Лабораторная работа №14 Тема: Трассировка проводников в OrCad

Цель работы: овладеть навыками автоматической и «ручной» трассировки печат­ных плат в OrCAD Layout

Оборудование рабочего места: ПК, ПО

Краткие теоретические сведения

4.1. Настройка параметров трассировщика OrCad Layout

Глобальные параметры автотрассировки задаются в диалоговом окне Options/Route Settings.

• Route Mode — выбор режима трассировки (табл. 8);

• Interactive Auto Route Settings — настройки диалогового режима трассировки;

o Allow Off-Grid Routing — разрешение отображения возможных путей трассировки без учета сетки разводки; o Shove Components — разрешение перемещения («распихивания») компо­нентов и трасс;

o Maximize 135 Corners — разрешение оптимизировать зазор трассировки вершинами под 45 или 90⁰; o Use All Via Types — разрешение разводить соединения с оптимальными переходными отверстиями, из тех, которые определены в Padstacks Spreadsheet.

• Manual Route Settings — настройки ручной разводки;

o Snap to Grid Routing — признак трассировки по сетке разводки; o Use Routing Hints — разрешение подсказок направления при прокладке трассы (Never — трассировщик не использует подсказки направления, Pads/Vias — трассировщик использует подсказки направления только при выходе из контактов и переходных отверстий, Always — трассировщик ис­пользует подсказки направления при и т.д.); o Drawing Method — установки углов вершин при создании трасс в режиме ручной трассировки (Any Angle Corners — любой угол, 135 Corners — углы 45⁰ , 90⁰, 135⁰, 90 Corners — углы только 90⁰, Curve Corners — изогнутые трассы).

Настройка частных стратегий трассировщика OrCAD Layout осуществляется по ко­мандам меню Route/Strategies и/или посредством меню быстрого доступа View Spread­sheet/Strategies:

• Manual Route Strategy — установка параметров поведения интерактивных ин­струментов;

• Route Sweeps — установка общих параметров для трассировки (тип и размер окна и шаблон направления). Шаблон определяется как движение активного окна разводки через всю печатную плату. Нулевой шаблон - Sweep #0 - предназначен для операций ручной разводки. Шаблоны Sweep #1 - Sweep #6 для автотрассировки;

o Sweep #0 (WIN/COM) - установка параметров для ручной трассировки или автотрассировки отдельного окна; o Sweep #1 (предварительная разводка) — для трассировки насыщенных свя­зями участков печатной платы (микросхемы памяти и т. д.); o Sweep #2 (разводка лабиринтом - Maze Route) — для трассировки большей части трасс методом «распихивания» с возможностью повторной трасси­ровки;

o Sweep #3, Sweep #4, Sweep #5 (Next 1, Next 2, Next3 ) - разводка неразве- денных трасс или участков; o Sweep #6 (специальные опции) - установка параметров для того, чтобы развести как можно больше связей без переходных отверстий, уменьшить их количество, устранить дополнительные углы.

Для настройки каждого шаблона (контекстное меню) используются следую­щие параметры:

o Diagonal Routing — количество (Off — выключено, On — включено, Maxi­mize — максимальное) диагональной трассировки (под углом в 45⁰); o Sweep Direction — направление передвижения шаблона трассировки; o Route Box — размер активной области трассировки; o Overlap % — перекрытие между окнами трассировки (в процентах);

• Route Layers — стратегии автотрассировки для каждого слоя и шаблона:

o Routing Enable — признак разрешения использования данного шаблона на выбранном слое; o Layer Cost — стоимость слоя ;

o Primary Direction — первичное направление трассировки; o Between Pins — стоимость трассировки между выводами;

• Route Passes — стратегии автотрассировки для каждого прохода: o Enable — признак разрешения выполнения прохода;

o Done — признак выполненного прохода (можно использовать данный при­знак, для того, чтобы временно запретить данный проход); o Type — алгоритм трассировки;

• Heuristics - метод трассировки, который состоит из неоднократных по­пыток применить очень простые образцы трассировки на неразведенные связи, чтобы закончить трассировку быстро и «чисто». Как правило, эв­ристика используется для памяти и коротких двухточечных трассировок.

• Maze - (лабиринт) позволяет использовать все возможности «распихива­ния» и повторения трассировки. Все установки стоимостей активны, ко­гда вы используете опцию Maze. Один Maze шаблон должен развести большинство плат близко к завершению.

• Auto DFM - (проект для технологичности). Выбор этой опции для про­хода трассировки идентичен вызову Cleanup Design... из меню Auto сра­зу после завершения трассировки вашей платы.

• Fanout - желательна в большинстве случаев для использования команды Fan­out, доступной из меню Auto. Трассировщик разведет большинство контактов к переходным отверстиям. Этот трассировщик использует простой эвристиче­ский алгоритм, сначала для поиска корректного места размещения «внутри» микросхемы, и если это не получится, то «вне» ее.

• Via Reduce - сокращение количества переходников. В большинстве случаев вы можете не запускать Via Reduce, т. к. трассировщик по своей природе миними­зирует количество переходных отверстий в процессе разводки.

• Auto CDE (clear design error) - unrouter, который удаляет все замкнутые трассы так, чтобы автотрассировщик имел чистый проект, для переразводки платы. Когда вы повторно загружаете Layout, после внесения технических из­менений, вы сначала должны выполнить шаблон Auto CDE, для автоматиче­ского удаления всех замкнутых трасс на плате.

o Partial — частичная автотрассировка - от источника до края активного окна трассировки;

o Fast — быстрая автотрассировка. Используется, в основном, для оценки разме­щения трасс на плате;

o Via Cost, Retry Cost, Route Limit, Attempts — стоимость переходного отверстия, повтора, усилие, которое трассировщик вкладывает в проход, количество по­пыток трассировки

По команде Options/Global Spacing или в таблице Strategy/Route Spacing осуществ­ляется настройка параметров расстояния между элементами печатной платы:

• Track to Track — расстояние между дорожками;

• Track to Via — расстояние между дорожкой и переходными отверстиями;

• Track to Pad — расстояние между дорожкой и выводами корпуса;

• Via to Via — расстояние между переходными отверстиями;

• Via to Pad — расстояние между переходными отверстиями и выводами корпу­са;

• Pad to Pad — расстояние между выводами корпуса.

1. Ручная и автоматическая трассировка печатной платы в OrCAD Layout

В общем случае, перед трассировкой необходимо определить:

• Диаметры монтажных и переходных отверстий;

• Формы и размеры контактных площадок;

• Размеры печатных проводников, количество слоев платы и ее размеры;

• Расстояния между элементами печатного рисунка;

Ручная трассировка печатной платы осуществляется по командам Add/Edit Route Mode, Edit Segment Mode, Shove Track Mode, Auto Path Route Mode.

Автоматическая трассировка (рис. 13) печатной платы осуществляется по командам меню Auto/Autoroute:

• Board — выполнить трассировку всей печатной платы;

• DRC/Route Box — выполнить трассировку всех компонентов, находящихся в ок­не;

• Component — выполнить трассировку выбранного компонента;

• Halt Autoroute — остановить трассировку;

• Resume Routing — продолжить трассировку.

Команда Auto/Unroute используется для того, чтобы отменить трассировку всей пе­чатной платы (Board), окна (DRC/Route Box), отдельной цепи (Net) и отдельного компо­нента (Component).

Для «очистки» проекта после завершения трассировки выполняется команда Auto/Cleanup Design, которая автоматически сглаживает, соединяет под углом 45⁰ и про­веряет как эстетические так и производственные проблемы, которые могли возникнуть в процессе ручной или автоматической трассировки.

1. Автоматическая трассировка печатной платы в OrCAD SmartRoute

Программа SmartRoute вызывается из начального меню OrCAD Layout. Загрузка файла печатной платы (*.max) осуществляется из меню File/Open. Значения ширины трасс и допустимые зазоры передаются в SmartRoute из OrCAD Layout автоматически. При необходимости, для настройки параметров используются команды меню Options:

• Net Properties... — установка параметров связей;

• Parameters — установка параметров слоев;

• Routing Passes — настройка перечня проходов трассировки.

Автоматическая разводка осуществляется из меню Auto:

• AutoRoute Board — трассировка печатной платы;

• AutoRoute Area — трассировка области печатной платы;

• AutoRoute Component — трассировка выбранного компонента;

• AutoRoute Net — трассировка электрической цепи;

• AutoRoute One — трассировка одной электрической цепи.

Для отмены трассировки используется команда Auto/Unroute. Ручная трассировка осуществляется по команде Tools/Manual Route.

Порядок проведения работы:

1. Получить задание у преподавателя.

2. Согласно пункту 4.1. выполнить настройку параметров трассировщика Or­CAD Layout.

3. Выполнить «ручную» трассировку наиболее ответственных мест печатной платы.

4. Произвести автоматическую трассировку печатной платы (пункт 4.2).

5. Изменить стратегию трассировки и повторить автоматическую трассировку.

6. Загрузить стандартную стратегию трассировки и повторить автоматическую трассировку печатной платы.

7. Выполнить трассировку, используя OrCAD SmartRoute (пункт 4.3).

8. Защитить лабораторную работу.

Содержание отчета

1. В отчете указать тему, цель работы

2. Описать основные этапы выполнения работы

3. Записать выводы по проделанной работе

Контрольные вопросы:

1. Каково основное назначение OrCAD Layout Plus?

2. Какие типы сеток используются при трассировки печатных плат в OrCAD Layout?

3. В чем заключается настройка трассировщика в OrCAD Layout?

4. Какие типы слоев используются в OrCAD Layout?

5. В чем заключается стратегия трассировщика в OrCAD Layout?

6. Что необходимо определить перед проведением трассировки печатной платы?

7. Какие алгоритмы трассировки используются в OrCAD Layout?

8. Для чего применяется «чистка проекта»?

9. Какие дополнительные редакторы входят в пакет OrCAD?