Allegro PCB设计

第八章AllegroPCB设计本章主要讲解如何使用Cadence公司的PCBEditor软件来进行印制电路板（PCB）的设计。由于前面已经讲述了焊盘以及PCB封装的制作，本章主要讲解如何创建PCB外形框图符号、PCBEditor的使用、PCB设计的规则设置以及PCB设计的布局、布线等几个方面。对于一个项目的设计，如果把原理图的设计看作设计的前端，那么PCB设计就是这个项目的后端，PCB设计是由原理图设计来约束、决定的，一个项目的PCB设计是从原理图输出到PCB设计环境开始的。一、PCBEditor软件介绍1、PCBEditor软件的打开在前面的学习过程当中，我们一直是从项目界面中点击“Layout”按钮来启动PCBEditor软件，另一种方法就是直接启动“开始菜单/程序/AllegroSPB15.5.1/PCBEditor”。2、Allegro界面Allegro是Cadence公司的PCB设计工具，提供了一个完整、易操作的PCB设计环境，其用户界面包括、标题栏、菜单栏、工具栏、编辑窗口、控制面板、状态栏、命令栏及视窗栏组成，如图8_1所示。8_1下面详细介绍一下各栏：1）标题栏标题栏是显示当前打开的界面的位置及所选的模块信息。2）菜单栏Allegro的菜单栏共由File（文件类）、Edit（编辑类）、View（查看类）、Add（添加类）、Display（显示类）、Setup（设置类）、Shape（敷铜类）、Logic（逻辑类）、Place（布局类）、Route（布线类）、Analyze（分析类）、Manufacture（制造类）、Tools（工具类）以及Help（在线帮助）等14个下拉菜单组成。（1）File文件类的下拉菜单中的命令主要包括：新建、打开、查看最近的设计及保存文件，输入、输出一些文件信息，查看一些临时文件，打印设置、打印预览、打印、设定文件属性、更改产品模块，录制scr文件及退出命令。（2）Edit编辑栏的下拉菜单中主要包括：移动、复制、镜像、选装、更改、删除、敷铜（Z-copy）、负片层处理、调整线、编辑字符、编辑组、编辑属性、编辑网名的属性、前进及返回上一步命令。（3）View查看栏的下拉菜单主要是有关界面的操作，如放大显示、缩小、适中显示、颜色的设置、更新及用户自定义界面等命令。（4）Add添加栏的下拉菜单主要包括：添加一条线、添加一个圆弧、添加一个圆、添加矩形、添加字符等命令。（5）Display显示栏的下拉菜单中包括：各条目颜色的设置、查看信息、测量、查看各属性、高亮显示、取消高亮显示、显示特定的飞线、不显示飞线等命令。（6）Setup设置栏的下拉菜单主要是对Allegro的属性进行设置，如制图参数设置、制图状态设置、字号的设置、设置子层、设置叠层结构及材料、设置过孔、设置规则、定义属性、定义列表、设置特定的区域、设置边框及用户自定义的设置等命令。（7）Shape敷铜栏的下拉菜单主要是有关正片敷铜的一些命令，这里的敷铜不仅仅是信号层的敷铜，也包括一些区域和禁止布线区域等。此下拉菜单主要包括：敷铜、选中一个敷铜或避让、手动避让、编辑敷铜的边界、删除孤立的铜、改变敷铜的类型、合并敷铜、检查及动态敷铜的设置等。（8）Logic逻辑栏的下拉菜单主要是有关逻辑类的操作，如更改网名、定义网络拓扑、定义差分对、定义直流变量、更改位号、定义分部分、终端分配等命令。（9）Place布局栏的下拉菜单基本上都是与布局相关的操作，如手动添加元件、自动添加元件、自动布局、调整引脚映射、更新库、更新设置文件等。（10）Route布线栏的下拉菜单主要包括布线、推线、绕线、平滑线、自己选择布线、自动选择扇孔、自动布线、选择网名是否倒角、自动修线（Gloss）等命令。（11）Analyze分析栏的菜单的命令是用来仿真分析的，包括信号完整性的分析和电磁兼容性的分析。两者都需要其他软件模块的支持，需要一定的授权。（12）Manufacture与PCB加工相关的所有命令，都在此下拉菜单中，包括自动标注、产生光绘文件、产生钻孔文件、自动添加测试点等命令。（13）Tools工具栏的下拉菜单中主要包括：创建模块、焊盘的编辑、焊盘的更新、驱动连接（对没有连接到焊盘连接点上的线自动连接）、产生报告文件、仿真设置向导、数据库的检查、更新DRC错误、自动对比设计、查看其它设置文件等命令。（14）Help帮助栏的下拉菜单，提供随时的帮助文件，在使用时，如对哪个命令不熟悉，可以将鼠标放到命令上，然后单击键盘的F1，软件会自动打开关于此命令的讲解文档。3）工具栏Allegro的工具栏是由File、Edit、View、Add、Display、Setup、Shape、Place、Route、Dimension、Manufacture、Analysis、Misc共13个不同的条目组成。由此13个条目组成的工具栏是可以由用户根据自己的习惯来自己定义，选择菜单栏中的View/Customize/Toolbars命令打开定义工具栏对话框，如图8_2所示。在对应条目前的选项卡打勾即可以选择自己要打开的工具栏。Commands：此选项卡为每一条工具栏中所包含的命令，也可以将单个的命令拖出到工具栏中。ShowTooltips：选中此项，打开工具解释项。当鼠标停留在一个工具栏图标上时，软件会自动显示出该图标的意义。CoolLook：选中此项，工具栏各个图标以平面显示。LargeButtons：选中此项，则为大图标显示，否则为小图标显示。New：新建一个工具栏的项目。Reset：重新设置工具栏。Defaults：回复到默认设置。4）控制面板Allegro的控制面板不仅是对各工具命令控制的窗口，同时也是一个用户和软件的交互的窗口。该功能体现了Allegro操作的方便性，使得用户不必去记每个命令的相关参数设置位置，当用户去执行一个命令时，控制面板中的Options项会自动显示与当前命令相关的设置，供用户来进行设置，此栏分为Options、Find、Visibility三个条目。（1）Options此项的功能是显示与正在使用的命令有关的设置项。在没有命令执行时，该项是显示当前的层及其分层，如图8_2（a）所示。当执行命令时，该项会显示当前命令的有关设置来供用户设置。现在以Move命令为例，当单击编辑工具栏中的按钮，此项就显示和移动相关的设置，如类型、角度、移动点等，如图8_2（b）所示。（a）（b）8_2（2）Find此项功能为选择过滤项，我们知道印制电路板由线、元件、过孔、敷铜等好多部分组成。此项的功能就是帮助我们在进行操作时过滤选项。它由两部分组成：DesignObjectFindFilter和FindByName，如图8_3所示。8_3◆DesignObjectFindFilter选项此项是根据印制电路板中的各个部分来过滤。◆FindByName选项此项是按照名字分类来选取，有Net（网名）、Symbol（符号）、Devtype（元件类型）、Symtype（符号类型）、Property（属性）和Group（分组）等类可供选取，在进行不同的操作时，分类的选项也不一样。（3）Visibility此项层面显示及打开控制选择项，用户可在此对线、引脚、过孔、错误、平面层及每一层单独地选择显示与否，如图8_4所示。8_45）命令栏显示目前使用的命令信息，并且可在此输入命令来执行一定的操作。6）编辑窗口为Allegro的设计界面。7）视窗栏显示整个电路板的轮廓，在此可以使用鼠标来控制界面的缩放及电路板的移动，如图8_5所示。8_58）状态栏状态栏是显示正在执行的命令及其状态、鼠标的坐标位置，如图8_6所示。Cmd的3种状态：▼绿色代表正常状态（idle表示当前无操作命令）。▼红色代表执行状态（不能终止操作）。▼黄色代表执行状态（可以通过单击Stop来终止操作）。单击按钮，弹出如图8_7所示对话框，在弹出的对话框中输入坐标，软件会自动缩放到输入的坐标点。8_68_7二、Allegro的环境设置当进入到Allegro软件中，在进行设计之前，必须知道各种Allegro文件的类型和设定Allegro的工作环境。1、Allegro的文件类型描述Allegro根据不同性质的文件，分成了不同的类型，并用不同的扩展名来表示，在Allegro中常用的类型如表8_1所示。表8_1Allegro文件类型描述文件扩展名文件类型描述.brd电路板文件.dra元件或焊盘的库文件中的可编辑保存文件（也叫图形化文件）.pad焊盘文件，在做库俄时候调用.psm库文件的一种——用来保存一般元件.osm库文件的一种——用来保存由框图及文件说明组成的文件.bsm库文件的一种——用来保存PCB外框及定位孔组成的文件.fsm库文件的一种——用来保存热焊盘文件.ssm库文件的一种——用来保存特殊外形元件.mddModule文件（创建module的文件可直接调用module）,tap输出的钻孔文件.scrAllegro录制文件.art输出的光绘文件.log产生的一些临时文件.colorView层面文件.jrl记录Allegro的操作文件提示：当进行元件库的设计需要调用.pad文件，当进行电路板设计时，在放置元件时要调用库文件和.pad文件。库文件由.dra文件和.psm文件两部分组成。在Allegro中新建一个设计时，要选择不同的类型，如图8_8所示。8_82、Allegro工作文件的设定1）设定制图参数选择Setup/DrawingSize打开制图参数对话框，如图8_9所示。8_9对图中的各项说明如下：Project：PCB存放的位置。Drawing：当前PCB的名字。Type：选择图纸的类型。UserUnits：通过下拉菜单选择设计所用的单位。Size：通过下拉菜单选择图纸的尺寸，包括A、B、C、D以及Others。Accuracy：定义精度即小数点后面的位置，一般mil选择2位小数点，mm选择4位小数点。LeftX：图纸当前圆点的X轴坐标（即编辑窗口左下角横坐标）LowerY：图纸当前圆点的Y坐标（即编辑窗口左下角纵坐标）。Width：所选图纸的宽度。Height：所选图纸的高度。MOVEORIGIN：定义新的零点坐标，在X、Y中输入想定义成圆点的X值和Y值即可。2）设定制图状态选择Setup/DrawingOptions打开制图参数对话框，如图8_10所示。8_10制图状态的设置包括：Status（状态）、Display（显示）、Text（字符）、LineLock（布线模式）和Symbol（元件库）5个选项卡的参数设置。（1）Status的设定此选项卡的设置主要是对印制电路板总体情况的一个查看及对错误和动态敷铜的设置，如图8_10所示。可以在此查看印制电路板的总体情况：未放置元件数量、未布线的网名数、孤岛数、未定义的敷铜数、未更新敷铜及DRC的错误个数。DRCerrors：在此设定是否在线检查DRC且可以更新DRC。一般建议大家选择在线DRC。另外，还可以给没有定义高度的元件设置默认高度值（Defaultsymbolheight）Shapes：在此设定动态敷铜俄模式：Smooth（自动避让后的敷铜）、Rough（选择性避让敷铜）、Disabled（全部没有避让的敷铜）。最好在产生光绘时多有动态敷铜必须是Smooth的状态，否则不能产生光绘文件。可以单击按钮来完成动态敷铜的更新。（2）Display的设定此选项卡主要是对印制电路板的显示情况进行设置，对话框如图8_11所示。8_11各选项说明：Connectpointsize：设定T点的大小。DRCmarkersize：设定DRC符号的大小。RatT（Virtualpin）size：设定T点飞线的大小。Maxrbandcount：设定元件最多飞线显示数目。Ratsnestgeometry：设定飞线的布线模式。Jogged表示飞线自动显示有拐角的线段，Straight表示显示最短的直线段。Ratsnestpoints：设定飞线的连接点之间的距离。Cloeestendpoin