一、如何走蛇形線?
蛇形線是布線過程中常用的一種走線方式,其主要目的是為了調節延時滿足系統時序設計要求,但是設計者應該有這樣的認識:蛇形線會破壞信號質量,改變傳輸延時,布線時要盡量避免使用,因此一塊PCB上的蛇形線越多並不意味着越“高級”。實際設計中,為了保證信號有足夠的保持時間,或減小同組信號之間的時間偏移,往往不得不故意進行繞線,例如DDR*(DDR1/DDR2/DDR3)中的DQS與DQ信號組要求要嚴格等長以降低PCB skew,這時就要用到蛇形線。
(1)設置蛇形線的參數。蛇形線的參數主要有線長、同組線線長的差值、平行線段距離(Gap)及平行線段長度。Router中打開項目瀏覽器(Project Explorer),展開Net Objects樹形列表下的Net項,選擇需要等長的網絡(此處是DDR_DQ[15..0]以及DDR_DQS[1..0]),右擊選擇Copy,如下圖所示。
(2)點擊Nets組上的Matched Length Nets Groups,右擊后選擇Paste將上述網絡粘貼到該項內,如下圖所示。
(3)此時在Matched Length Net Groups組內出現一個默認名為MLNetGroup1的網絡組,展開就可以看到,拷貝的網絡在這里出現,如下圖所示。
(4)點擊MLNetGroup1網絡組,右擊后選擇Properties,彈出如下圖所示的對話框。
其中Tolerance即網絡組內最長與最短走線的之間的差值,PADS默認不對走線長度加以限制,若需要,可勾選Restrict length進行相應的設置,此兩者的值可根據經驗或仿真結果進行設置。
(5)點擊工具欄上圖標或按熱鍵Ctrl+Enter,選中Options對話框中的Routing頁表項,其中紅色框中的參數即針對蛇形線,這里我們把平行線段距離(Gap)設置為3,點擊OK,即可完成蛇形線的設置。
(6)在PCB中選定一個引腳,按F3開始走線, 在需要走蛇形線的地方停頓,右擊后選擇Add Accordion,即可開始蛇形走線,如下圖所示。控制方面的細節不再贅述。
(7)完成蛇形線后,右擊選擇Complete Accordion即可進入常規走線模式。
(8)最后完成的結果如下圖所示。
細心的讀者可能發現自己走出來的有135o角,而上圖中卻是弧線JJ,是的!走出來的原本不是弧線,是在Layout中通過Add Miters處理過的。
用Layout打開剛才的PCB,選擇菜單欄Tool -> Options后出現如下對話框,
在Miters組合框內選擇Arc,表示對走線進行圓弧修正,Ratio可按具體情況設置,此處為3,此值不宜過小(沒效果)亦不可過大(有些角度修正不到位),Angle為135o,表示允許對135o角進行修正,完成后點擊OK即可。
選擇需要修正的網絡,右擊后選擇Add Miters如下圖,這樣蛇形線就成圓弧走線了。
上述操作有點繁瑣,PADS9.0及其以上版本提供了新的功能,可以直接走圓弧蛇形線。
二、如何走差分線?
差分信號在高速電路設計中應用越來越廣泛,如USB、HDMI、PCI、DDR*等,承載差分信號的差分線主要優勢有:抗干擾能力強,能有效抑制EMI、時序定位精確等,對於PCB工程師來說,最關注的是如何確保在實際走線中能完全發揮差分線的這些優勢。
(1)定義差分對信號:在Router中,同時選定需要走差分線的網絡(Net),右擊后選擇Make Differential Net,如下圖所示。
(2)打開項目瀏覽器Project Explorer窗口,展開Net Objects樹形列表下的Differential Pairs項,剛剛定義的差分對DM<->DP就在這里,選定該差分對后右擊選擇Properties,如下圖所示。
(3)在彈出的對話框中,可設置相應的線寬及線距,此處分別設置為8與6(8:8:6)。
點擊OK,即完成差分對的定義。
線寬及線距影響差分線的阻抗,其值可由Polar SI8000軟件粗略估算一下,如下圖所示,對於阻抗要求高的可與PCB廠家溝通確定。
(4)選擇其中的一個引腳,按F3或單擊工具欄上圖標,即可開始差分對布線(與常規布線一致),如下圖所示。
(5)在終端處需要分開布線,右擊后選擇彈出菜單中的Route Separately,如下圖所示。
(6)按如上操作后,按常規走線完成即可,如下圖所示。
至此已經完成了差分線的走線,有些讀者可能會見過一些如DDR*的板子,差分線也走了蛇形線,其實將上述兩個結合起來是很容易做到的,這里就不贅述了。
三、如何統一修改元件標號字體?
LAYOUT完畢后進行元件標號字體調整時,你是否試圖用Select Document+Select All來選定所有標號?可結果卻並不令人滿意。
(1)在Layout中,選擇菜單欄Edit -> Filter…,將對話框按如下圖設置(即僅勾選Labels)。
(2)右擊->Select All,即可選定所有的元件標號,再右擊-> Properties,即可出現下圖對話框,此時可進行需要的設置。(需要注意的是,Layer下拉列表不應選擇任何層,否則絲印會放在錯誤的板層上)
當然也可以用Select Document+Select All的方式,前提是在Layout中菜單欄Setup -> Display Colors中僅選定Ref.De(縱向欄),如下圖所示,這種方法較費時一點。
四、如何做到20H規則?
電源層與地層之間變化的電場在板邊緣會向外輻射電磁干擾(EMI),稱為邊沿效應。20H規則可將70%的電場限制在接地層邊沿內,100H可達到98%。
(1)在Layout中,選擇菜單欄Setup -> Design Rules… -> Conditional Rules,在出現的Conditional Rule Setup對話框的Source rule object中選擇需要約束的Nets(這里是DVDD),Against rule object中選擇POWER層(自定義的電源層名稱),確定Clearance單選框,點擊Create,在左下角的Existing rule sets中即出現定義的約束項,如下圖所示。
(2)選擇該約束項,點擊Matrix…,在下圖所示對話框中的Board與Copper處填入200(此處假定電源與地層的間隔為10mil,讀者可按需要進行配置)
(3)點擊OK,即可完成規則設置,以上規則約束表示:當DVDD在POWER層時,Copper與Board之間間距為200mil。同樣可以設置其它的規則,下圖為一PCB進行20H規限后的圖片。
讀者也可以嘗試在菜單欄Setup -> Design Rules… -> Net中進行規則約束,效果大體是一樣的。
五、如何自定義快捷鍵?
熱鍵(或快捷鍵)是每一個EDA工程師會(也應該)關注的問題,因為好用且合理的熱鍵可以使工作效率大幅度地提高。PADS定義了很多無模命令可以實現這一目的,但菜單執行的熱鍵卻不大友好,甚至還不如Protel。當你因為PCB一點點修改而進行第N次Flood時,你是否會因為屢次陷入點擊Tools –> Pour Manager… Tools -> Pour Manager…這個“圈套”而感到厭煩?當你看到下圖所示的由三個鍵堆積起來的按鍵組合時,會不會有點望而生畏的感覺?! 沒關系,現在我們可以定義自己的熱鍵。
(此處刪除了舊版本中關於修改menufile.dat文件自定義快捷鍵的方法)
在PADS9.0及其以上版本定制快捷鍵非常簡單。選擇Tools -> Customize即可彈出自定義對話框,切換到Keyboard and Mouse選項表,此時應如下圖所示。
我們仍然以Display Colors為例進行快捷鍵的定義。如上圖所示找到該項,可以看到,在Current shortcuts(當前快捷鍵)為空,表示尚無該功能對應的快捷鍵,這時我們單擊上圖紅色方框所示的新建按鈕,即可彈出如下圖所示的對話框。
在這里,直接按鍵盤上的快捷鍵組合,在該對話框中即會有相應的文字,比如,我們按Ctrl+G,軟件就會識別到,並以文字形式自動錄入到上圖的文本框中(即上圖中的Ctrl+G不是一個個字母敲進去的,而是軟件識別我的Ctrl+G按下的動作自動填入的),
點擊OK后,即可彈出如上圖所示的對話框,提示我們該組合鍵已經被分配給“創建聯合體”命令,與之前的類似,該功能所用之處甚少,可以分配給CTRL+G,我們點擊“是”,這樣快捷鍵就定義好了,很方便吧!
六、如何做帶定位孔的封裝?
我們常見的很多元器件都會帶幾個定位孔,特別是接口器件,如HDMI、USB、LAN等,很多工程師實現這些定位孔的方法就是:增加焊盤,把焊盤內徑=外徑,如下圖所示網絡接口封裝的兩個定位孔。這樣做的確能夠實現,且制作起來很快捷,但在PowerLogic與PowerPCB同步導入封裝時,你有時會發現導入不成功,而且這種做法從封裝管理與標准化來看也是不規范的。沒有辦法了嗎?答案是否定的,以下我們將該接口的定位孔用另外一種方法來做。
(1)進入封裝編輯窗口后,切換到Drill Drawing層,如下圖所示:
(2)點擊工具欄上Drafing Tool工具集,在展開的子工具條下,選擇2D Line;
(3)右擊空白區,在彈出的快捷菜單中,選擇Circle,如下圖所示:
以上步驟表明:我們將在Drill Drawing層用2D Line實施畫圓操作,因為Drill Drawing就是PowePCB中的鑽孔層,在該層添加圓即可實現添加鑽孔的目的。
(4)在定位孔坐標處(此處為[0,0])添加半徑為64mil(直徑128mil)的圓,完成后應如下圖所示:
(5)同理,將坐標點為[-500,0]處添加一個相同屬性的圓,如下圖所示:
(6)這樣基本完成了定位孔在封裝里的建造,但這樣會引起一個問題,就是LAYOUT時走線也可以穿過,如下圖所示,按原意,定位孔里是不應該存在走線與其它事物的,怎么樣解決這一問題呢?有些讀者可能想到用Keepout覆蓋PCB中的兩個定位孔,對!更好的,我們可以在封裝中直接做好“一勞永逸”!
(7)同樣在第一步展開的子工具欄下選擇Keepout,在空白區域右擊,選擇彈出快捷菜單中的circle項,畫兩個任意大小的圓(之所以在此處不設定半徑的值,是因為該步中不容易精確指定,因此留在后面執行),在彈出的對話框中按如下圖所示配置:
以上選項表示:在該Keepout內,不允許走線、灌銅、過孔、跳線、測試點等等。
同理,再畫另一個相同屬性的圓。
(8)右擊選擇Anything,再雙擊Keepout邊框,將兩個圓的半徑設置為64mil,再將兩個Keepout分別定位到坐標為[0,0]、[-500,0]位置覆蓋前述在Drill Drawing中完成的定位孔,完成后應如下圖所示:
(9)如下圖所示,現在走線不能穿過該區域了,同樣其他事物都不可以,這就相當於一個板槽一樣,這樣做封裝的過程,看似很麻煩,讀者可根據自己的需求選擇一種(比較常見的還是增加焊盤,把焊盤內徑=外徑,因為簡單)。