要求。
下面是一般的设计过程和步骤。
1、确定PCB的层数电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。
如果设计要求使用高密度球栅数组(BGA)组件,就必须考虑这些器件布线所需要的最少布线层数。
布线层的数量以及层叠(stack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。
板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度,实现期望的设计效果。
多年来,人们总是认为电路板层数越少成本就越低,但是影响电路板的制造成本还有许多其它因素。
近几年来,多层板之间的成本差别已经大大减小。
在开始设计时最好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布,以避免在设计临近结束时才发现有少量信号不符合已定义的规则以及空间要求,从而被迫添加新层。
在设计之前认真的规划将减少布线中很多的麻烦。
2、设计规则和限制自动布线工具本身并不知道应该做些什幺。
为完成布线任务,布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。
不同的信号线有不同的布线要求,要对所有特殊要求的信号线进行分类,不同的设计分类也不一样。
每个信号类都应该有优先级,优先级越高,规则也越严格。
规则涉及印制线宽度、过孔的最大数量、平行度、信号线之间的相互影响以及层的限制,这些规则对布线工具的*能有很大影响。
认真考虑设计要求是成功布线的重要一步。
3、组件的布局为最优化装配过程,可制造*设计(DFM)规则会对组件布局产生限制。
如果装配部门允许组件移动,可以对电路适当优化,更便于自动布线。
所定义的规则和约束条件会影响布局设计。
在布局时需考虑布线路径(routingchannel)和过孔区域。
这些路径和区域对设计人员而言是显而易见的,但自动布线工具一次只会考虑一个信号,通过设置布线约束条件以及设定可布信号线的层,可以使布线工具能像设计师所设想的那样完成布线。
pcb自动布线设置_设置线间距与宽度设置_pcb布局布线技巧什么是布线布线意思是元器件间导线连接的布置,先布好线,将导线穿过有电气连接的引脚所在的孔,这样可以在焊接元件的同时,实现元件间的连接。
布线技巧在制作单片机的实验板时,焊位数码管时1引脚,要分别用导线引出来,接到I/O 口,管脚间距很小,对于初学者真是一大挑战。
第一次焊的时候,先把4位数码管焊在了板上,再分别在12根引脚上焊导线,这时就很麻烦了,不光在引脚上焊导线麻烦,而且走线时,也很麻烦,因为数码管的a~h并不是顺序排列的。
走线就很容易交叉。
后来想了一下,可以先布线,再焊元件,这样就很简单,很迅速了,布线具体操作先布好线,将导线穿过有电气连接的引脚所在的孔,这样可以在焊接元件的同时,实现元件间的连接。
对于引脚比较多,引脚间距小,比较密集的电子元件,如数码管等,这时一定要先将线布好后再焊元件,否则在元件密集的引脚上焊接导线很麻烦的。
这类元件一定先在万用板(面包板)上把导线先穿过引脚所在的孔,在其他地方用点焊锡把导线固定在板上。
这里可以选比较细的铜丝做导线,直接找一根由细铜丝绕成的电线,剥去绝缘皮就是现成的细铜丝导线。
将电子元件插入,在引脚上焊锡即可。
◆高频数字电路走线细一些、短一些好◆大电流信号、高电压信号与小信号之间应该注意隔离(隔离距离与要承受的耐压有关,通常情况下在2KV时板上要距离2mm,在此之上以比例算还要加大,例如若要承受3KV的耐压测试,则高低压线路之间的距离应在 3.5mm以上,许多情况下为避免爬电,还在印制线路板上的高低压之间开槽。
)◆两面板布线时,两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合;作为电路的输人及输出用的印制导线应尽量避兔相邻平行,以免发生回授,在这些导线之间最好加接地线。
◆走线拐角尽可能大于90度,杜绝90度以下的拐角,也尽量少用90度拐角同是地址线或者数据线,走线长度差异不要太大,否则短线部分要人为走弯线作补偿◆走线尽量走在焊接面,特别是通孔工艺的PCB。
PCB单层板自动步线基本步骤1.(注意:画原理图时先添加库C:\Program Files\Design Explorer 99 SE\ Library\Sch\ Protel DOS Schematic Libraries.ddb然后在Protel DOS Schematic V oltage Regulators.lib中调用MC7805T) 2.新建PCB文档,取名字和原理图对应.如:zidongbuxian.pcb设置原点,在机械层设置长1700mil,宽850mil的电路板,然后切换到keep out layer禁止布线层,画比机械层稍微小点点的尺寸的矩形框..3.装载PCB库International Rectifiers.ddb和Advpcb.ddb(装载方法见以前的训练纸张)4.将页面切换到原理图,运行Design/Update PCB(更新pcb),在弹出的对话框中的将倒数第二小框的钩去掉.5.①切换到PCB页面,设置自动布局的参数,Tools/Preferences/Display,将String的值改为4-6.②执行菜单Edit/Origin/Reset,将自己设置的原点恢复为绝对原点.,接着执行菜单Tools/Auto Placement/Auto Placer进行自动布局,在弹出的菜单中选择第一中方式Cluster Placer(群集式布局方式)适合元件少的,多的可以选择第二中方式布局.然后参考PCB图进行手工布局,调整元件位置.③Design/Ruler,单击Routing/Routing Layers(布线层),在单击Properties(属性)将Top Layers 设置为no used,将bottom layers设置为any或者默认不改,单击OK退出.如果是双层板, Top Layers和bottom layers必须设置为相反的布线方向. 其他参数可默认.6. 自动布线:执行菜单命令Auto Route All对整个电路板进行步线.如果有些地方没布好,在用手工步线,进行修改.对电源输入和电压输出可以通过手动方法来添加焊盘和引线.原理图1利用同步器装入网络表:图2自动步线和手工步线参考图3注意:此步骤只是最基本的,省略了很多步线前的准备步骤,其实最难最重要的是自动步线前某些参数的设置准备工作.。
一、PCB自动布线的设计方法和步骤1. 新建一个工程,设计好原理图2. 新建一个PCB文件(用向导)3. 设置环境参数:(1)设置栅格尺寸;(2)设置板层4. 自动布线前的准备(1)Design—Update PCB Document PCB(2)Validate Change 校验改变(3)Execute Change 执行更新(4)Close5. 元件的预布局(1)将PCB板右下方的图,移到PCB板中;(2)布置元件位置;(3)Locked某些元器件6. 元件的自动布局Tools—Component Placement—Auto Place7. 自动布线(1)Auto Route—Setup(2)选Default 2 Layer Board(3)Edit Rules 设置线宽Routing—With—With 设置为20mil(4)运行自动布线Auto Route—ALL Route ALL 8. 修改调整二、PCB布线操作技巧1、转换单位:在PCB中View---Toggle Units2、查看元器件封装:在SCH中Tools---Footprint manager3、元件对齐:在PCB中选中元件,点右键—Align—选择对齐方式的符号4、设计规则检查:在PCB中Tools---design rule check给出错误报告5、刷新:在PCB中View---Refresh(如显示有断线,可显示完整)以下是PCB布线操作:6、全部重新布线:Tools---Un-Rout---All 变为飞线7、网络布线:Auto Rout---Net(光标为十字,选中网络)8、撤销网络布线:Tools---Un-Rout---Net9、单根布线:Auto Rout--- connection10、面积布线:Auto Rout---Area11、元件布线:Auto Rout---Component12、验证PCB设计:Tools—Design Rule Ckeck单击Run Design Rule Ckeck。
自动布线画电路板图步骤及注意事项1.画原理图是为了画电路板图,最好对原理图或部分原理图进行仿真。
2.画原理图注意每个元件都必须有封装,封装形式见表。
而且封装的焊盘号和原理图的引脚号之间必须有对应关系。
3.对原理图进行ERC检查后,建立原理图网络表。
4.建立电路板图文件。
(File/New/PCB Document)5.添加封装库。
在电路板设计窗口,Browse pcb页下Browse下拉框中选择Libraries,点下面的Add/Rmove,选择D/Design Explorer99SE/library/pcb/添加Advpcb和Miscellaneous库。
6.使用菜单View/Toggle Units改英制为公制(快捷键Q);Design/Options/layers/visible中设置第一组可视栅格为1mm,第二组为10mm;Design/Options/option下左边的四项中设置为0.1mm 。
7.打开工具条(view/toolbars/placement tools),确定电路板图板尺寸(布线范围)。
在KeepOutLayer层上,使用Placement工具栏,点按钮放置原点;点按钮放置坐标,点按钮画出电路板图板框尺寸。
8.使用菜单Design/Load Nets将网络表调入,若有错查明原因,返回原理图并修改。
一般遇到的问题是无元件封装或元件引脚和封装焊盘不对应。
常见错误:Component not found 元件找不着,原因是元件封装名不正确;Node not found 节点找不着,原因是元件引脚和封装焊盘不对应。
无错,执行命令将元件和元件之间的连接关系调入电路板图。
9.将元件人工排列在电路板上,规则是电路输入端在电路板左侧;输出端在电路板右侧;元件和元件之间的连线最短;安装元件之间不能互相干涉。
10.设置布线层、铜膜走线宽度。
若为单层板,在Design/Rules中的Routing Layers设置走线层,若为单层板则在Design/Rules中的Routing Layers下点Add将Toplaver设置为not used返回。