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1、Altium Designer Rules 规则详解 2011-09-18 08:10:58| 分类： 我爱 DIY |举报| 字号 订阅对于 PCB 的设计， AD 提供了详尽的 10 种不同的设计规则，这些设计规则则包括导线放置、导线布线方法、元件放置、布线规则、元件移动和信号完整性等规则。根据这些规则， Protel 进行自动布局和自动布线。很大程度上，布线是否成功和布线的质量的高低取决于设计规则的合理性，也依赖于用户的设计经验。对于具体的电路可以采用不同的设计规则，如果是设计双面板，很多规则可以采用系统默认值，系统默认值就是对双面板进行布线的设置。本章将对 Protel 的布线规则进行
2、讲解。6.1 设计规则设置进入设计规则设置对话框的方法是在 PCB 电路板编辑环境下，从 Protel 的主菜单中执行菜单命令 Desing/Rules ，系统将弹出如图 6-1 所示的 PCB Rules and Constraints Editor(PCB 设计规则和约束 ) 对话框。图 6-1 PCB 设计规则和约束对话框该对话框左侧显示的是设计规则的类型，共分 10 类。左边列出的是Desing Rules( 设计规则 ) ，其中包括 Electrical （电气类型）、 Routing （布线类型）、 SMT （表面粘着元件类型）规则等等，右边则显示对应设计规则的设置属性。该对话框左
3、下角有按钮 Priorities ，单击该按钮，可以对同时存在的多个设计规则设置优先权的大小。对这些设计规则的基本操作有：新建规则、删除规则、导出和导入规则等。可以在左边任一类规则上右击鼠标，将会弹出如 6-2 所示的菜单。在该设计规则菜单中， New Rule 是新建规则； Delete Rule 是删除规则；Export Rules 是将规则导出，将以 .rul 为后缀名导出到文件中； Import Rules 是从文件中导入规则； Report 选项，将当前规则以报告文件的方式给出。 图 6 2 设计规则菜单下面，将分别介绍各类设计规则的设置和使用方法。6.2 电气设计规则Electri
4、cal （电气设计）规则是设置电路板在布线时必须遵守，包括安全距离、短路允许等 4 个小方面设置。1 Clearance （安全距离）选项区域设置安全距离设置的是 PCB 电路板在布置铜膜导线时，元件焊盘和焊盘之间、焊盘和导线之间、导线和导线之间的最小的距离。下面以新建一个安全规则为例，简单介绍安全距离的设置方法。（ 1 ）在 Clearance 上右击鼠标，从弹出的快捷菜单中选择 New Rule 选项，如图 6-3 所示。图 6-3 新建规则系统将自动当前设计规则为准，生成名为 Clearance_1 的新设计规则，其设置对话框如图 6-4 所示。图 6-4 新建 Clearance_1
5、设计规则（ 2 ）在 Where the First object matches 选项区域中选定一种电气类型。在这里选定 Net 单选项，同时在下拉菜单中选择在设定的任一网络名。在右边Full Query 中出现 InNet （ ）字样，其中括号里也会出现对应的网络名。（ 3 ）同样的在 where the Second object matches 选项区域中也选定Net 单选项，从下拉菜单中选择另外一个网络名。（ 4 ）在 Constraints 选项区域中的 Minimum Clearance 文本框里输入8mil 。这里 Mil 为英制单位， 1mil=10 -3 inch, lin
6、ch= 2.54cm 。文中其他位置的 mil 也代表同样的长度单位。（ 5 ）单击 Close 按钮，将退出设置，系统自动保存更改。设计完成效果如图 6-5 所示。图 6-5 设置最小距离2 Short Circuit （短路）选项区域设置短路设置就是否允许电路中有导线交叉短路。设置方法同上，系统默认不允许短路，即取消 Allow Short Circuit 复选项的选定，如图 6- 6 所示。图 6-6 短路是否允许设置3 Un-Routed Net （未布线网络）选项区域设置可以指定网络、检查网络布线是否成功，如果不成功，将保持用飞线连接。4 Un-connected Pin （未连接管
7、脚）选项区域设置对指定的网络检查是否所有元件管脚都连线了。6.3 布线设计规则Routing （布线设计）规则主要有如下几种。1 Width （导线宽度）选项区域设置导线的宽度有三个值可以供设置，分别为 Max width （最大宽度）、 Preferred Width （最佳宽度）、 Min width （最小宽度）三个值，如图 6-7所示。系统对导线宽度的默认值为 10mil ，单击每个项直接输入数值进行更改。这里采用系统默认值 10mil 设置导线宽度。图 6 -7 设置导线宽度2. Routing Topology （布线拓扑）选项区域设置拓扑规则定义是采用的布线的拓扑逻辑约束。 Pr
8、otel 中常用的布线约束为统计最短逻辑规则，用户可以根据具体设计选择不同的布线拓扑规则。 Protel 提供了以下几种布线拓扑规则。Shortest ( 最短 ) 规则设置最短规则设置如图 6-8 所示，从 Topology 下拉菜单中选择 Shortest 选项，该选项的定义是在布线时连接所有节点的连线最短规则。图 6 -8 最短拓扑逻辑Horizontal （水平）规则设置水平规则设置如图 6- 9 所示，从 Topoogy 下拉菜单中选择 Horizontal 选基。它采用连接节点的水平连线最短规则。图 6-9 水平拓扑规则Vertical （垂直）规则设置垂直规则设置如图 6-10
9、所示，从 Tolpoogy 下拉菜单中选择 Vertical 选项。它采和是连接所有节点，在垂直方向连线最短规则。图 6-10 垂直拓扑规则Daisy Simple （简单雏菊）规则设置简单雏菊规则设置如图 6-11 所示，从 Tolpoogy 下拉菜单中选择 Daisy simple 选项。它采用的是使用链式连通法则，从一点到另一点连通所有的节点，并使连线最短。图 6-11 简单雏菊规则Daisy-MidDriven （雏菊中点）规则设置雏菊中点规则设置如图 6-12 所示，从 Tolpoogy 下拉菜单中选择Daisy_MidDiven 选项。该规则选择一个 Source （源点），以它为
10、中心向左右连通所有的节点，并使连线最短。图 6-12 雏菊中点规则Daisy Balanced （雏菊平衡）规则设置雏菊平衡规则设置如图 6-13 所示，从 Tolpoogy 下拉菜单中选择 Daisy Balanced 选项。它也选择一个源点，将所有的中间节点数目平均分成组，所有的组都连接在源点上，并使连线最短。图 6-13 雏菊平衡规则Star Burst （星形）规则设置星形规则设置如图 6-14 所示，从 Tolpoogy 下拉菜单中选择 Star Burst 选项。该规则也是采用选择一个源点，以星形方式去连接别的节点，并使连线最短。图 6-14 Star Burst （星形）规则3.
11、 Routing Rriority （布线优先级别）选项区域设置该规则用于设置布线的优先次序，设置的范围从 0100 ，数值越大，优先级越高，如图 6-15 所示。图 6-15 布线优先级设置4. Routing Layers （布线图）选殴区域设置该规则设置布线板导的导线走线方法。包括顶层和底层布线层，共有 32个布线层可以设置，如图 6-16 所示。图 6-16 布线层设置由于设计的是双层板，故 Mid-Layer 1 到 Mid-Layer30 都不存在的，该选项为灰色不能使用，只能使用 Top Layer 和 Bottom Layer 两层。每层对应的右边为该层的布线走法。Prote
12、提供了 11 种布线走法，如图 6 -17 所示。图 6-17 11 种布线法各种布线方法为： Not Used 该层不进行布线； Horizontal 该层按水平方向布线 ;Vertical 该层为垂直方向布线； Any 该层可以任意方向布线； Clock该层为按一点钟方向布线； Clock 该层为按两点钟方向布线； Clock 该层为按四点钟方向布线； Clock 该层为按五点钟方向布线； 45Up 该层为向上 45 方向布线、 45Down 该层为向下 45 方法布线； Fan Out 该层以扇形方式布线。对于系统默认的双面板情况，一面布线采用 Horizontal 方式另一面采用 Ve
13、rtical 方式。5 Routing Corners （拐角）选项区域设置布线的拐角可以有 45 拐角、 90 拐角和圆形拐角三种，如图 618 所示。图 618 拐角设置从 Style 上拉菜单栏中可以选择拐角的类型。如图 6 16 中 Setback 文本框用于设定拐角的长度。 To 文本框用于设置拐角的大小。对于 90 拐角如图619 所示，圆形拐角设置如图 620 所示。图 619 90 拐角设置图 620 圆形拐角设置6 Routing Via Style （导孔）选项区域设置该规则设置用于设置布线中导孔的尺寸，其界面如图 621 所示。图 6 21 导孔设置可以调协的参数有导孔的
14、直径 via Diameter 和导孔中的通孔直径 Via Hole Size ，包括 Maximum （最大值）、 Minimum （最小值）和 Preferred （最佳值）。设置时需注意导孔直径和通孔直径的差值不宜过小，否则将不宜于制板加工。合适的差值在 10mil 以上。6.4 阻焊层设计规则Mask （阻焊层设计）规则用于设置焊盘到阻焊层的距离，有如下几种规则。1 Solder Mask Expansion （阻焊层延伸量）选项区域设置该规则用于设计从焊盘到阻碍焊层之间的延伸距离。在电路板的制作时，阻焊层要预留一部分空间给焊盘。这个延伸量就是防止阻焊层和焊盘相重叠，如图 6 22 所
15、示系统默认值为 4mil,Expansion 设置预为设置延伸量的大小。图 6 22 阻焊层延伸量设置2 Paste Mask Expansion （表面粘着元件延伸量）选项区域设置该规则设置表面粘着元件的焊盘和焊锡层孔之间的距离，如图 6 23 所示，图中的 Expansion 设置项为设置延伸量的大小。图 6 23 表面粘着元件延伸量设置6.5 内层设计规则Plane （内层设计）规则用于多层板设计中，有如下几种设置规则。1 Power Plane Connect Style （电源层连接方式）选项区域设置电源层连接方式规则用于设置导孔到电源层的连接，其设置界面如图 6 24 所示。图 6
16、 24 电源层连接方式设置图中共有 5 项设置项，分别是：Conner Style 下拉列表：用于设置电源层和导孔的连接风格。下拉列表中有 3 个选项可以选择： Relief Connect （发散状连接）、 Direct connect （直接连接）和 No Connect （不连接）。工程制板中多采用发散状连接风格。 Condctor Width 文本框：用于设置导通的导线宽度。 Conductors 复选项：用于选择连通的导线的数目，可以有 2 条或者 4 条导线供选择。 Air-Gap 文本框：用于设置空隙的间隔的宽度。 Expansion 文本框：用于设置从导孔到空隙的间隔之间的距离。2. Power Plane Clearance （电源层安全距离）选项区域设置该规则用于设置电源
