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技術專題
模擬電路的前5種PCB設計指南
在設計較小的印刷電路板時，網(wǎng)絡組織不會像較大的電路板那樣成為大問題。使用100個網(wǎng)或更少的網(wǎng)，通常可以跟蹤重要信號。而且，電源和地線通常很容易從人群中脫穎而出。
但是在較大的設計上，它可能會變得有些混亂。您可能正在處理電路板上不同區(qū)域具有不同連接要求的多個電源和接地網(wǎng)絡。也可能會有數(shù)據(jù)和地址總線將從分離中受益，以幫助針對特定的路由模式識別它們。對于其中有成千上萬個網(wǎng)絡的電路板，如果沒有工具的幫助，通常無法跟蹤所有各種網(wǎng)絡細節(jié)。
高速設計使問題進一步復雜化。除了多個電源和接地網(wǎng)以及數(shù)據(jù)和地址總線，您還需要解決以下問題：
1、受控阻抗線。
2、時鐘和其他敏感信號。
3、可能需要以特定長度進行路由的網(wǎng)組。
4、具有特定路由拓撲要求的網(wǎng)。
5、差分對路由。
所有這些高速網(wǎng)也可能具有不同的走線寬度和間距要求。最重要的是，它們可能具有特定的層分配或限制以及單獨的長度和匹配的長度要求。對于差分對，還必須將它們布線在一起，并且彼此完全匹配，同時仍要保持其特定的寬度，間距以及與其他網(wǎng)絡的間距。
您可能還會碰到電路板的密集區(qū)域，在這些區(qū)域中必須減小走線的寬度才能完成布線。這種類型的布線也稱為縮頸，在高引腳數(shù)設備（例如，球柵陣列（BGA））中，其布線方式非常緊湊，通常是必需的。
在沒有工具的幫助下，在這種情況下，設計人員必須手動更改走線的寬度才能連接走線。跟蹤頸縮需要使用新的布線網(wǎng)格來進行跟蹤并重新定義跟蹤間隔要求。從具有數(shù)百個引腳的BGA布線走線可能會導致設計人員進行大量繁瑣的手工工作。
幸運的是，有一種PCB設計工具可以幫助設計人員組織工作并優(yōu)化走線的方法。
使用PCB Layout Net分類有什么幫助？
在當今的PCB設計CAD系統(tǒng)中，您可以使用設計規(guī)則和約束將跟蹤布線要求分配給設計中的各個網(wǎng)絡。這將使您可以控制每個網(wǎng)絡的走線寬度，間距，長度和拓撲值，這些工具將通過在線設計規(guī)則檢查為您檢查這些值。
這將確保您的走線將滿足您所需的路由要求。但是要注意的是，對于具有數(shù)千個蚊帳的電路板，可能需要進行大量工作才能完成所有這些工作。這是設置網(wǎng)絡分類的真正幫助所在。
網(wǎng)絡分類或網(wǎng)絡類別可讓您將類似的網(wǎng)絡分組在一起，并為其分配規(guī)則集。例如，您將從為所有網(wǎng)絡分配默認規(guī)則開始，然后為電源和地面網(wǎng)絡創(chuàng)建一個類。分類后，您可以為電源和接地分配一組特定的規(guī)則和約束。如果您有多個具有不同路由要求的電源和地面網(wǎng)絡，則只需將它們分配給鏈接到一組不同規(guī)則和約束的其他網(wǎng)絡類別。
之后，您將為地址和數(shù)據(jù)線以及上面提到的其他高速路由需求創(chuàng)建更多的網(wǎng)絡類。與權力和地面一樣，您也將為這些類分配唯一的規(guī)則和約束集。
這似乎是一項艱巨的工作，但值得慶幸的是，有些工具旨在使您的工作更輕松。在Cadence Allegro中，使用約束管理器將網(wǎng)絡規(guī)則和約束分配給網(wǎng)絡和網(wǎng)絡類。該工具可在Allegro工具的原理圖和布局側(cè)之間工作，并雙向傳達設計規(guī)則和約束更改。
在下面的圖片中，您可以看到通過在原理圖中選擇一組網(wǎng)絡，這些網(wǎng)絡又在約束管理器中被選中。這允許在原理圖捕獲期間將路由信息附加到網(wǎng)絡類，然后將其轉(zhuǎn)發(fā)到布局中。
約束管理器能夠根據(jù)網(wǎng)絡名稱進行識別和分組，或者從原理圖或布局中進行選擇，從而為用戶提供了強大的功能和靈活性。這為用戶節(jié)省了大量時間，而不必手動輸入所有這些網(wǎng)絡信息。接下來，我們將看一下Cadence Allegro如何處理此過程以及如何使您的布局工作變得更加容易。
使用Allegro中的約束管理器來組織網(wǎng)絡
Cadence Allegro工具中的約束管理器為用戶提供了許多有關如何配置其數(shù)據(jù)顯示的功能。您可以將優(yōu)先級分配給不同的列，以限制它們的顯示以及更改列的寬度。您還可以通過多種不同方式查看和使用數(shù)據(jù)。例如，您可以通過規(guī)則集本身或網(wǎng)絡名稱，網(wǎng)絡類別，電路板上的區(qū)域或內(nèi)部層來使用間距規(guī)則。
要做的第一件事是創(chuàng)建一個新規(guī)則（如果尚不存在），您可以將其分配給一類網(wǎng)。在約束管理器中，可以創(chuàng)建不同的規(guī)則，例如物理規(guī)則或空間規(guī)則，并且它們的創(chuàng)建是一個簡單的過程。您將給新規(guī)則一個唯一的名稱并輸入所需的值。
一旦設置了規(guī)則，下一步就是創(chuàng)建網(wǎng)絡類。如下圖所示，我們從布局中選擇了一組網(wǎng)，并使用約束管理器根據(jù)所選內(nèi)容創(chuàng)建了一個新的網(wǎng)類。創(chuàng)建了net類之后，下一步就是為其分配規(guī)則，然后完成。
借助在Cadence Allegro中創(chuàng)建不同規(guī)則和約束的能力，您可以精確控制如何路由每個網(wǎng)絡或網(wǎng)絡類別。您可以設置以下規(guī)則：
1、跡線寬度，包括縮小尺寸。
2、跡線之間的間距以及與特定網(wǎng)絡的唯一間距。
3、間隔特定的設計對象，例如通孔銷或SMT銷。
4、可以在哪些層上布線特定的網(wǎng)絡。
5、在某些區(qū)域中特定的跡線寬度或間距。
6、什么通孔將用于單個網(wǎng)絡或網(wǎng)絡類別。
7、差分對的走線寬度和間距將是多少。
從那里，您還可以設置規(guī)則和約束條件，這些規(guī)則和約束條件可以分配給網(wǎng)絡類別，以實現(xiàn)走線長度，路由拓撲，信號完整性，時序和阻抗。