Литература / Иллюстрированный самоучитель по OrCAD / Glava6 / 2

Глава 6. Проектирование печатных плат Часть II

6.2. Размещение компонентов и трассировка проводников в автоматическом режиме 6.2.1. Автоматическое размещение компонентов

6.2.2. Автоматическая трассировка проводников

6.3. Программа GerbTool

6.4. Графический редактор Visual CADD

Глава 6.

Проектирование печатных плат Часть II

6.2. Размещение компонентов и трассировка проводников в автоматическом режиме

6.2.1. Автоматическое размещение компонентов

По команде Auto>Place>Board выполняется автоматическое размещение компонентов на всей ПП [17]. Авторазмещение выполняется за несколько проходов (до 11) согласно правилам, создаваемым по команде Options>Placement Strategy, как показано на рис. 6.10. Редактирование отдельного параметра одного из проходов трассировки или всех его параметров производится щелчок левой кнопкой мыши при расположении курсора в отдельной ячейки таблицы или на строке с именем прохода размещения, как показано на рис. 6.11, а.

Дополнительно по команде Options>Place Settings, как показано на рис. 6.11, б, задаются параметры стратегии авторазмещения компонентов, выполняемого по командам Auto>Place>Board и Auto>Place>Matrix Place.

Рис. 6.10. Таблица стратегии проходов размещения компонентов

6.2.2. Автоматическая трассировка проводников

Автотрассировка проводников выполняется трояко. Во-первых, OrCAD Layout содержит в меню Auto группу соответствующих команд (см. табл. 6.3), достаточных для разработки простых ПП [18]. Во-вторых, для разработки более сложных ПП предназначена отдельная программа SmartRoute, использующая алгоритмы оптимизации нейронных сетей [19], аналогичная программе Shape-Based Router пакета P-CAD 2000 [6]. В-третьих, в целях размещения компонентов и трассировки проводников в ручном, интерактивном или автоматическом режиме можно использовать программу SPECCTRA [24 — 26], не входящую непосредственно в состав системы OrCAD (в OrCAD Layout имеются лишь средства трансляции файлов ПП, упомянутые в разд. 6.1). Рассмотрим кратко первые два способа (программе SPECCTRA посвящена отдельная гл. 7).

Рис. 6.11. Редактирование параметров проходов авторазмещения

1 способ. Частные параметры стратегии автотрассировки задаются в диалоговых окнах, показанных на рис. 6.12, которые открываются по командам Options>Route Strategies программы OrCAD Layout. Глобальные параметры стратегии автотрассировки задаются в диалоговом окне, показанном на рис. 6.13, которое открывается по команде Options>Route Settings.

а)

б)

в)

г)

Рис. 6.12. Редактирование параметров стратегии трассировки Manual Route (a), Route Layers (б), Route Sweep (в) и Route Passes (г)

Рис. 6.13. Диалоговое окно Route Settings

2 способ. Программа SmartRoute вызывается изначального меню программы OrCAD Layout или автономно, ее основной экран показан на рис. 6.14, а список команд приведен в табл. 6.4.

Сначала загружается файл ПП *.МАХ и затем с помощью команд меню Setup задаются параметры трассировки в диалоговых окнах, показанных на рис. 6.16. В нижней части окна Parameters после нажатия на панель Analyze Parameters указываются оценки полноты трассировки в процентах и ожидаемые затраты времени (эти данные весьма приблизительные и для сложных ПП не всегда соответствуют фактическим результатам). При этом надо учитывать, что из OrCAD Layout в SmartRoute передаются значения ширины трасс всех цепей (Track Width) и допустимые зазоры (Clearance).

В заключение по команде Options>Routing Passes (рис. 6.15) задается перечень проходов трассировки (ROUTING PASSES) и проходов улучшения технологичности платы (MANUFACTURING PASSES). Автотрассировка начинается по командам меню Auto. Кроме того, в программу SmartRoute включены команды трассировки цепей в ручном режиме Tools>Manual Route и Tools>Sketch a Track. Если SmartRoute загружен из оболочки OrCAD Layout, то по окончании трассировки управление передается обратно (однако файлы ПП из одной программы в другую автоматически не передаются).

Рис. 6.14. Экран программы SmartRoute

Рис. 6.15. Диалоговое окно команды Options>Routing Passes

а)

б)

Рис. 6.16. Задание параметров трассировки по командам Options>Net Properties (a) и Options>System Settings (б)

В табл. 6.4 приведен перечень команд программы SmartRoute и их краткое описание.

Таблица 6.4. Команды SmartRoute

Команда

Назначение

Меню File (Файл)

Open...(Ctrl+O)

Открытие проекта ПП. При открытии второго проекта предлагается сохранить изменения, внесенные в первый проект (Save), не сохранять их (Discard) или продолжить его редактирование (Resume Program)

Save As...

Сохранение внесенных в проект изменений в новом файле, имя которого указывается по дополнительному запросу (по умолчанию назначается расширение имени *.МАХ)

Backup

Сохранение копии текущего проекта

Restore Backup

Загрузка файла копии проекта

Exit (Alt+X)

Выход из программы SmartRoute

1, 2, ...

Список последних загруженных проектов

Меню Edit (Редактирование)

Undo (U)

Отмена результата выполнения последней команды (откат назад, неограниченное вложение)

Redo (D)

Отмена предыдущей операции Undo (откат вперед, неограниченное вложение)

Find/Goto (Ctrl+F)

Переход к указанному компоненту, отдельному выводу или в точку с заданными координатами X,Y

Меню View (Просмотр)

Density Graph (Shift+H)

Изображение графической карты плотности трассировки (красным цветом отмечается наибольшая плотность, голубым — наименьшая)

Clear Screen (Backspace)

Стирание изображения экрана (без внесения изменений в ПП). Используется перед выводом изображений отдельных слоев

Redraw Screen (Home)

Перечерчивание экрана с восстановлением всех деталей на всех слоях

Zoom All (Fit) (Shift+Home)

Размещение на экране изображения всей ПП

Zoom Center (C)

Сдвиг окна в новое положение, центр которого указывается курсором

Zoom In (I)

Увеличение масштаба изображения

Zoom Out (O)

Уменьшение масштаба изображения

Меню Tools (Инструменты)

Highlight Net...

Высвечивание цепи с указанным именем желтым цветом

Identify Net

Вывод информации о цепи, указанной на ПП курсором

Identify Pin

Вывод информации о выводе компонента, указанном на ПП курсором

Команда

Назначение

Sketch я Track

Автотрассировка цепи в заданном направлении, указанном движением курсора (цепь, выбранная двойным щелчком курсора, и принадлежащие ей выводы отмечаются желтым цветом)

Manual Route

Ручная трассировка с указанием нарушений правил проектирования DRC

Меню Options (Параметры)

Net Properties...

Задание атрибутов индивидуальных цепей: Routing Weight — Приоритет разводки; Length Minimize — требование минимизации длины или указание предпочтительной ориентации; Route Action — выбор способа генерации стрингеров или фиксация цепи; Track Width — ширина проводника. Имеется средство поиска цепи по заданному имени

Parameters...

Задание параметров трассировки: Layers — направление предпочтительной трассировки каждого слоя, возможность генерации стрингеров, наличие металлизации; Units — система единиц, используемая при трассировке; Via Type — наличие /отсутствие сквозных ПО; Channel — отображение ширины канала трассировки (ширина наиболее типичной трассы плюс ширина зазора между трассами), рекомендуется не изменять это значение, рассчитанное SmartRoute; Primary Pad — диаметр типичного вывода штыревого компонента (в их отсутствие . — ширина наибольшей планарной площадки); Via Width — диаметр ПО (заданного в Layout); Primary Track — ширина наиболее типичной трассы; Clearance — зазор между трассами (задан в Layout); Analyze Parameters — оценка времени трассировки и процент разведенных цепей при использовании текущих параметров

Routing Passes...

Задание стратегии проходов трассировки: Memory — трассировка типа «память», Fan Out Used SMD Pins — генерация стрингеров, Pattern — трассировка по образцу, Push N'Shove — проталкивание проводников с раздвиганием мешающих, Rip Up — разрыв и повторная разводка проводников, Evenly Spaced Tracks — раздвигание проводников для равномерного заполнения платы, Track Corners — сглаживание изгибов проводников под углом 45°

Backup Interval...

Задание интервала времени между обновлениями файлов копий проекта AUTOSAVE.RBK

Batch Setup

Составление очереди файлов ПП для трассировки в пакетном режиме (для каждого входного файла указывается имя файла результатов трассировки)

Hints Checkbox...

Включение/выключение режима вывода краткого описания каждой выбранной команды

Меню Auto (Автотрассировка)

Pre-Route Synopsis... (Y)

Просмотр отчета о параметрах проекта и стратегии автотрассировки

Auto Route Batch

Запуск автотрассировки нескольких ПП в пакетном режиме

Auto Route Board (S)

Автотрассировка всей ПП

Команда

Назначение

Auto Route Area

Автоматическая трассировка в указанной области

Auto Route Component

Автоматическая трассировка всех цепей, подходящих к выбранному компоненту

Auto Route Net

Автоматическая прокладка выбранной цепи целиком

Auto Route One

Автоматическая прокладка выбранной трассы одной цепи, соединяющей два вывода

Unroute Board

Удаление всех проводников ПП

Unroute Net

Удаление одной цепи

Unroute Connection

Удаление трасы, соединяющей два вывода

Unroute Segment

Удаление сегмента трассы (между двумя соседними изломами)

Unroute Conflict

Удаление трасс, имеющих конфликты

Stop Auto Router (Esc)

Прекращение автотрассировки

Restart Auto Router

(R)

Продолжение автотрассировки после ее остановки. Трассировка возобновляется с самого начала, однако проложенные ранее трассы заново не прокладываются

Pause Auto Router (P)

Остановка автотрассировки

Меню Help (Помощь)

Help Topics...

Вывод содержания, предметного указателя и средств поиска терминов встроенной инструкции

About SmartRoute...

Вывод номера версии программы

6.3. Программа GerbTool

Программа GerbTool [21] (аналог программы САМ350 [5]) — программа доработки ПП — запускается из начального меню OrCAD Layout (при автономном запуске она функционирует в демонстрационном режиме). Ее входные файлы создаются в OrCAD Layout по команде Auto>Run Post Processor: Gerber Aperture File *.app, Gerber Design File *.gtd, Drill tape *.tap. Входной файл загружается в GerbTool по стандартной команде File>Open, после чего в диалоговом окне, изображенном на рис. 6.17, выбирается перечень слоев, для которых нужно создать управляющие файлы для фотоплоттера, и просмотреть/отредактировать другую информацию. После этого проект загружается в программу OrCAD GerbTool, экран которой изображен на рис. 6.18, а список команд приведен в табл. 6.5. Выходные файлы создаются по командам группы Flle^-Save.

В табл. 6.5 приведен перечень команд программы OrCAD GerbTool v. 7.1.1 и их краткое описание.

Рис. 6.17. Загрузка проекта в OrCAD GerbTool

Рис. 6.18. Экран OrCAD GerbTool

Таблица 6.5. Команды GerbTool

Команда

Назначение Меню File (Файл)

New... (Ctrl+N)

Вызов Мастера создания проекта ПП в формате GerbTool (файл *.GTD содержит информацию о плате в виде Gerber-файлов и списка апертур)

Open... (Ctrl+O)

Открытие проекта ПП в формате GerbTool (после указания имени файла редактируется информация о составе слоев, имени файла таблицы апертур и формате Gerber-файла: RS274-D, RS274-X, FIRE 9000, EIE)

Close

Закрытие текущего проекта

Save (Ctrl+S)

Сохранение текущего проекта с возможностью сохранения Gerber-файлов модифицированных слоев и списка апертур

Save As...

Сохранение текущего проекта в файле с другим именем с возможностью модификации состава слоев и изменения списка апертур (эти изменения не вносятся в текущий проект)

Save All

Сохранение текущего проекта с сохранением всех модифицированных Gerber-файлов слоев и списка апертур

Format

Задание формата вывода управляющих файлов:

Gerber...

Gerber-файлов фотоплоттеров

Drill...

Drill-файлов сверлильных станков с ЧПУ

Mill/Route:

Mill-файла фрезерного станка

Merge

Слияние проектов:

Design

Слияние другого проекта с текущим — объединяется информация одноименных слоев

Gerber

Включение на текущий активный слой информации из Gerber-файла

Import

Импорт данных:

Barco DPF...

Загрузка в активный слой текущего проекта одного или нескольких файлов в формате Barco DPF, если текущий слой пуст; в противном случае информация заносится на вновь создаваемый слой

HPGL...

Загрузка HPGL-файла на активный слой

IPC-D-356

Загрузка файла списка соединений формата IPC-D-356

Drill...

Загрузка информации, содержащейся в Drill-файле, на текущий активный слой

Mill/Route...

Загрузка информации, содержащейся в Mill-файле, на текущий активный слой

DXF...

Загрузка файла в формате DXF

Команда

Назначение

Export

Экспорт данных:

Barco DPF...

Создание управляющих файлов в формате Barco DPF отдельно для каждого слоя

IPC-D-350...

Создание одного файла в формате IPC-D-350, содержащего информацию о всей ПП

IPC-D-356...

Создание одного файла в формате IPC-D-356, содержащего информацию о всей ПП

HPGL...

Создание для текущего окна управляющего файла в формате HPGL

Post Script...

Создание управляющего файля для устройств, поддерживающих PostScript

Page Setup...

Конфигурирование каждой страницы чертежа, выводимой по команде Print

Print...

Вывод на печать

Print Preview

Просмотр каждой страницы чертежа проекта перед выводом на печать

Print Setup...

Конфигурирование принтера

Send

Создание сообщения для электронной почты с присоединенным файлом текущего проекта

1, 2, ...

Список последних загруженных проектов

Exit (Alt+F4)

Выход из программы GerbTool

Меню Edit (Редактирование)

Undo (Ctrl+Z)

Отмена результата выполнения последней команды

Select

Выбор объектов:

New Groupe...

Выделение группы объектов по одному из критериев: Item — отдельные объекты, Window — объекты в окне, Net — цепь, UserData — данные пользователя

Add To...

Добавление в группу выбранного объекта

Remove From...

Удаление из группы выбранного объекта

Invert

Инвертирование выбранной группы — все выбранные объекты становятся невыбранными и наоборот

Clear

Аннулирование текущей выбранной группы

Item...

Редактирование в диалоговом окне параметров отдельных объектов

Copy...

Копирование отдельных объектов, объектов в окне или группы объектов

Команда

Назначение

Move...

Перемещение отдельных объектов, объектов в окне или группы объектов

Delete...

Удаление отдельных ектов

объектов, объектов в окне или группы объ-

Clip...

Задание окна, в пределах которого удаляются данные, удовлетворяющие заданным критериям. Линии, пересекающие это окно, обрезаются на его границе

Join

Объединение двух сегментов линий. Для параллельных или почти параллельных сегментов эта команда не выполняется

Rotate...

Поворот объектов в окне или группы объектов на заданный угол против часовой стрелки

Mirror...

Зеркальное отображение объектов в окне или группы объектов по горизонтали или вертикали, находящихся на всех или одном выбранном слое

Scale...

Изменение масштаба слоев

и смещение изображения одного или всех

D-Code

Изменение D-кодов апертур:

Transcode...

Изменение D-кодов индивидуальных объектов, объектов в окне, групп или объектов, находящихся на определенных слоях

Expand...

Замена в проекте одной или всех апертур пользователей

Scale...

Изменение размера одной или нескольких апертур

Polarity...

Изменение цвета одного или нескольких объектов на противоположный. Команда применяется для форматов RS-274-X и FIRE9000

Align Layers

Выравнивание объектов, находящихся на разных слоях

Origin

Изменение расположения начала координат (0, 0) базы данных

Purge...

Более эффективное использование памяти для хранения базы данных (за счет исключения фрагментации)

Меню View (Просмотр)

Window

Вывод на весь экран изображения в выделенном окне

Zoom In (Серый +)

Увеличение масштаба

изображения

Zoom Out (Серый -)

Уменьшение масштаба изображения

Pan (P)

Сдвиг текущего окна в новое положение, центр которого указывается курсором

Команда

Назначение

All (Ctrl+R)

Размещение на экране изображения всей платы

Film Box

Размещение на экране изображения кадра пленки Film Box

Redraw (R)

Перечерчивание экрана

Sketch

Включение /выключение режима Sketch. В этом режиме изображаются только контуры контактных площадок и осевые линии проводников

Overlay

Включение/выключение режима Overlay. В этом режиме наложенные друг на друга объекты становятся прозрачными

Grid (G)

Включение /выключение изображения сетки

Composites (V)

Включение/выключение режима корректного просмотра изображения нескольких слоев с учетом данных в графе Polarity диалогового окна Edit

Virtual Panel (Ctrl+V)

Изображение виртуальных панелей (используется при мультиплицировании изображения платы)

Clear Highlights

Отмена высвечивания всех высвеченных объектов

Highlights (H)

Включение /выключение режима подсвечивания выбранных групп и ошибок DRC