Технологии в электронной промышленности №6'2008

Пакет CADSTAR. Урок 21. Редактор печатных плат системы CADSTAR: Трассировщик P.R.Editor XR. Интерактивная трассировка

Юрий Потапов
Сергей Прокопенко


На предыдущем занятии мы научились выполнять проверку правил проектирования (DRC, Design Rule Check) и исправлять ошибки, найденные после работы автотрассировщика. Теперь рассмотрим основные приемы интерактивной трассировки.

Для работы нам потребуется специальный пример Preditor1.pcb, который входит в комплект стандартной поставки программы CADSTAR.

  1. Находясь в редакторе плат системы CADSTAR, выполним команду меню File/Open, в появившемся окне выберем папку Self Teach и в ней файл Preditor1.pcb, после чего нажмем кнопку Open. Откроется окно редактора печатных плат с выбранным проектом.
  2. Выполним команду меню View/View All или нажмем кнопку на панели инструментов.
  3. Выполним команду меню Tools/PREditor XR.
  4. В появившемся на экране диалоговом окне RIF Export Option нажмем кнопку OK.
  5. В появившемся на экране окне отчета нажмем кнопку Close и закроем его.

На экране откроется окно программы P.R.Editor XR, в котором будет отображаться выбранный нами проект печатной платы.

Настройки трассировщика

Прежде чем приступать к работе с топологией, изменим несколько настроек программы.

  1. Выполним команду меню Configure/Routing/ Routing Tool или нажмем комбинацию горячих клавиш CTRL+T.
  2. В появившемся окне Routing Tool Options сделаем настройки, как показано на рис. 1, а именно: разрешим добавление переходных отверстий (Vias Allowed) и трассировку с нарушениями (Errors Allowed), выключим проверку DRC «на лету» (On Line DRC). Ширина проводников при трассировке будет установлена согласно значению параметра Necked, стиль трассировки будет ортогональным (Angle 90). Будет выполнено: 1 проход (Passes) и 10 попыток (Effort).



    Рис. 1. Настройки автотрассировщика

  3. Выполним команду меню Layer и в появившемся окне Layer Setting (рис. 2) выключим отображение слоев 5 (VDD) и 11 (GND), для чего уберем галочки в колонке Display напротив указанных слоев.



    Рис. 2. Настройки отображения слоев

    Примечание. Обратите внимание, что галочки в колонке Active выключаются автоматически, так как неотображаемый слой не может быть активным.

  4. Нажмем кнопки Apply и Close.
  5. Выполним команду меню Configure/Security и в появившемся окне Security (рис. 3) в поле Number of Undo Steps зададим максимальное число сохраняемых шагов отката, равное 10.



    Рис. 3. Настройки команды отката Undo

    Примечание. Не следует задавать значение данного параметра слишком большим, так как при этом резервируется большое количество памяти, что может негативно сказаться на работе программы P.R.Editor XR в целом.

  6. Нажмем кнопку OK и закроем окно. В процессе трассировки бывает очень полезно оперативно получать информацию о размещенных на плате компонентах или группах компонентов.
  7. Выполним команду меню Utilities/Reports/ Component List.



    Рис. 4. Просмотр списка компонентов

    На экране появится окно списка компонентов Component List (рис. 4), в котором в пяти колонках может быть отображена следующая информация: координаты точки привязки (X и Y), угол поворота (Rotation), сторона платы (Swapped), статус блокировки (Fixed), тип компонента (Part), тип корпуса (Package), символ на схеме (Symbol), альтернативные типы корпуса (Alternate), топологическое посадочное место (Footprint). Выбор отображаемой информации осуществляется в выпадающем списке, расположенном над каждой из пяти доступных колонок. Следует отметить, что данное окно является немодальным, то есть можно продолжать работать в редакторе, не закрывая данное окно. Если выделенным оказывается объект на топологии, относящийся к одному из компонентов, то информация об этом компоненте сразу отображается в окне Component List.

  8. С помощью мыши выделим в списке Component любой из компонентов, например C11. Система автоматически изменит вид в окне редактора так, чтобы указанный компонент находился в центре экрана, и подсветит его цветом выделения.
  9. Не закрывая окна Component List, выполним команду меню Utilities/Item Properties или нажмем кнопку на панели инструментов.

    На экране появится окно Component с доступными для редактирования параметрами. Обратите внимание, что компонент расположен на нижней стороне платы (параметр Side имеет значение Bottom). В окне Component List в колонке Swapped у этого компонента стоит символ *, что означает, что компонент был перемещен на сторону платы, противоположную заданной изначально в библиотеке.

  10. Не будем ничего здесь изменять и просто закроем окно Component нажатием кнопки Cancel.
  11. Нажатием кнопки Close закроем появившееся окно Via/Pin.
  12. Снова, не закрывая окна Component List, выполним команду меню Select/Mode/ Component или нажмем кнопку на панели инструментов.
  13. С помощью мыши выделим на плате любой из компонентов.

    Теперь в окне Component List будет отображаться информация только об этом одном выделенном компоненте. Если выделить несколько компонентов, удерживая нажатой кнопку CTRL, или в окне охвата, то в окне Component List будет отображаться информация для всей группы выделенных компонентов.

  14. В окне Component List нажмем кнопку Report.

    На экране появится окно Component Report, информацию из которого можно сохранить в текстовый файл или скопировать в буфер обмена.

  15. Так как сейчас в этом нет необходимости, нажмем кнопку Close и закроем окно Component Report.
  16. В окне Component List также нажмем кнопку Close и закроем его.

    Напомним еще об одном немодальном окне, которое может быть открыто в течение всего времени работы над топологией.

  17. Выполним команду меню Configure/Routing/ Tool Status.



Рис. 5. Окно Tool Status

На экране появится окно Tool Status (рис. 5), в котором можно оперативно менять настройки программы трассировки. Например, можно быстро переключить режим трассировки с ортогонального на диагональный, выбрав опцию 45. Выбор опции 0 позволит прокладывать проводники под произвольным углом. Напомним, что угол трассировки также можно менять с помощью горячих клавиш: 9 (90°), 4 (45°) и 0 (произвольный угол).

Здесь же можно оперативно включить или выключить опции Pushaside и Springback. Как мы знаем из предыдущих занятий, опция Pushaside разрешает расталкивание мешающих объектов при перемещении сегмента проводника или добавлении переходного отверстия. Количество расталкиваемых препятствий задается в окне Routing Tool Options (рис. 1) параметром Effort. При заданном сейчас значении Effort, равном 10, число расталкиваемых объектов неограниченно. Если параметр Effort будет равен 2, то при перемещении сегмента проводника будут смещаться только два ближайших препятствия. Это перемещение будет продолжаться до того момента, пока все они не упрутся в третье препятствие, и далее, в зависимости от настройки опции Errors Allowed (ошибки разрешены), система или продолжит, или прекратит перемещение. Опция Springback разрешает возвращение расталкиваемых объектов обратно.

В качестве самостоятельного упражнения мы рекомендуем поэкспериментировать с различными настройками опций Pushaside, Springback и параметра Effort.

Редактирование проводников

Программа P.R.Editor XR имеет очень полезную функцию, позволяющую легко редактировать ранее нарисованные проводники, прокладывая их по другому пути. Старая и ставшая теперь ненужной часть проводника может быть автоматически удалена.

Проделаем упражнение.

  1. Выполним команду меню View/Frame или нажмем кнопку на панели инструментов.
  2. С помощью мыши зададим окно охвата таким образом, чтобы на экране оптимально отображалась область платы с микросхемами U46 и U31 в правом верхнем углу топологии.
  3. Выполним команду меню Routing/Manual Route или нажмем кнопку на панели инструментов.
  4. Нарисуем проводник от вывода 9 микросхемы U46 до вывода 9 микросхемы U31, как показано на рис. 6а.



    Рис. 6. Работа функции Ring Removal при редактировании проводника

  5. Попробуем дорисовать к этому проводнику два новых сегмента, как показано красным цветом на рис. 6б, но в конечной точке, где система покажет нам кружок с прицелом для завершения рисования, нажмем правую кнопку мыши.
  6. В появившемся контекстном меню выключим режим Ring Removal.
  7. Завершим рисование нового проводника щелчком левой кнопки мыши. Так как функция удаления петель провод ников будет выключена, топология примет вид, показанный на рис. 6в.
  8. Выполним команду меню Undo один раз и вернемся к исходному проводнику.
  9. Снова попробуем дорисовать к этому проводнику два новых сегмента, но в конечной точке через контекстное меню включим режим Ring Removal.
  10. Завершим рисование нового проводника щелчком левой кнопки мыши.

    Теперь, так как функция удаления петель проводников включена, старая часть проводника будет удалена, а топология примет вид, показанный на рис. 6г. Следует помнить, что система будет удалять старые сегменты проводников только в случае, если они не зафиксированы.

    Так как данный пример нам больше не понадобится, выйдем из трассировщика P.R.Editor XR без сохранения текущих результатов.

  11. Выполним команду меню File/Exit.
  12. В появившемся окне Save нажмем кнопку Discard.

Трассировка памяти

Обычно расположенные на плате микросхемы памяти имеют специфичный вид трассированной топологии, так как у близко расположенных микросхем одни и те же выводы соединены вместе. Программа P.R.Editor XR имеет специализированный модуль трассировки памяти (Memory Route), который ищет на плате подобную схему соединений и выполняет разводку по заранее запрограммированному шаблону, используя соответствующее сглаживание. Посмотрим, как работает этот модуль на практике.

Для работы нам потребуется специальный пример Unrouted.pcb, который входит в комплект стандартной поставки программы CADSTAR.

  1. Находясь в редакторе плат системы CADSTAR, выполним команду меню File/Open, в появившемся окне выберем папку Self Teach и в ней файл Unrouted.pcb, после чего нажмем кнопку Open. Откроется окно редактора печатных плат с выбранным проектом.
  2. Выполним команду меню Tools/PREditor XR.
  3. В появившемся на экране диалоговом окне RIF Export Option нажмем кнопку OK.
  4. В появившемся на экране окне отчета нажмем кнопку Close и закроем его. На экране откроется окно программы P.R.Editor XR, в котором будет отображен выбранный нами проект печатной платы. Проект имеет две области, в которых располагаются четыре и две микросхемы памяти соответственно (рис. 7). Для трассировки этих областей воспользуемся модулем Memory Route.



    Рис. 7. Расположение на плате микросхем памяти

  5. Выполним команду меню Layer и в появившемся окне Layer Setting сделаем текущим (Current) слой 9 (Inner 2), а все остальные слои сделаем неактивными и невидимыми.
  6. Нажмем кнопки Apply и Close.
  7. Выполним команду меню Routing/Memory Route.

    В строке состояния появится подсказка “Select item(s) or provide box selection” («Выберите объект(ы) с помощью мыши в окне охвата или индивидуально»).

  8. С помощью мыши зададим окно охвата вокруг выводов четырех микросхем левой области памяти.

    Система выполнит трассировку проводников, используя очень характерный шаблон памяти со сглаживанием под углом 45°. Напомним, что многие процедуры в программе P.R.Editor XR выполняются двумя способами:
    – сначала выбирают действие (команду),
    а потом указывают набор объектов, к которым это действие будет применено;
    – сначала выбирают набор объектов, а потом указывают действие (команду), которое по отношению к ним должно быть выполнено.

    Легко догадаться, что для трассировки левой области памяти мы воспользовались первым способом. Убедимся, что второй способ также работает.

  9. Выполним команду меню Select/Select или нажмем кнопку на панели инструментов.
  10. С помощью окна охвата выберем две микросхемы правой области памяти.
  11. Выполним команду меню Routing/Memory Route. Система выполнит трассировку проводников двух указанных микросхем.

    В ряде случаев для упрощения последующей трассировки бывает полезно удалить сглаживание на проводниках, особенно если оно выполнено с помощью дуг. Для этого служит специальная команда Unmiter.

  12. Выполним команду меню Routing/Unmiter.
  13. С помощью окна охвата выберем только что оттрассированные микросхемы памяти.

Все изгибы на проводниках будут прорисованы ступеньками с углами 90°. Вернуть сглаживание можно с помощью команды меню Routing/Miter, рекомендуем проделать это в качестве самостоятельного упражнения.

Трассировка с огибанием препятствий

Иногда нужно, чтобы соединение объектов на плате выполнялось по максимально короткому расстоянию (например, настолько близко к прямой, насколько это возможно) и без перехода на другой слой. Этот тип разводки может быть использован для минимизации задержек в цепи. Программа P.R.Editor XR имеет специальный модуль River Route, выполняющий трассировку именно таким способом. Рассмотрим, как он работает.

Для выполнения следующего упражнения нам потребуется загрузить специальный набор настроек, оптимизированный для трассировки River Route.

  1. Выполним команду меню File/Import/Settings и в появившемся окне выбора файла Import Settings укажем файл river.set, расположенный в папке Self Teach, после чего нажмем кнопку Open.

    Помимо специальных настроек отображения слоев и объектов, а также ширины проводников и зазоров между ними, в этом файле содержится настройки для программы автотрассировки в окне Routing Tool Options.

  2. Выполним команду меню Configure/Routing/ Routing Tool или нажмем комбинацию горячих клавиш CTRL+T.

    Легко видеть, что в появившемся на экране окне Routing Tool Options (рис. 8) включен режим Smooth (сглаживание), и для него выполнены соответствующие настройки.



    Рис. 8. Настройки автотрассировщика для работы в режиме River Route

  3. Выполним команду меню Layer и в появившемся окне Layer Setting проверим, что слои 2 (Component), 7 (Inner 1), 9 (Inner 2) и 14 (Solder) являются активными и видимыми.
  4. Нажмем кнопку OK и закроем окно Layer Settings.
  5. Выполним команду меню Select/Mode/Node-To-Node или нажмем кнопку на панели инструментов.
  6. Выполним команду меню View/Frame или нажмем кнопку на панели инструментов.
  7. С помощью мыши зададим окно охвата та ким образом, чтобы на экране оптимально отображалась область платы с разъемом MP1 и микросхемой U12 в левом верхнем углу топологии.
  8. Выполним команду меню Routing/River Route.
  9. С помощью окна охвата укажем группу связей, проходящих между выводами разъема и микросхемы.



    Рис. 9. Трассировка проводников в режиме River Route

    Система выполнит трассировку указанных проводников в режиме огибания препятствий от узла до узла по кратчайшему пути (рис. 9). Если присмотреться к полученной топологии более внимательно, то можно заметить, что каждый из рядов выводов разъема MP1 оттрассирован на своем слое, о чем свидетельствует цвет подходящих к нему проводников. Эти ограничения для слоев трассировки были добавлены к цепям с помощью атрибута net_layer.

Копирование участков трассировки

В процессе работы над проектом, содержащим повторяющиеся части схемы, важно иметь возможность копирования уже разведенных участков топологии. Программа P.R.Editor XR использует для этой цели буфер обмена (Copy/Paste), но с дополнительными функциями проверки. Так, например, программа будет удалять во вставляемом изображении все сегменты проводников, которые приводят к электрическим ошибкам в проекте. Разумеется, взаимное размещение компонентов на одинаковых участках схемы должно быть идентичным, что достигается соответствующим использованием инструментов размещения.

Для выполнения следующего упражнения нам потребуется загрузить специальный набор настроек, оптимизированный для демонстрации возможностей копирования и вставки.

  1. Выполним команду меню File/Import/Settings и в появившемся окне выбора файла Import Settings укажем файл temtlate.set, расположенный в папке Self Teach, после чего нажмем кнопку Open.
  2. Выполним команду меню View/Frame или нажмем кнопку на панели инструментов.
  3. С помощью мыши зададим окно охвата таким образом, чтобы на экране оптимально отображался правый верхний угол платы (рис. 10a).



    Рис. 10. Копирование участков топологии

  4. Выполним команду меню Select/Select или нажмем кнопку на панели инструментов.
  5. С помощью окна охвата выберем все объекты левого разведенного блока.
  6. Выполним команду меню Edit/Copy или нажмем комбинацию горячих клавиш CTRL+C.
  7. Выполним команду меню Edit/Paste или нажмем комбинацию горячих клавиш CTRL+V.

    На экране появится изображение скопированного в буфер обмена участка топологии, которое будет следовать за перемещениями указателя мыши. Точку захвата копируемого участка можно изменить.

  8. Выполним щелчок правой кнопкой мыши и в появившемся контекстном меню (рис. 10б) выберем команду Origin.

    Теперь вставляемое изображение будет «заморожено», а к указателю мыши будет «приклеен» квадратик с прицелом, обозначающий точку захвата. По мере перемещения точки захвата по «замороженному» изображению, она будет автоматически притягиваться к различным характерным его точкам: контактным площадкам, переходным отверстиям, концам сегментов проводников.

  9. Выберем нужную точку захвата и нажмем левую кнопку мыши.

    Вставляемое изображение «разморозится» и снова будет следовать за указателем мыши, к которому будет прикреплено новой точкой.

  10. Наведем указатель мыши на характерную точку на правом участке топологии, совместив ее с точкой захвата, и выполним щелчок левой кнопкой мыши.

Участок топологии будет скопирован в указанное место (рис. 10в), в результате чего правый блок будет разведен точно так же, как и левый.

Добавим, что содержимое буфера обмена во время вставки может быть повернуто на заданный в системе угол по часовой стрелке и против нее, а также отображено зеркально относительно осей X и Y. Данные операции выполняются с помощью соответствующих команд, расположенных в контекстном меню, вызываемом нажатием правой кнопки мыши (рис. 10б).

Операции копирования/вставки можно выполнять над любыми наборами объектов на сигнальных слоях или внутренних слоях питания и заземления, главное, чтобы все задействованные слои были видимыми. Далее следует учитывать, что если копируется, например, заземляющий массив переходных отверстий, и одно из них выбрано в качестве точки захвата, то вставка массива будет осуществляться с привязкой к сетке Via Grid. Исключение составляют случаи, когда привязка осуществляется к контактной площадке или концу проводника, расположенным в сетке Working Grid, но в этом случае добавляемые отверстия могут оказаться вне текущей сетки Via Grid, что будет выяснено в ходе последующей проверки.

Трассировка шин

Как правило, конструкторы предпочитают видеть проводники одной шины проложенными рядом, это позволяет свести к минимуму разницу в задержке между сигналами. Программа P.R.Editor XR имеет специальный инструмент, позволяющий выполнить трассировку шин в интерактивном режиме.

Для выполнения следующего упражнения нам потребуется загрузить специальный набор настроек, оптимизированный для демонстрации возможностей трассировки шин.

  1. Выполним команду меню File/Import/Settings и в появившемся окне выбора файла Import Settings укажем файл bus.set, расположенный в папке Self Teach, после чего нажмем кнопку Open.
  2. Выполним команду меню Select/Select или нажмем кнопку на панели инструментов.
  3. Выполним команду меню Select/Mode/Item или нажмем кнопку на панели инструментов.
  4. Щелчком левой кнопки мыши выделим проводник, подходящий к выводу 81 микросхемы U42 (крайнему левому).
  5. Выполним команду меню Select/Extend to Bus Signals.

    Система расширит выделение на 10 выводов (с 81 по 90) микросхемы U42. В общем случае система распознает цепи, принадлежащие конкретной шине, по заданному атрибуту bus_name. Если этот атрибут не задан, она пытается анализировать схему и выбирает в качестве сигналов шины близко расположенные цепи. Именно поэтому в нашем случае будут выделены 10 цепей, близко расположенных к изначально указанной цепи (рис. 11a).



    Рис. 11. Трассировка шины

  6. Выполним команду меню Routing/Bus Route.

    Примечание. Важно, чтобы проводник тоже оставался выделенным. Если сегмент проводника не будет выбран, или будет выбран сегмент, не ближайший к выбранным контактным площадкам или переходным отверстиям, то система выдаст сообщение об ошибке, показанное на рис. 12.



    Рис. 12. Сообщение об ошибке при неправильном выборе группы объектов для трассировки шины

    Система попытается оттрассировать проводники указанной шины по шаблону ранее проложенного проводника, но результат трассировки будет неудовлетворительным, что связано с неправильными настройками сетки трассировки Routing Grid.

  7. Выполним команду меню Undo один раз и отменим выполненную трассировку.
  8. Выполним команду меню Configure/Units.
  9. В появившемся окне Length Units в выпадающем списке выберем единицы измерения 1/1000 inch (th) и нажмем кнопку OK.
  10. Выполним команду меню Configure/Grids.
  11. В появившемся окне Grids в поле Routing Grid введем значение 1 милс, чтобы оно совпадало со значением шага сетки Working Grid, и нажмем кнопку OK.
  12. Снова щелчком левой кнопки мыши выделим проводник, подходящий к выводу 81 микросхемы U42.
  13. Выполним команду меню Select/Extend to Bus Signals.
  14. Выполним команду меню Routing/Bus Route. Теперь результат трассировки будет абсолютно правильным (рис. 11б). Проложим оставшиеся проводники данной шины.
  15. Щелчком левой кнопки мыши выделим проводник, подходящий к выводу 98 микросхемы U42.
  16. Выполним команду меню Select/Extend to Bus Signals. Система расширит выделение на 4 вывода (с 95 по 98) микросхемы U42.
  17. Выполним команду меню Routing/Bus Route.

    Система проложит три проводника в виде шины вдоль одного имеющегося. Легко видеть, что в выделение не попала цепь, подходящая к выводу 94 микросхемы U42, хотя ее тоже полезно проложить в составе шины.

  18. Так как система сохранила изначальное выделение, то, удерживая нажатой клавишу CTRL, щелчком левой кнопки мыши добавим к выделению контактную площадку вывода 94.
  19. Снова выполним команду меню Routing/ Bus Route.

    Последний проводник будет добавлен в шину, и она примет вид, показанный на рис. 11в.

    В качестве самостоятельного упражнения аналогичным образом мы рекомендуем развести цепи, подходящие к выводам 1–10 и 11–15 планарного разъема CO3. Теперь мы рассмотрим более продвинутый способ трассировки шин — метод транкинговой трассировки.

  20. Выполним команду меню File/Import/ Settings и в появившемся окне выбора файла Import Settings укажем файл conc-bus.set, расположенный в папке Self Teach, после чего нажмем кнопку Open.
  21. Выполним команду меню View/Frame или нажмем кнопку на панели инструментов.
  22. С помощью мыши зададим окно охвата таким образом, чтобы на экране оптимально отображалась микросхемы U18, U22, U24 и U42 в левом нижнем углу платы.
  23. Выполним команду меню Select/Select или нажмем кнопку на панели инструментов.
  24. В окне охвата выделим выводы 13–18 микросхемы U18.
  25. Выполним команду меню Routing/Manual Route или нажмем кнопку на панели инструментов.
  26. Сдвинем указатель мыши немного вниз и вправо (рис. 13a).



    Рис. 13. Транкинговая трассировка шины

    Система объединит выбранные цепи вшину (транк) и предложит прокладывать их вместе, как единое целое. При этом система автоматически предложит способ разводки проводников от края шины до контактных площадок.

  27. Выполним щелчок левой кнопкой мыши и зададим начало шины (транка), после чего сдвинем указатель мыши дальше вправо.

    Система начнет прорисовывать шину, подсвечивая ее серой штриховкой (рис. 13б).

  28. Сдвинем указатель мыши немного вниз. Система сделает ортогональный поворот шины (рис. 13в). Обратите внимание, что оптимальное направление подхода шины к целевым контактным площадкам обозначается голубыми стрелочками.
  29. Выполним щелчок левой кнопкой мыши и зададим положение вертикального сегмента транка, после чего сдвинем указатель мыши дальше вниз.

    По мере приближения к целевым контактным площадкам система начнет предлагать различные варианты завершения шины (рис. 13г).

  30. Если предлагаемый вариант завершения шины, а также ее положение на плате нас устраивает, то нажмем клавишу ESC и закончим прокладку шины.

    Только что проложенная шина будет иметь вид, показанный на рис. 13д.

    Транкинговый режим прокладки шин имеет обширный набор настроек, изучить который можно, проделав еще одно небольшое упражнение.

  31. Снова выполним команду меню Select/Select или нажмем кнопку на панели инструментов.
  32. В окне охвата выделим выводы 11–18 микросхемы U22.
  33. Выполним команду меню Routing/Manual Route или нажмем кнопку на панели инструментов, после чего сдвинем указатель мыши немного вниз и вправо.

    Прежде всего, обратите внимание на строку состояния. Здесь помимо предложения ввести первую точку шины имеется сообщение <1 of 4> South, которое означает, что сейчас в системе имеется четыре варианта размещения торца шины, и активным является первый из них, когда шина пойдет вниз (South, на юг).

  34. Нажмем клавишу TAB для перебора различных вариантов размещения торца шины. Легко видеть, что нам наиболее подходит второй вариант (East, на восток, направо).
  35. Нажмем правую кнопку мыши. Система покажет контекстное меню, показанное на рис. 14.



    Рис. 14. Контекстное меню в режиме транкинговой трассировки

  36. Выберем раздел команд Change Angle и в нем команду 45.

    Теперь шаблон соединения шины с контактными площадками будет содержать проводники, проложенные под углом 45°. В строке состояния будут упоминаться уже восемь возможных вариантов размещения торца шины с учетом диагональных направлений (Nord East, South West и т. д.).

  37. Нажмем горячую клавишу 0 и включим режим прокладки проводников под произвольным углом.

    Теперь система будет автоматически поворачивать торец шины таким образом, чтобы он был направлен в сторону исходных контактных площадок с шагом 1°.

  38. Нажмем горячую клавишу 4, снова включим режим прокладки проводников под углом 45° и самостоятельно проложим шину до целевых контактных площадок.

    Помимо описанной команды смены угла трассировки в контекстном меню, показанном на рис. 14, имеются следующие возможности: смена ширины проводников (Change Width: Necked, Optimal), изменения зазора между проводниками (Change Spacing: Normal, Optimal), смена стиля угла поворота шины (Corner Style: Orthogonal, Octagonal, Curved), изменения текущего слоя (Change Layers), изменения шаблона матрицы переходных отверстий (Change Via Patter Style). Два последних действия рассмотрим более подробно.

  39. Выполним команду меню View/Frame или нажмем кнопку на панели инструментов.
  40. С помощью мыши зададим окно охвата таким образом, чтобы на экране оптимально отображались микросхемы U11, U22 и U42 в левом нижнем углу платы.
  41. Выполним команду меню Select/Select или нажмем кнопку на панели инструментов.
  42. В окне охвата выделим связи, подходящие к выводам 4–9 микросхемы U11.
  43. Выполним команду меню Routing/Manual Route или нажмем кнопку на панели инструментов, после чего сдвинем указатель мыши немного вправо.
  44. Выполним щелчок левой кнопкой мыши и зададим начало шины (транка), после чего сдвинем указатель мыши дальше вправо.
  45. Нажмем правую кнопку мыши и в появившемся контекстном меню выберем раздел команд Change Layers и в нем слой 7 Solder.

    Аналогично тому, как в случае трассировки одного проводника при смене слоя система автоматически добавляет на топологию переходное отверстие, при транкинговой трассировке шины при смене слоя система добавляет набор объектов, называемый шаблоном переходных отверстий (Via Pattern). Контур именно такого шаблона мы будем наблюдать на экране (рис. 15a).



    Рис. 15. Использование различных стилей шаблонов переходных отверстий

  46. Сдвинем указатель мыши еще немного вправо.

    Как только контур шаблона перестанет наезжать на контактные площадки компонента, то есть система определит, что ей достаточно места для трассировки всех сопряженных проводников, шаблон переходных отверстий отобразится на экране полностью (рис. 15б).

  47. Нажмем правую кнопку мыши и в появившемся контекстном меню выберем раздел команд Change Via Patter Style. Легко видеть, что сейчас выбран стиль шаблона переходных отверстий, называемый Box.
  48. Выберем новый стиль Sawtooth. Вид шаблона изменится на показанный на рис. 15в.

    Обратите внимание, что в строке состояния отображается название текущего шаблона переходных отверстий Sawtooth. Идущая перед ним строка <2 of 5> подсказывает нам, что мы используем второй из пяти доступных стилей шаблонов.

  49. Нажмем клавишу TAB для перебора стилей шаблонов.

    На экране последовательно будут показаны следующие стили шаблонов: Inline (рис. 15г), Forward Diagonal (рис. 15д), Backward Diagonal (рис. 15е).

  50. Еще раз нажмем клавишу TAB, чтобы вернуть стиль шаблона Box.
  51. Разместим шаблон переходных отверстий в подходящем месте и выполним щелчок левой кнопкой мыши.
  52. Сдвинем указатель мыши немного вверх. Система продолжит прокладывать шину (транк) на нижнем слое платы.
  53. Нарисуем несколько новых сегментов шины, как показано на рис. 16a, и нажмем клавишу ESC.



    Рис. 16. Изменение положения переходного отверстия в шаблоне

    Система выйдет из режима транкинговой трассировки шин. Обратите внимание, что концы шин останутся неразведенными, несмотря на то, что в процессе трассировки система предлагала нам несколько вариантов разводки проводников, подходящих к контактным площадкам микросхемы U11. Это связано с тем, что мы выполнили переход на нижний слой платы, в то время как целевые контактные площадки находятся на слое Component. Система понимает, что для возвращения на верхний слой платы необходимо добавить еще один шаблон переходных отверстий, а для подхода к целевым площадкам надо будет определить направление (от этого зависит порядок следования цепей вшине), и пока не может предложить однозначно правильного варианта разводки. Программа P.R.Editor XR предоставляет пользователю возможность вручную менять порядок следования цепей в шине и положение переходного отверстия в шаблоне. Выполним небольшое упражнение.

  54. Наведем указатель мыши на одно из переходных отверстий шаблона, например левое нижнее.

    В строке состояния появится текст <1 of 4>, сообщающий нам, что в данный момент под указателем мыши находится 4 объекта. Это шаблон переходных отверстий целиком (Via Pattern), вертикальный проводник (Y-Track in Trunk), горизонтальный проводник (X-Track in Trunk) и отдельное переходное отверстие (Via in Trunk).

  55. Несколько раз нажмем клавишу TAB, чтобы выбранным оказалось отдельное переходное отверстие.
  56. Нажмем левую кнопку мыши и, удерживая ее, перетащим выбранное переходное отверстие на место второго.

    По мере перетаскивания второе отверстие автоматически перескочит на освободившееся место (рис. 16б). О том, что цепи в шине изменили порядок расположения, можно судить по цвету выделенной цепи (раньше она была крайней, теперь идет второй) и по перекрещивающимся линиям связи, подходящим к торцу шины.

  57. Не отпуская левую кнопку мыши, продолжим перетаскивать переходное отверстие до верхней границы контура шаблона.

    Теперь выбранная цепь будет в шине крайней сверху (рис. 16в). Обратите внимание, как изменят свои позиции остальные переходные отверстия шаблона. Расположение цепей в части шины, проложенной на слое Solder, изменится соответствующим образом.

  58. Снова переместим выбранное переходное отверстие, теперь в правый нижний угол шаблона.

    Расположение цепей в шинах и переходных отверстий в шаблоне снова изменится (рис. 16г).

  59. В последний раз переместим выбранное переходное отверстие в положение, показанное на рис. 16д.

    В этом случае почти все цепи в шинах изменят свое положение относительно изначального, а связи, идущие от контактных площадок к торцам шин (транков), будут сильно перепутаны.

  60. Выполним команду меню Select/Select или нажмем кнопку на панели инструментов.
  61. Наведем указатель мыши на конец шины, направленный к микросхеме U11 и выполним щелчок правой кнопкой мыши.
  62. В появившемся контекстном меню выберем команду Route This End.

    Система выполнит трассировку данной части шины следующим образом: она автоматически изменит порядок следования цепей в шине, чтобы проводники оптимально подходили к контактным площадкам микросхемы U11, и изменит расположение переходных отверстий вшаблоне так, чтобы сохранить заданное нами вручную расположение цепей во второй части шины на нижнем слое платы. И снова, так как трассировка шины не выполнена до конца, система не будет окончательно разводить проводники, подходящие к микросхеме U11.

В качестве упражнения мы рекомендуем самостоятельно завершить трассировку этой шины, для чего под микросхемой U42 потребуется расположить еще один шаблон переходных отверстий с переходом на верхний слой. Обратите внимание, что при использовании шаблонов, отличных от Box, в силу их линейной структуры система имеет меньше степеней свободы для перемещения переходных отверстий.

Свободная трассировка «от руки»

Программа P.R.Editor XR имеет еще один инструмент (Freehand), позволяющий выполнять трассировку проводников в свободном стиле, или «от руки». Он создает дорожки из небольших сегментов, которые появляются по мере движения курсора. Размер и количество сегментов зависят от скорости перемещения курсора и настроек сетки Routing Grid.

  1. Выполним команду меню File/Import/Settings и в появившемся окне выбора файла Import Settings укажем файл unrouted.set, расположенный в папке Self Teach, после чего нажмем кнопку Open.
  2. Выполним команду меню View/View All или нажмем кнопку на панели инструментов.
  3. Выполним команду меню View/Frame или нажмем кнопку на панели инструментов.
  4. С помощью мыши зададим окно охвата таким образом, чтобы на экране оптимально отображались микросхемы U21, U30 и U31 в правом верхнем углу платы. Проверим настройки программы трассировки.
  5. Выполним команду меню Configure/Routing/ Routing Tool или нажмем комбинацию горячих клавиш CTRL+T.
  6. Убедимся, что в появившемся окне Routing Tool Options все настройки выполнены, как показано на рис. 17, а именно: должны быть включены опции Freehand (трассировка «от руки») и Freehand Tidy («облагораживание» результатов трассировки «от руки»), а также стиль трассировки должен быть за дан ортогональным (Angle 90).



    Рис. 17. Настройки для трассировки «от руки»

  7. Нажмем кнопку OK и закроем окно Routing Tool Options.
  8. Выполним команду меню Select/Mode/Item или нажмем кнопку на панели инструментов.
  9. Выполним команду меню Routing/Manual Route или нажмем кнопку на панели инструментов.
  10. Наведем указатель мыши на вывод 9 микросхемы U31 и выполним щелчок левой кнопкой мыши.
  11. Начнем перемещать указатель мыши в сторону вывода 12 микросхемы U21. Система начнет рисовать проводники, следуя за движениями указателя мыши.
  12. Наведем указатель мыши на вывод 12 микросхемы U21.

    Система отобразит кружок с прицелом с перекрестием внутри, показывающий центр целевой контактной площадки (рис. 18a).



    Рис. 18. Трассировка «от руки»

  13. Выполним щелчок левой кнопкой мыши. Система завершит рисование проводника и, благодаря включенной опции Freehand Tidy, перерисует его с минимальным количеством сегментов (рис. 18б).

В качестве самостоятельного упражнения мы рекомендуем развести в режиме «от руки» еще несколько проводников, используя разные допустимые углы трассировки 90°, 45° и 0°.

Режимы отображения проводников

В заключение занятия скажем несколько слов о режимах отображения объектов топологии. На сложной многослойной плате, содержащей большое количество проводников и областей металлизации, бывает трудно понять точное расположение объектов. В этом случае бывает полезно изменить режим отображения. Проделаем небольшое упражнение.

  1. Выполним команду меню View/View All или нажмем кнопку на панели инструментов.
  2. Выполним команду меню View/Frame или нажмем кнопку на панели инструментов.
  3. С помощью мыши зададим окно охвата таким образом, чтобы на экране оптимально отображался участок платы вокруг микросхемы U45.

    Легко видеть, что на данном участке топо логии имеются несколько проводников одинакового цвета, перекрывающих друг друга, что затрудняет понимание реального их расположения (рис. 19a).



    Рис. 19. Различные режимы отображения объектов топологии

  4. Выполним команду меню View/Appearance.
  5. В появившемся на экране окне Appearance перейдем на закладку Fill Types.
  6. В выпадающих списках Pads, Tracks и Shapes выберем стиль отображения Outline (контур).
  7. Нажмем кнопку OK и закроем окно Appearance. Теперь на экране будут отображаться только контуры проводников, контактных площадок и переходных отверстий (рис. 19б), что существенно облегчит понимание структуры проводников.

    В завершение данного занятия нам остается только выйти из трассировщика P.R.Editor XR без сохранения текущих результатов.

  8. Выполним команду меню File/Exit.
  9. В появившемся окне Save нажмем кнопку Discard.

На следующем занятии мы подробно рассмотрим способы разводки стрингеров у многовыводных компонентов, а также ряд приемов автоматической трассировки, призванных улучшить качество топологии.


 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Оцените, пожалуйста, удобство и практичность (usability) сайта:
Хорошо
Нормально
Плохо