III. Трассировка соединений

1. Задание основных технологических параметров проекта Технологические параметры проекта задаются значениями атрибутов, которые присваиваются цепям, контактным площадкам, переходным отверстиям, зазорам и т.п. Атрибуты можно задавать для всего проекта - Design, слоев - Layer, областей - Rooms, класса цепей – Net Class, цепи ‑ Net, между классами цепей – Class to Class; при этом приоритет атрибутов возрастает в порядке перечисления, приведенного выше. В частности, самый низкий приоритет имеет способ задания Design; самый высокий – Class to Class. Технологические параметры проекта устанавливаются командой Options/Design Rules. Далее в окне Options Design Rules устанавливается закладка одного из выше перечисленных способов задания атрибутов. В колонке Name указывается имя параметра (атрибута), а в колонке Value - его значение. Для ввода в список нового атрибута нажимается кнопка Add, в появившейся заставке Place Attribute в окне Attribute Category выбирается нужная строка, в колонке Name выбирается имя нового атрибута, в окне Value устанавливается его значение и нажимается кнопка ОК. Для изменения значения атрибута вначале выделяется его имя, нажимается кнопка Properties, в окно Value вводится новое значение атрибута и нажимается кнопка ОК.

Для задания параметров, указанных в техническом задании, рекомендуется следующий порядок действий.

1.1. Ввести команду Options/Design Rules.

1.2. Выбрать закладку Design. Удалить атрибут SilcscreenClearance (зазор шелкографии).

1.3. Выбрать закладку Layer. Выбрать все слои, нажав Set All. Установить значения допустимых зазоров между трассами, контактными площадками и переходными отверстиями. После ввода значений нажать Update.

1.4. Задать ширину печатных дорожек цепей питания и земли.

Выбрать закладку Net. В списке цепей выбрать цепь с именем GND. В павой части окна нажать кнопку Add. В списке Name выбрать имя атрибута Widh. В поле Value указать значение ширины в миллиметрах (в качестве десятичного разделителя используется точка). После числового значения добавить mm без пробела (например, 0.2mm).

Аналогичным способом установить ширину цепи (цепей) питания. После установки параметров закрыть окно, нажав Close.

2. Установка значений ширины проводников

Список требуемых значений ширины проводников и геометрических линий устанавливается по команде Options/Current Line. В окне Line Width вводится требуемая ширина проводника и нажимается кнопка Add для внесения проводника в список. Ширина текущего проводника может выбираться из этого списка, а также с помощью строки состояния экрана монитора. При ручной трассировке по умолчанию проводятся трассы с шириной, равной текущей, если ее значение не установлено в атрибутах. При автотрассировке текущая ширина выбирается автотрассировщиком по умолчанию и может быть изменена.

3.Задание барьеров для трассировки (производится по необходимости).

Ввести команду Options/Current Keepout устанавливается стиль Style (линия — Line, или многоугольник — Polygon) и слой (текущий ‑ Current или все слои ‑ Аll) для барьеров — областей запретов трассировки. Барьеры рисуется в слое Keepout командой Place/Keepout (инструмент ). При трассировке налагается запрет на пересечение барьеров трассировки. Если барьер представляет собой замкнутую линию, то он не пересекается, но трассы могут прокладываться как вне, так и внутри замкнутой области. При необходимости запрета трассировки в замкнутой области выбирается стиль Polygon. Граница конструктива платы, созданная в слое Board, также рассматривается, как барьер.

4. Автоматическая трассировка с помощью программы Quick Route

Автотрассировщик запускается из графического редактора P-CAD РСВ с помощью меню Route/Autorouters. Автотрассировщик не требует указания границы печатной платы в слое Board и не изменяет топологию предварительно проложенных пользователем проводников. Предварительно на плате должны быть размещены все компоненты, определены все электрические связи. Некоторые связи могут быть уже проведены.

В области Strategy диалогового окна находятся следующие кнопки:

Strategy File - файл стратегии трассировки, т. е. совокупность параметров для трассировки (расширение файла - .STR). По умолчанию имеет имя входного файла; Output PCB File - файл с записью результатов трассировки (расширение файла — .РСВ). По умолчанию имеет имя входного файла, но перед именем файла добавляется буква R;

Output Log File - текстовый отчет о результатах трассировки (расширение файла - .LOG). По умолчанию имеет имя входного файла, но перед именем файла добавляется буква R.

Кнопка Load загружает готовый файл стратегии.

Кнопка Save сохраняет выбранный файл стратегии для текущего проекта.

Кнопка Set Base устанавливает параметры стратегии и имена перечисленных выше трех файлов по умолчанию.

Кнопка Layers вызывает для проверки или возможных изменений диалоговое окно Options Layers.

Кнопка Net Attrs вызывает диалоговое окно Edit Nets для просмотра и редактирования атрибутов цепей или редактирования атрибутов.

Кнопка Via Style вызывает диалоговое окно Options Via Style для просмотра и редактирования стеков контактных площадок. Переходные отверстия, которые всегда располагаются в узлах сетки трассировки, для различных цепей можно задавать с помощью атрибута VIASTYLE. Максимальный диаметр переходного отверстия ограничен двумя шагами сетки трассировки.

После нажатия на кнопку Passes в диалоговом окне Pass Selection выбираются типы проходов трассировки:

Wide Line Routing - автотрассировщик производит разводку в первую очередь «широких» цепей, имеющих атрибуты AUTOROUTEWIDE и WIDTH. Разводка производится только в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Трассировщик можно запускать несколько раз с активизацией разных проходов.

Horizontal — трассировка простых трасс только горизонтальными линиями без переходных отверстий с минимальными, отклонениями от горизонтальной линии.

Vertical — трассировка простых трасс только вертикальными линиями без переходных отверстий с минимальными отклонениями от вертикальной линии.

"L" Routes ( 1 via), "Z" Routes (2 vias), "С" Routes (2 vias) - формирование фрагментов цепей, имеющих конфигурацию букв L, Z, C в различных ориентациях с переходными отверстиями в точках изломов,

Any Node (2 vias) - попытка трассировки связи между двумя контактными площадками с введением не более чем двух переходных отверстий с целью выполнения наиболее полной трассировки схемы.

Maze Routes - «лабиринтная» трассировка, не имеющая ограничений на ориентацию проводников на слое и на число переходных отверстий.

Any Node (maze) - «лабиринтная» трассировка без оптимизации длины трассы, с целью попытки проведения трассы «любой ценой».

Route Cleanup - используется для улучшения «внешнего вида» печатной платы путем спрямления уже проведенных трасс.

Via Minimisazion — уменьшает число переходных отверстий на разведенной плате.

Последние два прохода рекомендуется использовать совместно после полного завершения трассировки.

В строке Routing Grid окна Route Autorouters определяется сетка трассировки из четырех возможных значений шагов трассировки: 25 mil, 20 mil, 16,7 -16,6 - 16,7 mil (для нерегулярной сетки) и 12,5 mil. Другие значения шагов трассировки, включая и метрическую систему единиц, запрещены.

В строке Line Width выбирается ширина всех проводников. Минимальное значение ширины - 0,1 mil (0,01 мм - в метрической системе). Максимальное значение ширины проводников ограничено выбранным шагом сетки трассировки. По умолчанию ширина проводников устанавливается равной текущей ширине линий (Current Line).

Область переключателя Error Messages позволяет- вывести сообщения об ошибках на экран монитора (Output to Screen), в файл диагностики (Output to Log File) или как в файл, так и на экран (Output to Both).

Трассировка производится после нажатия кнопки Start. Нестрассированные электрические связи изображаются в виде «резиновых линий». Если есть нестрассированные связи, то нужно либо изменить размещение элементов на плате, либо изменить параметры стратегии трассировки (например, попробовать использовать более мелкую сетку), либо попытаться провести трассы вручную.

5. Ручная трассировка. Используется:

• для трассировки нестрассированных связей (если они имеются);

• для улучшения разводки платы (например, спрямления трасс).

Перед началом трассировки должны быть определена(ы) сет-ка(и) трассировки, слой, в котором проводится трасса, ширина проводника и заданы все соединения. Если вводится новая связь, не указанная в списке соединений, то предварительно, перед трассировкой, выполняется команда Place/ Connection (инструмент ), и щелчком мыши вначале указывается первый контакт, а затем, не отпуская кнопку мыши, и второй контакт, подлежащие соединению. После указания второго контакта появляется окно, в котором пользователь может оставить предлагаемое системой имя цепи или изменить это имя и нажать ОК. В резудльтате появляется «резиновая линия» связи между контактами, а затем можно проводить связь вручную.

Ручная трассировка выполняется после команды Route/Manuel или нажатия на инструмент . Трассировка производится только в сигнальных слоях (Top или Bottom), в противном случае появляется сообщение об ошибке. Если необходима перетрассировка уже проведенной связи, то эта связь предварительно удаляется.

Для проведения связи щелчком мыши указывается первый контакт и, не отпуская кнопку мыши, рисуют первый сегмент трассы. Отпускание мыши фиксирует излом трассы. Для перемещения трассы на один шаг сетки используются клавиши управления курсором (стрелочки) при нажатой кнопке мыши. Нажатие клавиши О (не отпуская клавишу мыши) дает возможность менять характер излома (ортогонально, по диагонали, скругление), а клавиши F — менять расположение точки излома. Для создания Т-образных соединений применяется опция T-Route by Default закладки Route команды Options/Configure.

При нажатии правой кнопки мыши трасса автоматически завершается по кратчайшему пути. Клавиши косой черты «\» и «/» прерывают разводку, не завершая ее.

При смене текущего слоя при прокладке трассы нажимают клавишу L, при этом переходное отверстие вставляется автоматически.

Для последовательного удаления ранее проложенных сегментов трассы вместе с возможными индикаторами ошибок используется клавиша Backspace.

Сегменты трасс можно удалять или перетрассировать после их выделения и применения к ним соответствующих операций по удалению и перетаскиванию.

Для сглаживания углов («снятия фасок») используется команда Route/Miter (инструмент ).

При улучшении разводки в ручную (сглаживании трасс и т.п.) рекомендуется выполнять редактирование трасс по слоям: сначала с помощью команды Options/Layers включить слои Board и Top (Enable), отключив остальные (Disable), и отредактировать разводку платы с верхней стороны; затем для редактирования разводки с нижней стороны включить слои Board и Bottom.

5. Верификация печатной платы

После завершения разработки топологии печатной необходимо проверить плату на соответствие принципиальной схеме, правилам проектирования и технологическим ограничениям, т. е. тем правилам, которые установлены командой Options/Design Rules. Проверка производится с использованием утилиты DRC (Design Rule Check) Запускается утилита командой Utils/DRC. Ниже приводятся опции правил проверки печатной платы, устанавливаемых в окне Options Design Rule Check/

Netlist Compare - сравнение списка соединений текущей печатной платы и

соответствующей ей принципиальной схемы;

Clearence Violations - проверка заданных зазоров;

Text Violations - проверка правил написания текста;

Netlist Violations - проверка соответствия соединений текущей печатной платы

и исходного списка цепей проекта; Width Violations - проверка ограничений на заданную ширину трасс;

Unrouted Nets - проверка на наличие непроведенных цепей;

Unconnected Pins - проверка неподсоединенных выводов;

Net Length - проверка ограничений на длину цепей;

Silk Screen Violations - проверка зазоров между контактными площадками или переходными отверстиями в слое шелкографии;

Copper Pour Violations — проверка правильности выполнения зазоров в областях металлизации в сигнальных слоях;

Plane Violations - проверка во внутренних слоях типа «земля» и «питание» наложения областей металлизации, неправильного подсоединения к ним контактных площадок, переходных отверстий, изолированных областей металлизации;

Component Violations — проверка ошибок размещения компонентов;

Drilling Violations — проверка правильности сверления отверстий для штыревых выводов, сквозных и глухих переходных отверстий.

В области Report Options указываются следующие опции проверок:

View Report — выводит текст отчета на экран монитора.

Summarize Ignored Errors - количество игнорированных ошибок;

Summarize Overriden Errors — количество перекрывающихся ошибок, вывод которых запрещен в закладке Miscellaneous диалогового окна Options Display команды Options/Display.

В области Error Options используются опции:

Annotate Errors - индикация ошибок специальными маркерами;

Clear All Overrides - удаление всех маркеров перекрывающихся ошибок;

Нажатие на кнопку Design Rules открывает диалоговое окно для задания

технологических параметров проекта Options/Design Rules (см. выше).

Результаты проверки сохраняются в файле с расширением .dcr. IV. Подготовка и распечатка документации

Для подготовки чертежей рекомендуется для каждого листа создать отдельный файл: схему электрическую принципиальную, сборочный чертеж платы, два файла с видами платы с разных сторон (в последние два файла скопировать файл страссированной платы *.pcb.