Download
1 / 71
710 likes | 1.33k Views
第三讲、 OR-CAD 之 LAYOUT 印刷板图设计模块. 培训主题： OrCAD Layout 培训时间：两个课时 培训地点：******. 电路板设计与 Layout 的操作流程. 电路设计流程. Layout Plus 开启流程. 载入板筐或技术模板. 绘制电路图. 载入网络表. 进行电路模拟. 储存电路板档案. No. 正确？. 绘制板筐. Yes. 放置元件. 设计电路板. 自动布线与后续作业. Layout 初步. Layout 管理主界面. 新建板图文件. 打开板图文件 (.max). Layout 初步. 基本步骤 :
E N D
第三讲、OR-CAD 之LAYOUT印刷板图设计模块 • 培训主题：OrCAD Layout • 培训时间：两个课时 • 培训地点：******
电路板设计与Layout 的操作流程 电路设计流程 Layout Plus开启流程 载入板筐或技术模板 绘制电路图 载入网络表 进行电路模拟 储存电路板档案 No 正确？ 绘制板筐 Yes 放置元件 设计电路板 自动布线与后续作业
Layout初步 • Layout 管理主界面 新建板图文件 打开板图文件(.max)
Layout初步 基本步骤: 1、绘制用于LAYOUT的电路图（电路图中的器件应该指明封装形式属性PCB Footprint） 2、生成用于LAYOUT的网表 3、在LAYOUT中建立新的板图文件(.MAX),载入由电路图生成的网表。 4、设置布板布线规则，运用LAYOUT 的自动布板、布线功能进行布局布线。手工修改自己不满意的地方。
Footprint为ax/rc05 Footprint为to92 Layout初步 • 例子： 1、进入capture 建立新的工程， 工程类型为PC board（也可以选 择其他类型，只要设置了footprint属性） 2、绘制电路图，注意元件应该 设置了footprint属性 3、生成用于layout的网表(.mnl) 请选择英值单位(inch),选择公制单位将会出现错误
Layout初步 4、启动layout，建立新的板图文件。 A、在载入设计模板文件时，板图模板(board templates .tpl)或技术模板(technology templates .tch)先选择默认文件 B、载入您生成的网表文件 C、选择生成板图(.MAX)的 保存文件
Layout初步 5、 A、如果没有错误，系统将 根据模板文件和网表文件 建立一个新的板图 B、如果有元件的封装形式 没有指定或指定不正确，系 统将让您重新指定封装形式 C、如果出现错误，系统将 不会载入网表，请重新生成 网表，重复以上步骤
Layout初步 • 板图模板（board templates）： 后缀 .tpl；规定了板图的大小、形状和基本的设计规则 • 技术模板（technology templates）： 后缀 .tch；规定了与板图设计有关的各类技术细节，如布板布线策略、板图的使用层数、各类导线的宽度等各类信息。 请看演示 …….
Layout的操作环境 文件和库操作 视图操作 元件操作模式 边框操作模式 进行设计规则检查 编辑操作 文字操作模式 焊盘操作模式 重画画面（F5） 预拉线操作模式 错误符号操作模式 激活元件资料窗口 所在的板层选择 热键为数字键(0,1,2,3……) 手工布线模式—线头操作 手工布线模式—线段操作 打开颜色表格 重新连线模式 推挤式手工布线模式 启动设计规则在线检查 自动路径式手工布线模式
Layout的入门操作 • 绘制边框 1、点击 进入边框(障碍物)操作 模式， 2、选择板层为global layer （对所有板层都有效，热键0) 3、用鼠标在板图商绘制边框 • 自动布板 菜单 auto>place>board layout板本中不提供自动布线 功能，layout plus 板本中 才有自动布板功能 • 自动布线 菜单 auto>autoroute>board
Layout的入门操作 • 自动布板结果 • 自动布线结果
绘制电路图应注意的事项 • 电源及接地符号的名称一定要与元件中隐藏式电源或接地接脚一致才行 • 对于使用同一电源，但接脚名称不一样的接脚，应在各自设置一个相同名称的电源符号，然后把它们相连接，才能达到所有电源接在一起的目的。不同名称的接地接脚也是一样，必须各自设置一个相同名称接地符号或电源符号，然后把它们相连接，才能达到所有接地接脚连接在一起的目的 • 产生网络表时，除了要选择Layout格式的网络表外，特别要注意选项一定要选对（使用不同的模版文件对于单位的设置也有所不同）例如如下错误： Cannot load a metric netlist on top of an english board or template. 原因：使用的是英制单位的模版文件，而生成的网表却采用的是公制单 位。
基本操作 • 元件操作 • 障碍物编辑与铺铜 • 预拉线编辑 这种连线以预拉线的形式出现，用户只要连接要连接的节点即可，自动布线时将由系统考虑走线路径） • 导线编辑 • 文字编辑 • 批量添置元件（以圆形排列） • 查找元件与查询元件详细信息
Layout的元件操作 • 注意事项： 1、当我们进行元件操作之前，首先按DRC钮，取消在线DRC功能。否则零件只能在白框(DRC/Route框）内操作，在取消在线DRC功能模式下可进行以下操作： 零件搬移，零件旋转与翻转，零件的复制与删除， 零件的属性编辑，放置新零件 2、在进行手工布线操作时，必须在布线框中才能进行。 3、扩大DRC框和布线框的方法,Tools>Zoom DRC/Route Box （热键为B），鼠标变成Z时，可以在版图上画出新的布线框或DRC框。
Layout的元件操作 • 元件搬移 在元件操作模式下，指向要搬移的元件，按鼠标左键或空格键，元件搬至目的地后，按鼠标左键或空格固定。 • 元件的旋转与翻转 在元件操作模式下，指向要旋转与翻转的元件，按鼠标左键或空格键；紧接着按“R”键，同样地按Ctrl+“T”键即可将该元件左右翻转，在按鼠标或空格键可固定之。 • 元件的复制与删除 在元件操作模式下，指向要复制或删除的元件，按鼠标左键或空格键；紧接着按Ctrl+“C”键即可复制这个元件。
Layout的元件操作 • 元件属性编辑 在元件操作模式下，如要编辑元件的属性时， 则指向该元件，点击鼠标右键选择属性（或者 双击鼠标左键），将出现元件属性编辑对话窗 Group #:默认值为0，表示不属于任何组。属于同一组的器件在自动放置时将尽量放置的近一些，以减少走线。 Cluster ID：在所要编辑的元件的对话窗中这一栏填入要与其在一个簇的元件序号，之后它们将作为一个整体， 如要取消，则进入Spreadsheet-Component选种该簇元件，在对应的栏位填入“-”。 Key：设置该元件为其所属簇的主要元件，而该簇将以此元件的元件序号为簇的识别码。 Do Not Rename：设置重新编序时，如选择本选项，这个元件的元件序号不会被更动；
Layout的元件操作 • 放置新元件 在元件操作模式下，在编辑板图上的任一点（不选中元件）点击鼠标右键，选择NEW，可以取用新的元件
Layout的元件操作 • 在元件操作模式下，在编辑板图上的任一点（不要在元件上）点击鼠标右键后除了可以选择new外还有其他几个选项 功能如下: Queue For Placement: 是排列所选取的零件，当选取此命令后， 将出现对话窗口,您可以在这里设置选择那 些元件（默认为选择所有的元件）。 Place:放置刚才以Queue for Placement…命 令所选取的零件。 Select Next:对Queue for Placement…命令所 选取的零件一个一个选取，直至一 一完成。 Select any…..:选取需要的元件（可以作查找命令用） Minimize Connections：进行网络最短路径的处理，这样利于布线。 Undo:取消最近一次操作。
Layout的元件操作 • 有关元件的其他操作 在元件操作模式下，选取一个元件，该元件将呈现浮 动状态，按鼠标右键，将出现如右图的功能表： Shove：本命令的功能时以所选取的元件为准，将与该元 件没有保持安全距离的元件推开（最好用热键J） Adjust：本命令的功能是以所选取的元件为准，调准该元 件与临近元件之间的位置关系。（最好用热键CTRL+J） Matrix Place：进行陈列式布置 (定义阵列Tool>matrix) Swap：对所选取的任意两个元件调换（Ctrl+W）, (选中第一个元件>swap，点选第二个元件）。 Rotate：旋转所选取的元件 Opposite：对所选取的元件左右翻转。 Alternate Footprint：更改该元件的外形（当您加入一个新外形，它可保存在内存里，再使用本命令可出现这些元件）。 Make / Break / Lock / Fix / Select Next / Minimize Connections ： 这些命令的功能切换是否可搬移。（Fix 解除： >component : flag栏）
障碍物（边框）的编辑与铺铜 • 新建障碍物 1、点击 ,进入障碍物(边框)操作模式 2、选择板层 3、用鼠标在板图商绘制边框(障碍物） • 编辑障碍物属性 进入障碍物编辑状态，鼠标右键>properties Obstacle Name-设置障碍物名称 Obstacle Type-设置障碍物种类，其选项说明为： Anti-copper area:在铺铜区设立一个无铜区（反铺铜） Board outline:边框类型，板层应为所有板层（Global Layer） Comp group keepin:设置某一群组元件一定要放置在该禁止区内 Comp group keepout:与上相反 Comp height keepin:让某一高度元件一定要放置在此禁止区内 Comp height keepout:与上相反 Copper area:设置为某区域为满铜膜区,可指定与接脚或网络连接
障碍物（边框）的编辑与铺铜 Copper pour:设置某区域为铺铜区,它将自动闪避其中的走线,焊盘或导孔 Detail:设置障碍物为资料层,可为组装图,钻孔资料或元件序号等,通常会作成绢印板, 印在电路板上 Free track:设置其为具有电气特性,可连接至某接脚或网络 Intertion outline:设置其为元件插置图,用以指示插置图件时,所要空出的范围 Place outline:设置其为元件的外框图,用以定义元件的实际大小,使进行自动元件放 置或推挤元件时,才能正确工作 Route keepout:设置其为禁止布线区 Route-via keepout:设置在其内禁止布线和放置过孔 Via keepout:设置在其内禁止放过孔 Group栏位:它是针对禁置区,设置该障碍物所围住或排除的元件群组 Height栏位:它是针对禁置区,设置其边界的高度,3D显示时,可看出其高度 Width:设置障碍物的线宽 Obstacle Layer:设置障碍物所在板层 Clearance栏位:是针对铺铜区,设置铺铜与其它走线/焊盘/导孔的安全距离 Z order栏位:设置铺铜的控制权,这个控制权是针对两个以上铺铜重叠时所产生的问题;此栏位的值越高,该铺铜对其他重叠铺铜的控制权也就越高。
障碍物（边框）的编辑与铺铜 Isolate All Tracks:设置走线穿越此铺铜区时,将保持绝缘(不连接) Seed only from designated object:设置该铺铜不能由走线或焊盘序号找寻 Net Attachment:设置该障碍物所连接的网络,不连则“-” Do Not fill beyond obstacle edge:设置障碍物的边线不要填满 Hatch Pattern…按钮:对铺铜内部铺设模 式进行设置 Comp Attachment…按钮: 设置该障碍物 与元件的连接状态 Reference designator:指定所要连接的元件的序号 Pin Attachment:指定所要连接元件的接脚 • 删除障碍物及其他操作(删除:Ctrl+X或del每按一次删除一边, 旋转:R, 翻转:Ctrl+M, 移到映射板层:T, 编辑属性:Ctrl+E)
预拉线编辑(网络编辑) • 点击 进入预拉线编辑状态。 • 新建预拉线 在预拉线编辑状态,点击鼠标右键选择Add， 用鼠标连接的需要 连接的管脚 • 删除预拉线 在预拉线编辑状态,点击鼠标右键选择delete，用鼠标指向所要删除的预拉线，单击鼠标左键（或者启动Tool->Connection->Delete） • 使预拉线不经某接脚 在预拉线编辑状态,点击鼠标右键选择disconnection pin然后用鼠标指向某接脚，单击鼠标左键 （或者启动Tool->Connection->Disconnect Pin ）
导线编辑 • 点击 任一个进入布线模式。 • 自动式手工修改/走线模式 新增走线(系统将自动产生导孔,V产生自由导孔FV,E产生导孔) 走线转角设置：按鼠标右键选择 删除走线：G键删除本端走线，变成预拉线，DEL键删除整条走线（点点之间） 变成预拉线。选中整条走线 :Ctrl+鼠标点选， • 推挤式手工修改/走线模式 以己为主自动推开其他走线 • 手工线段修改/走线模式 以线段为单位进行编辑 • 手工修改/走线模式
文字编辑 • 点击 进入文字编辑模式。 • 添加文字： 在文字编辑模式下,按鼠标右键即出现快捷功能表,选择New… Text String:所要放置的文字字串 Free:设置所要放置的文字形式为不属于任何元件的活动文字，直接采 用Text String栏位内的文字 Reference Designator:设置所要放置的文字形式为指定元件的元件序号 Component Value:设置所要放置的文字形式为指定元件的元件值（即 元件图里的Value值） Custom Properties:设置所要放置的文字形式为指定元件的元件属性（即元件图里 的Part Field栏位） Package name:设置所要放置的文字形式为指定的元件包装（本项由程 序自动产生） Footprint name:设置所要放置的文字形式为指定元件的外形名称，本 项由程序自动产生
文字编辑 Line Width:设置文字的线宽 Rotation:设置整个字串的旋转角度 Radius:设置字串中的文字以圆形排列，而本栏位正是该栏位的半径 Text Height:设置文字的高度，也就是文字的大小 Chat Rot: 设置个别文字的旋转角度 Chat Aspect:设置个别文字的宽度与高度之比 Mirrored: 设置字串的翻转 Layer:设置字串所在的板层 Comp Attachment…按钮：将字串挂到指定的元件上 • 编辑文字属性 • 文字搬移/复制/删除
批量添置元件（以圆形排列） • 命令： Auto->Place->Array… • 出现Circular Placement….. Footprint…:开启取用元件的对话窗，以选取所要放置的元件 Reference Des:本栏位的功能是指定第一个元件的元件序号 Group Number:是指定元件群组序号，程序预置为零，表示该元件不属于任何群组 Circle Center X，Y:指定圆弧放置元件的坐标 Circle Radius:指定圆弧放置元件的半径 Start Angle:指定第一个元件的放置角度 Rel Start X,Y:本栏位的功能是指定放置第一个元件，相对于圆心的坐标 Place Comp By:是指定放置元件的参考点
批量添置元件 Comp Count:指定所要放置元件的元件数 Use Angle to Fill:指定将Angle to fill栏位所指定的角度，平均分配 给所有元件 Angle to Fill: 指定元件将分置于多少角度的圆弧中 Use Angle Between: 是按Angle Between栏位所指定的角度排列元件 Angle Between:指定元件间的角度 Comp Angle:指定每个元件自转的角度 Comp Angle Increment:指定随着元件的放置，每个元件将比前一个 元件增加多少自转的角度 Added Comp Angle:本栏位指定除了Comp Angle Increment栏位设置 的自转度数外，再加上本栏位的度数
查找元件与查询元件的详细资料 • 查找元件 按查找加速按钮（热键TAB），在查询窗口中查询您需要的元件 • 显示元件的详细资料 按元件资料加速按钮， 元件资料视窗显示之后，可以用 鼠标左键选中要察看的元件；元件的详细资料将显示在 元件资料视窗中。 • Layout中还有其他一些操作模式,可以从菜单tool中进入,进入之后,可以点击鼠标右键选择各类操作。
Layout中环境设置 • 板层设置(加速按钮 >layers.) • 布板布线策略设置( > strategy > …..) 包含Route Spacing , Route Sweep ,Route Pass, Route Layer , Place Pass • 网路表中各条网路(导线)的设置( >nets) • 系统环境设置(Option-System Settings) • 用户环境设置(Option-User Preferences) • 元件放置设置(Options->PlaceSettings…) • 系统颜色设置(Option-Colors…/Color Rules…) • 手工布线设置（ Option-Route>Strategies…>Manual route...)
Layout中环境设置 • 延伸式布线Fanout设置（Option>fanout setting) • Thermal Relief设置（Option>Thermal relief) • 自由导孔(FV-free via)设置（options->Free Via Matrix Settings） • 测试点设置( Option->Test Point Settings) • 自动备份设置(Option-Auto Backup)
Layout的板层设置 • 快捷按钮view spreadsheed >layers • 可以在板层类型(Layer type)中设置使用那些板层及板层的用途
Layout的板层设置 • 板层类型选项说明 Routing Layer： 本选项设置该板层为布线板层 Plane Layer： 本选项设置该板层为电源板层 Unused Routing： 本选项设置该板层不为布线板层 Documentation： 本选项设置该板层作为放置说明文字， Drill Layer：设置该板层钻孔板层 Jumper Layer：设置该板层为跳线板层。
层的说明 Top->Top or Component Layer Bot->Bottom or Solder Layer Inner->All inner routing Layer Plane->Power ang Gound Planes Smtop（SMT）->Sold Mask阻焊层 Smbot（SMB） Sptop（SPT）->Solder Paste焊料层 Spbot（SPB） Sstop（SST）->SilkSreen(丝网层） Ssbot（SSB） Asytop（AST）->Assembly top(装备层) Asybot（ASB） Drldwg（DRD）->Drill drawing Drill（DRL）->Drill holes and Sizes FAB-dwg（FAB）->Fabrication(制作）drawing Notes（NOT）->Documentation
Layout的布板布线策略设置 • 快捷按钮view spreadsheed >strategy > ….. 1、Route spacing 设置线与线、线与焊盘、线与过孔等的距离
Layout的布板布线策略设置 2、Route sweep 设置不同布线扫描的每次区域大小、区域之间的重叠百分比、布线扫描的方向、是否允许走45度角 45S中的设置--- Off不允许45走线； On允许在记忆体式布线或电源采用45度； Maximize设置除非是非90度走线不可的场合，否则尽可能采用45度走线
Layout的布板布线策略设置 3、Route pass 对布线的运行进行设置，主要综合布线时的各类开销，达到时间与效率的统一
Route Passes 中的设置 Option: Partial-设置为局部移动布线数位电路被推荐， Fast-设置为快速布线，如是生产产品，此方式不被推荐 Type: Heuristics-本选项为启发式布线策略，选取本选项 后，只会考虑重复走线（Attempt)的成本，而不管其它布 线成本。对于纯Memory布线程序而言，启发式布线策略 只会试着进行一次重复走线，而其它的布线程序将可能 进行两次以上的重复走线。 Maze-本选项为迷宫式布线策略，它是主要的布线策略，这种布线程序具有完全的推挤功能，并会不断尝试以最底成本的走线路径，具有高成功率的特性。 Auto DFM(Manufacturability)-是一种改善电路板制作的修改程序，他将会清除电路板里多余的线段。 Fanout,Via reduce-本选项为导孔精减布线策略是使用VIARED_H.SF或VIARED_V.SF策略档所执行的导孔精减扫掠。（stategy files 策略文件 .sf) AutoCDE（Clear Design Error)-是一种拆线程序，用来清除因元件搬移所造成的小线.
Layout的布板布线策略设置 4、Route layer 设置各层的布线开销、布线方向、管脚间走线的开销。 可以用(选中一行点击鼠标右键)编辑属性的方法 一次设置一行的信息，
Layout的布板布线策略设置 Route Layer Sweep/Layer Name:本栏位是布线扫掠及其操作的板层，自动布 线开始时，先执行Win/Comp/Manual布线扫掠，接下去是先期布 线（Preliminary),使用shove和Retry进行糊涂布线（Maze),利用 Sweep3的布线算法即（Next1,Next2,Next3)以提高其布线的布通 率，接下去进行优化象减少过孔（Special options) Enable:设置该板层是否进行该布线扫掠 Cost: 设置该板层的布线成本，值设的越高，越避免在该层上走 线 Direction:设置该板层的走线方向 Between:设置焊盘间的走线，焊盘间的走线可降低绕远路的几率
Layout的布板布线策略设置 5、Place pass 对自动布板进行设置，
选项说明 Pass-指定元件布置程序名称 Enable-记录该元件布置程序的执行状况 Operation-设置元件布置的操作 Assign Clusters-设置按元件簇集放置元件，属于同一个群组的元件放置在一起 Proximity Place-设置就近的接放置理认，使元件放置最佳化 Adjust Comps-设置在元件放置完成后，再调整元件的位置，尽可能地使其对齐 Place Clusters-设置排列簇集的位置 Swap Comps-设置元件互换 Swap Pins-设置接脚互换 Attempts-设置每种方法要进行多少次元件的放置 Clusters-设置最多设置多少簇集（每100个IC设置5个） Option-设置放置元件的选项 Fast Reconnect-设置快速连接的放置元件策略 Swap Gates-设置逻辑门可以互换
Layout 网路表中各条网路(导线)的设置 • 快捷按钮view spreadsheed >nets 对网路表中每一条网路的线宽等特性进行设置
Layout 网路表中各条网路(导线)的设置 • 在net name中选中网路表中要编辑的网路，双击即可以编辑本条网路（导线）的设置 网路名称 网路属性 网路布线的优先级（权重） 网路宽度选项
Layout中系统环境的设置 • 系统环境设置(Option-System Settings) Display unit 栏： 可以设置显示的计量单位 Grids 栏： 可以设置各类对象的栅格 大小 rotation栏： 设置调用旋转命 令时(R)每次旋转的角度 detail 指 obstacles 和 text 对象，
Layout中用户环境设置 • 用户环境设置（菜单options>user preferences) Display Preferences:与显示有关的设置 Enable Full Screen Cursor-设置游标的形状 Enable AutoPan-设置自动边移 Use Opaque Graphics-设置工作板层覆盖所有板层，如果 不选取本项的话，工作板层上的走线，焊点或其它图件 与其它板层的图件重叠时，将以半透明显示，可看到各 板层的图件。 Use Hollow Pads-设置快速显示焊点 Show 3D Effects-设置立体显示效果(不好?)
Layout中用户环境设置 Global Preferences-与整体相关的设置 Activate Online DRC-设置线上设计规则检查 Instantaneous Reconnection Mode-进入重新连线模式 Allow Editing of Footprint-可直接编辑封装的组成部件 Copper Pour Preferences-与铺铜相关的设置 Enable Copper Pour-设置是否显示铺铜 Use Fast Fill Mode-设置快速显示铺铜 Use Pours for Connectivity-允许以铺铜代替走线 Miscellaneous Preferences-其它设置 Show Tooltips-显示按钮的功能提示 Activate Auto Tool Select Mode-自动切换工具 Minimun Track Width to Display-设置所要显示的最细线宽
Layout元件放置设置 • 启动Options->Place Settings.. 选项说明如下： Allow Outlines to Overlap： 设置陈列式布置零件时，零件可以重叠 Auto Swap Components： 设置放置零件时，零件可自动互换 Fast Reconnect Mode： 设置采用快速模式，选取本项，将使 用QUICK PLACE命令，放置速度比原来快1/3 Iterations：设置执行Quick Place命令时，重复使用方法种类 Attempts：设置执行Quick Place命令时，每种方法重复次数
Layout元件手工布线设置 • 启动Option>Route Strategies…>Manual route... 本相设置是对于自动式的手工布线起作用 Via Cost：设置导孔成本，成本越 高导孔数量就越少（0..100) Retry Cost；重新走线的成本，成 本越高走线的次数就越少（0..100) Route Limit：设置布线的限制，值 越大效率越底 Attempts：设置每种方法要试几次
Layout中的延伸式布线Fanoout设置 • 本项设置是针对SMT封装的器件 启动Option>Fanout Setting Power/Ground栏是设置SMD与电源板层连接时 的Fanout设定，其选项功能如下： Fanout Power/Gnd：设置连接到电源板层的 SMD焊点,是否使用延伸式布线。 Lock after fanout:完成延伸式布线后,将该延伸的 导线与产生的导孔锁住而不被移动。 Disable after fanout:与上述相反 Share close vias:是设定与是否与临近的，同样是 要电源板层连接的走线与焊点,共用导孔。 Use free vias:设定程序自行寻找与之适应的自由 导孔
