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在 PCB 设计规则和约束管理方面,许多设计师试图采用“一刀切”的方法,认为同样的规则设定可以进行被反复利用。但对于电路板来说,通用的间距规则和其他设计约束可能会带来过大的误差。要设计出既能按预期工作又易于制造的电路板,layout 约束管理必须精确贴合相关设计。
如果您尚未使用 PCB layout 管理来优化设计,现在正是了解这一技术优势的好时机。Cadence的升级版“一站式” PCB 设计直播课程第四期:规则设置,可以帮助您了解如何全面落实规则驱动设置,解锁高效高质量设计新维度。
▋ PCB layout 约束管理的重要性
电路板设计的精确性直接影响其稳定性和性能。现代设计需严格控制走线间距、宽度、阻抗及信号时序,以满足高速信号、电源承载和EMI屏蔽等电气要求。制造方面,需优化器件布局以适配自动化组装和焊接工艺,确保可焊性、热平衡及返修便利性。缺乏有效的约束管理可能导致信号干扰、时序错误、焊接缺陷或测试困难,影响电路板功能与可靠性。因此,设计规则和约束管理是保障电气性能与制造可行性的关键环节。
PCB layout 的约束管理器显示电源网络设置
▋ 设计约束未完全配置会引发的问题
PCB设计工具提供多种规则约束来指导Layout,但设计人员常因流程繁琐而依赖默认设置,仅凭记忆调整关键走线或间距。这种做法在小设计中可能勉强可行,但手动修改易被后续操作覆盖,且团队协作时易因信息缺失导致错误。因此,采用具备高效约束管理系统的设计工具至关重要,既能简化规则设置,又能确保设计一致性,避免人为疏漏。
PCB 原理图的约束管理器显示相同的电源网络设置
▋ 应该使用的设计约束功能
早期 PCB 设计缺乏规则约束,但现代工具(如 Cadence Allegro X)的约束管理系统大幅简化了设计流程。其功能包括:电子表格化数据输入、可配置显示、原理图/Layout 规则同步、自定义网络/器件分组,以及电气、物理和制造规则的分类管理。支持设置走线宽度、间距、长度、过孔等参数,并可按项目、类别或板层应用规则。导入/导出功能便于约束集管理。合理利用这些功能可优化设计效率,下文将通过示例具体说明。
▋ 恰当的设计规则和约束管理
Constraint Manager 显示分配给网络的过孔
在上图中,一些时钟网络被归为一组。这些网络需要使用特定的过孔,相关过孔在“Vias”列下进行了分配。一旦完成分配,布线过程中就能直接调用指定的过孔,无需手动切换其他过孔。不过,Allegro X 的约束管理器不仅能控制走线宽度和过孔分配,还提供了更强大的控制能力。您可以设置多种电气约束,包括反射与边缘失真、串扰、时序、阻抗和传播延迟,而这些仅仅是入门级设置。
▋ “一站式” PCB 设计之规则设置:问答整理
“规则设置”直播课程的视频的节点和课程内容如下表所示。如需获取全部视频内容,欢迎联系我们获取~~
直播课程时的问答已精简、整理如下,供大家参考。如果您有其他相关问题,可以直接联系我们。
01、SPB17.4 支持向导设定吗?
答:SPB17.4 版本的 Allegro PCB Designer 亦支持分析设置向导。指令路径:Setup → SI Design Setup。
02、元器件建库时,相关参数设置是否有教程或向导?
答:元器件建库时,用户可以使用向导高效完成建库。在建库工具中执行:File → New → Package Symbol(Wizard)。
03、规则执行的优先级是什么?当同一个网络设定了不同的规则时,哪一类规则优先级最高?
答:规则管理器中,规则优先级别如下图。如果一个网络设定了不同的规则,Region 类规则的优先级最高。
04、DFM 不同的工厂都有不同的工艺约束,Allegro X 产品是否有能满足大部分约束的模板推荐?是否可以再做导入导出?
答:用户可通过执行 Setup → Constraints → DesignTrue DFM Wizard,逐步导入 DFM 规则;对于规则复用,用户可以导出/导入规则来实现复用。
05、DFx 可以通过设置禁布区域实现吗?
答:DFx 规则中包含多个类别的规则,Allegro X PCB Designer 中可用的禁布区有 Route keepout、Via keepout、Package keepout、Route keepin 等,用户可按需选用,实现不同的设计要求。
文中素材来源于:Cadence楷登PCB及封装资源中心
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