Проектирование принципиальных схем и печатных плат в программной среде Mentor Graphics PADS 9.5.
Трассировка проводников печатной платы в PADS Layout

Введение

Трассировка — это процесс прокладки проводников и формирования переходных отверстий на плате с целью электрического соединения компонентов. Трассировка проводников печатной платы — очень ответственный этап разработки электронного устройства. Неграмотная разводка может негативно сказаться на работоспособности всего решения.

На печатных платах электронных схем могут одновременно присутствовать самые различные сигналы: аналоговые и цифровые, с высоким и низким напряжением, большим и малым током — от постоянного тока до гигагерцевых частот. Не дать им интерферировать между собой — трудная задача.

Важно заранее продумать план обработки сигналов на плате, отметить, какие из них чувствительны, и определить шаги для сохранения их неприкосновенности. Слои «земли», кроме предоставления опорного потенциала для электрических сигналов, можно также использовать и для экранирования. Когда требуется изолировать сигналы, первым делом следует обеспечить достаточное расстояние между дорожками сигналов.

Из основных правил трассировки можно выделить три:

• сначала разводятся аналоговые цепи входного напряжения, источников опорного напряжения и питания, исходя из соображений их минимальной длины и наиболее удобного расположения, и лишь потом, на оставшейся площади, разводят цифровые цепи;
• печатный проводник должен подходить к деталям в том порядке, в каком к ним должно подходить электричество с физической точки зрения. Конденсаторы фильтров должны располагаться как можно ближе к соответствующим выводам микросхем;
• аналоговая и цифровая части должны по возможности экранироваться печатными проводниками с «землей» или экранами из фольги, соединенной с GND.

Третье правило применяется на практике гораздо реже первых двух, но напоминает о себе помехами и сбоями, если о нем забыли при проектировании достаточно высокочастотной платы. Поскольку между двумя проводниками с сигналом, проходящими рядом, всегда есть некоторая индуктивная и емкостная паразитные связи, то существует вероятность частичного проникновения сигнала из одного проводника в другой. Величина проникновения зависит от площади проводников, расстояния между ними, а также от частоты и тока сигналов, идущих по ним. При малом сечении печатных проводников (меньше 0,5 мм) и небольшом токе в цифровых и аналоговых линиях основным критерием предположительной оценки паразитной связи выступает частота. К примеру, у современных аналого-цифровых преобразователей «среднего звена» частота сигнала синхронизации достигает 11 МГц. Проводник, несущий такую частоту, будет «звенеть» на много сантиметров вокруг. Вполне естественно, что во всех проводниках, находящихся в поле его действия, будет наводиться некая ЭДС, способная повлиять на работу цепей. Паразитную связь можно снизить до 80%, прокладывая между сигнальными проводниками проводники «земли». Причем экранирование тем эффективнее, чем шире этот проводник. Оптимальной является заливка всего свободного места на плате сплошным полигоном, соединенным с «землей».

Рисунок проводников на печатной плате может быть как источником, так и приемником помех. Хорошая разводка проводников уменьшает чувствительность аналоговой схемы к излучению источников.

В любой высокочастотной системе существенна правильная разводка цепей питания и «земли». Для оптимального заземления и питания необходимо использовать многослойные печатные платы. Применение полигонов заземления и питания приводит к снижению электромагнитной помехи, улучшению характеристик, минимизации импеданса, связанного с шинами «земли» и питания. Важно правильно расположить шины, чтобы предотвратить влияние обратной связи на входной сигнал.

Приступив к трассировке, нужно минимизировать длину аналоговых проводников, оптимизировать размещение микросхем, протянуть земляной проводник (пусть даже «тупиковый»), где это возможно.

В системе Mentor Graphics PADS трассировку проводников можно выполнить как в редакторе PADS Router, так и в редакторе PADS Layout (рис. 1), который является средой разработки печатных плат, выполнения определенных функций CAD-систем и подготовки результатов проектирования к производству.

Рис. 1. Подготовленный к трассировке проект печатной платы в PADS Layout

Трассировка проводников печатной платы в редакторе PADS Layout

Трассировка проводников платы может быть проведена вручную или автоматически. Автоматическая трассировка предусматривает использование специальных средств, которые самостоятельно выполняют прокладывание печатных проводников на основе правил проектирования, заданных разработчиком.

При всех достоинствах автоматической трассировки бывают ситуации, когда ее недостаточно. В некоторых случаях требуется полностью контролировать размещение проводников. Для этого можно выполнить разводку всей платы или ее части вручную. Для облегчения данного процесса PADS Layout предлагает мощные средства интерактивной трассировки, обеспечивающие максимальную эффективность и гибкость благодаря таким возможностям, как управление курсором при прокладке трасс, разводка соединения одним щелчком мыши, расталкивание или огибание препятствий, автоматическое следование существующим соединениям в соответствии с правилами проектирования.

Трассы на печатной плате формируются из последовательности прямых сегментов. При каждой смене направления начинается новый сегмент. В PADS Layout проводники можно располагать вертикально, горизонтально, под углом в 45° или произвольно, что позволяет легко получать профессиональные результаты. Интерактивная трассировка также может быть выполнена для нескольких параллельно идущих проводников (трассировка шин), для чего в программе предусмотрены специальные инструменты.

Существует мнение, что автоматическую трассировку печатных плат следует проводить только в случае низкочастотных и неответственных плат. Во всех остальных случаях лучше проводить трассировку всей платы или наиболее ответственных цепей вручную. Очевидно, в ряде случаев это мнение обоснованно.

С помощью инструментов ручной трассировки прокладка трасс производится полностью вручную в строгом соответствии с замыслом разработчика. Система в данном случае играет роль электронного кульмана, осуществляя только пассивный контроль за соблюдением технологических норм и правил.

Инструменты интерактивной трассировки более интеллектуальны. Здесь разработчик лишь указывает направление фрагмента трассы, а система формирует ее сама с учетом принятых правил трассировки. Возможно автоматическое завершение начатой трассировки или автоматическая корректировка фрагментов уже проложенных трасс.

Способы трассировки в PADS Layout

В PADS Layout есть следующие режимы трассировки:

• Add Route — маршрут трассы формируется интерактивно посредством передвижения курсора и щелчков левой кнопкой мыши в местах изгибов проводника;
• Dynamic Route — трассы формируются по пути следования курсора;
• Auto Route — трассы формируются автоматически;
• Bus Route — режим трассировки шин. Данная команда используется для одновременной трассировки в интерактивном режиме нескольких параллельных проводников, образующих шину.

Выбор режима трассировки выполняется на панели инструментов Design Toolbar (рис. 2), открыть которую можно нажатием одноименной кнопки панели инструментов Standard Toolbar или при помощи команды View/Toolbars/Design Toolbar основного меню редактора.

Рис. 2. Панель инструментов Design Toolbar

Ручную трассировку проводников в PADS Layout можно выполнить двумя способами:

• в интерактивном режиме, при котором не предусмотрена проверка правил проектирования (режим DRC OFF);
• в интерактивном режиме, при котором во время трассировки выполняется проверка ошибок (режим DRC ON). При этом система может только оповещать разработчика о выявленных нарушениях или автоматически их исправлять в зависимости от выбранных инженером опций режима.

Проверка правил проектирования

Проверка правил проектирования DRC (Design Rule Checking) при трассировке обязательна для контроля соблюдения минимальных зазоров и отсутствия других нарушений. Это мощная технология, которая позволяет поддерживать целостность проекта во время операций размещения и трассировки.

Если в проекте активизирована функция DRC, система в фоновом режиме постоянно проверяет и обеспечивает соблюдение правил проектирования.

Поскольку редактор печатных плат позволяет в любое время вносить изменения в проект, рекомендуется всегда выполнять проверку правил проектирования перед окончательным выводом чертежей. Функция проверки правил проектирования в режиме реального времени активизируется при помощи клавиатурной команды drp (при этом становятся активными все кнопки панели инструментов Design Toolbar). Включение данной функции в режиме ручной трассировки позволяет незамедлительно обнаружить и выделить ошибки. Отмена проверки правил проектирования выполняется при помощи команды dro.

Уже после нажатия на клавиатуре клавиши с первой буквой команды будет открыто окно ввода Modeless Command (рис. 3), в поле Command которого необходимо ввести нужную команду. Отправить команду на выполнение можно нажатием клавиши Enter на клавиатуре.

Рис. 3. Окно Modeless Command

Правила, проверка которых будет выполняться в режиме реального времени, настраиваются при помощи команды Setup/Design Ruls основного меню редактора. В результате выполнения команды открывается окно выбора объектов настройки (цепей, компонентов, дифференциальных пар и др.) — рис. 4. При этом есть возможность для всех или отдельных объектов выбранной группы (рис. 5) настроить определенные правила проектирования (рис. 6).

Рис. 4. Окно выбора объектов для настройки правил проектирования

Рис. 5. Выбор группы компонентов С1–С6 для настройки правил проектирования

Рис. 6. Настройка параметров правил проектирования зазоров для компонентов С1–С6

В PADS Layout предусмотрено четыре режима проверки правил проектирования:

• Prevent errors (запрет нарушений) — в процессе трассировки запрещено нарушение правил проекта;
• Warn errors (предупреждение о нарушении) — в процессе трассировки при выявлении системой нарушения правил проекта выдается предупреждение;
• Ignore clearance (игнорировать правила зазоров) — в процессе трассировки разрешено нарушать только правила зазоров;
• Off (онлайн проверка отключена) — разрешено нарушать правила.

Выбор режима выполняется установкой переключателя в нужную позицию в поле On-line DRC на вкладке Design окна Options (рис. 7). Для того чтобы открыть данную вкладку, необходимо в левой части окна Options в списке Global выбрать пункт Design. Открыть окно Options можно нажатием кнопки Design Options на панели инструментов Design Toolbar. По умолчанию в поле On-line DRC выбран режим Prevent errors. Также на данной вкладке в поле Line/trace angle можно установить допустимый угол наклона проводников при трассировке:

• Diagonal — под углом 45°;
• Orthogonal — под углом 90°;
• Any angle — произвольный угол.

Рис. 7. Вкладка Design окна Options

Независимо от того, в каком режиме была выполнена трассировка проводников, по окончании работы над проектом рекомендуется провести пакетную верификацию (проверку на наличие в проекте нарушений правил проектирования).

Ручная трассировка проводников печатной платы в режиме DRC ON

Ручную трассировку проводников платы с включенной опцией проверки правил (DRC ON) можно выполнять в режимах Add Route, Dynamic Route и Bus Route.

В режиме Add Route прокладывание маршрута трассы производится передвижением курсора и щелчками левой кнопкой мыши в местах изгибов проводника. В результате чего разработчик выбирает оптимальный маршрут. При использовании инструмента Add Route ответственность за маршрут трассы полностью лежит на разработчике.

Последовательность действий при работе с данным инструментом в режиме DRC ON может быть следующей:

1. Активизация режима проверки правил проектирования при помощи клавиатурной команды drp.
2. Выбор инструмента Add Route на панели инструментов Design Toolbar.
3. Выбор цепи, которую предполагается развести, и прокладывание трассы. Также вместо цепи можно указать вывод компонента этой цепи. Для того чтобы выбрать цепь, необходимо подвести к ней курсор и щелкнуть по ней левой кнопкой мыши. Вывод компонента указывают также щелчком левой кнопкой мыши. В результате трасса будет закреплена за курсором (рис. 8). Отменить выбор цепи или контактной площадки можно нажатием клавиши Esc на клавиатуре или активированием в контекстном меню команды Cancel (контекстное меню можно открыть щелчком правой кнопкой мыши в области платы). Прокладывание трассы производится передвижением курсора и щелчками левой кнопкой мыши в местах изгибов проводника (рис. 9). Таким образом разработчик выбирает оптимальный маршрут (рис. 10).
4. Окончание работы с инструментом Add Route производится двойным щелчком левой кнопки мыши, нажатием на клавиатуре клавиши Enter или щелчком левой кнопки мыши в конечной точке маршрута.

Рис. 8. Цепь:
а) до и б) после ее выбора в режиме Add Route

Рис. 9. Процесс трассировки цепи в режиме Add Route

Рис. 10. Ручная трассировка нескольких проводников в режиме Add Route

Для выделения конкретных объектов в рабочей области проекта можно использовать фильтры. Данный способ особенно удобен при выделении объектов в тесной области проекта, где перекрываются цепи, компоненты, текст, области запрета или металлизации (рис. 11). Выбор необходимого фильтра производится из контекстного меню (рис. 12). Для выделения компонентов на плате предназначен фильтр Select Components, для цепей — Select Nets. Фильтр Select Shapes позволяет указать область запрета, фильтр Select Documentation — текстовые надписи, а фильтр Select Traces/Pins — контактные площадки. Для выделения всех объектов рабочего проекта за исключением контура платы предназначен фильтр Select Anything.

Рис. 11. Компонент в области проекта, где перекрываются цепи, область металлизации и другие компоненты печатной платы:
а) до и б) после выделения при помощи фильтра Select Components

Рис. 12. Фильтры выбора объектов рабочей области проекта

Во время трассировки система может указывать на допущенные ошибки при помощи цветных маркеров, появляющихся в местах возникновения ошибок (рис. 13). Инструмент Add Route в режиме DRC ON Prevent errors не позволяет завершить маршрут трассы, на пути которой появились нарушения. Для продолжения трассировки цепи необходимо выбрать другой маршрут, внести изменения в правила или устранить причину ошибки (рис. 14).

Рис. 13. Цветной маркер в месте возникновения ошибки в процессе трассировки цепи в режиме Add Route

Рис. 14. Трассировка цепи:
а) в режиме DRC ON;
б) в режиме DRC OFF;
в) выбор другого маршрута

Наиболее простым и быстрым способом прокладывания трасс вручную является использование инструмента Dynamic Route. Последовательность действий при работе с данным инструментом может быть следующей:

1. Активизация режима проверки правил проектирования при помощи клавиатурной команды drp.
2. Выбор инструмента Dynamic Route на панели инструментов Design Toolbar.
3. Выбор линии связи, которую предполагается развести, и прокладывание трассы. Для того чтобы выбрать линию связи, необходимо подвести курсор и щелкнуть по ней левой кнопкой мыши. В результате трасса будет закреплена за курсором, при помощи передвижения которого можно выбрать оптимальный маршрут с учетом заданных правил проектирования. Необходимо отметить, что маршрут прокладывается интерактивно, разработчику остается только выбрать наиболее удачный вариант. Для закрепления трассы необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши в рабочем поле. Предложенные системой варианты маршрута для одного и того же проводника представлены на рис. 15. Во время трассировки система может указывать на допущенные ошибки при помощи цветных маркеров, которые появляются в местах возникновения ошибок (рис. 16). По мере прокладывания трасс система подбирает для них оптимальный маршрут (рис. 17). В режиме Dynamic Route уже проложенные трассы могут динамически изменять свой маршрут для освобождения пути для новой трассы.
4. Окончание работы с инструментом Dynamic Route выполняется двойным щелчком левой кнопки мыши, нажатием на клавиатуре клавиши Enter или щелчком левой кнопки мыши в конечной точке маршрута.

Рис. 15. Предложенные системой варианты маршрута проводника в режиме Dynamic Route

Рис. 16. Цветной маркер в месте возникновения ошибки в процессе трассировки проводника в режиме Dynamic Route

Рис. 17. Ручная трассировка нескольких проводников в режиме Dynamic Route

Необходимо отметить, что при помощи инструментов Dynamic Route и Add Route нельзя соединять одновременно большое число выводов, то есть развести сразу всю цепь, состоящую из нескольких проводников.

Ручная трассировка проводников печатной платы в режиме DRC OFF

В некоторых случаях удобно выполнять трассировку проводников платы в режиме DRC OFF (полное отключение проверки правил проектирования). К примеру, в процессе трассировки может оказаться, что к одному компоненту с близко расположенными выводами (коннектору или BGA-компоненту) нужно подключить ряд проводников. При этом нет возможности соединить трассы с выводами компонента, не нарушив зазоры между проводниками. В таком случае надо создать правило для компонента, уменьшив зазор для трассы, или же временно отключить проверку правил DRC, чтобы завершить трассировку, а нужные правила отредактировать позже.

Ручную трассировку проводников платы с выключенной опцией проверки правил предлагается выполнять в режиме Add Route (рис. 18). На рисунке видно, что трасса прошла через ряд контактных площадок, что запрещено правилами трассировки. Также в данном примере нарушены правила зазоров. Данный маршрут был разрешен системой, поскольку проверка правил отключена. В режиме DRC ON система не позволит провести трассу подобным образом.

Рис. 18. Ручная трассировка проводников платы с выключенной опцией проверки правил в режиме Add Route

Последовательность действий при работе с инструментом Add Route в режиме DRC OFF аналогична последовательности действий при работе в режиме DRC ON и отличается лишь тем, что на первом этапе необходимо при помощи клавиатурной команды dro отключить режим проверки правил проектирования.

Шинная трассировка проводников печатной платы

При наличии в проекте группы сигналов, имеющих схожие особенности проходящих рядом, можно провести их группой, используя режим шинной трассировки. При этом одну из цепей группы делают ведущей. По мере разводки ведущей цепи остальные будут следовать за ней, соблюдая параметры печатных проводников и зазоров между ними согласно правилам проектирования. Это простой и быстрый способ трассировки нескольких дорожек, таких как шины адреса или данных или набор интерфейсных сигналов.

Ручная трассировка проводников платы в режиме Bus Route возможна только с включенной опцией проверки правил.

Последовательность действий при работе с инструментом Bus Route может быть следующей:

1. Активизация режима проверки правил проектирования при помощи клавиатурной
   команды drp.
2. Выбор инструмента Bus Route на панели инструментов Design Toolbar.
3. Выбор при помощи левой кнопки мыши группы контактных площадок, к которым подключены цепи, предназначенные для трассировки (рис. 19а).
4. Выбор ведущей линии связи из той группы проводников, которую предполагается развести, и прокладывание трасс.

• Направляющая линия выбирается системой автоматически. Для выбора другой линии шины в качестве ведущей используйте клавишу Tab на клавиатуре, однократное нажатие которой приводит к назначению в качестве направляющей линии связи, находящейся за текущей ведущей линией. В результате группа проводников будет закреплена за курсором, при помощи передвижения которого можно выбрать оптимальный маршрут с учетом заданных правил проектирования (рис. 19б–г). Необходимо отметить, что маршрут может прокладываться динамически по пути следования курсора мыши (при этом разработчику остается только выбрать наиболее удачный вариант) или при помощи щелчков левой кнопки мыши в местах изгибов (в таком случае ответственность за маршрут лежит на разработчике).
• Для того чтобы закрепить ведущую трассу, нужно щелкнуть левой кнопкой мыши в рабочем поле, при этом будут закреплены все проводники группы.

5. Окончание работы с инструментом Bus Route происходит посредством двойного щелчка левой кнопки мыши, нажатия на клавиатуре клавиши Enter или щелчка левой кнопки мыши в конечной точке маршрута (рис. 19д).

Рис. 19. Процесс шинной трассировки проводников печатной платы:
а) выбор группы контактных площадок, к которым подключены цепи, предназначенные для трассировки;
б, в, г) прокладывание маршрута группы сигналов в режиме Bus Route;
д) маршрут группы проводников шины создан

Предложенные системой варианты маршрута для одной и той же группы проводников представлены на рис. 20. Во время трассировки система может указывать на допущенные ошибки при помощи цветных маркеров, которые появляются в местах возникновения ошибок (рис. 21).

Рис. 20. Предложенные системой варианты маршрута проводников в режиме Bus Route

Рис. 21. Цветной маркер в месте возникновения ошибки в процессе трассировки проводников группы в режиме Bus Route

Автоматическая трассировка проводников печатной платы

В PADS Layout есть два метода выполнения автоматической трассировки:

1. при помощи команды Auto Route непосредственно в самом редакторе PADS Layout;
2. посредством передачи проекта из PADS Layout в PADS Router при помощи интерфейса PADS Router Link.

Рассмотрим оба метода.

Команда Auto Route предназначена для автоматической трассировки отдельных проводников платы (но не всего проекта одновременно). Автоматическое прокладывание проводника производится между двумя выбранными контактами на одном слое по принципу «одна связь за один раз».

Последовательность действий при работе с инструментом Auto Route может быть следующей:

1. Активизация режима проверки правил проектирования при помощи клавиатурной команды drp.
2. Выбор инструмента Auto Route на панели инструментов Design Toolbar.
3. Выбор линии связи, которую предполагается развести, или вывода компонента, к которому подсоединена эта линия. Для того чтобы выбрать линию связи, необходимо подвести курсор и щелкнуть по ней левой кнопкой мыши. Аналогичным образом можно выбрать и вывод компонента. В результате трасса будет проложена автоматически. Причем разработчик может выбрать оптимальный маршрут путем неоднократного запуска команды для одного и того же проводника. Если разработчика не удовлетворяет полученный результат автоматической трассировки цепи, следует отменить предыдущее выполнение команды Auto Route и запустить ее по-новому.

Предложенные системой варианты маршрута для одного и того же проводника представлены на рис. 22. По мере автоматического прокладывания трасс система подбирает для них оптимальный маршрут (рис. 23).

Рис. 22. Линия связи (а) и варианты маршрута (б, в), полученные в результате автоматической трассировки этой линии

Рис. 23. Автоматическая трассировка нескольких проводников в режиме Auto Route

Автоматическая трассировка Auto Route доступна только в режиме DRC ON.

Редактор PADS Layout не имеет средств для автоматической трассировки всего проекта без участия пользователя. В Mentor Graphics PADS для этой цели предназначен редактор PADS Router. Выполнить трассировку всего проекта печатной платы посредством его передачи из PADS Layout в PADS Router можно командой основного меню Tools/PADS Router. В результате выполнения команды будет открыт интерфейс PADS Router Link (рис. 24): здесь, установив переключатель в одну из позиций в поле Options и нажав кнопку Setup, можно выполнить настройку общих параметров проекта (Design), задать правила (Rules), настроить общие параметры трассировки (Routing) и параметры трассировки дифференциальных пар (Tune/Diff Pairs), параметры слоев (Layer Setup) и сетки (Grid) и определить стратегию трассировки (кнопка Setup в поле Routing Strategy).

Рис. 24. Окно PADS Router Link

Запуск процесса трассировки проводников платы выполняется при помощи кнопки Proceed окна PADS Router Link.

Сможет разработчик наблюдать за процессом трассировки в рабочем поле редактора PADS Router или нет, зависит от выбранной позиции переключателя в поле Action окна PADS Router Link.

В случае выбора позиции Open PADS Router и нажатия на кнопку Proceed проект печатной платы (рис. 25) будет передан в редактор PADS Router (рис. 26), в котором запуск автоматической трассировки выполняется командой Tools/Autoroute/Start основного меню (рис. 27). Перенести полученный результат в редактор PADS Layout можно кнопкой Layout панели инструментов Standard Toolbar (рис. 28).

Рис. 25. Проект печатной платы в редакторе PADS Layout до выполнения процесса автоматической трассировки

Рис. 26. Проект печатной платы, переданный через интерфейс PADS Router Link в редактор PADS Router

Рис. 27. Проект печатной платы в редакторе PADS Router после окончания процесса автоматической трассировки

Рис. 28. Проект печатной платы, переданный в редактор PADS Layout после выполнения процесса автоматической трассировки в редакторе PADS Router

В случае выбора позиции Autoroute in Background и нажатии кнопки Proceed будет открыто окно PADS Router Monitor (рис. 29), в котором отображается индикатор процесса выполнения трассировки и статистика происходящих в PADS Router операций, при этом окно трассировщика PADS Router показано не будет, а процесс трассировки запускается автоматически.

Рис. 29. Окно PADS Router Monitor

По окончании процесса трассировки (когда индикатор достигнет своего максимума) окно PADS Router Monitor можно закрыть кнопкой Stop, после чего в рабочем поле редактора PADS Layout будет отображен результат автоматической трассировки проводников печатной платы.

В случае выбора позиции Autoroute in Foreground и нажатия кнопки Proceed откроется окно PADS Router Monitor, в котором отображается индикатор процесса выполнения трассировки и статистика происходящих в PADS Router операций, при этом также откроется окно трассировщика PADS Router, в чьем рабочем поле отображается ход автоматической трассировки переданного из PADS Layout проекта печатной платы (рис. 30).

Рис. 30. Процесс автоматической трассировки проводников печатной платы в режиме Autoroute in Foreground

По окончании процесса трассировки (когда индикатор достигнет своего максимума) окно PADS Router Monitor можно закрыть кнопкой Stop, после чего в рабочем поле редактора PADS Layout и в рабочем поле редактора PADS Router отобразится результат автоматической трассировки проводников печатной платы.

Автотрассировщик требует грамотной настройки и понимания правил и ограничений в проекте. Хотя автотрассировщик и выполняет быструю разводку большого количества цепей, он не может учесть всех нюансов размещения и прокладки проводников, и после автоматической разводки часто приходится делать ручную доводку.

Обычно лучшим вариантом становится разводка критических цепей вручную, затем автоматическая трассировка оставшихся. После чего разработчик может выполнить редактирование маршрута некоторых проводников вручную, а именно удаление лишних изгибов проводников, раздвигание проводников (если позволяет свободное место на плате), симметрирование сегментов проводников, огибающих выводы компонентов.

Общие аспекты трассировки проводников печатной платы в PADS Layout

Изменение маршрута трассы

По окончании трассировки может возникнуть необходимость изменить маршрут какой-либо трассы. Сделать это можно следующим образом:

1. Для выбора режима трассировки нажмите на панели инструментов Design Toolbar на кнопку Dynamic Route или Add Route. Отметим, что кнопка Dynamic Route активна только при включенном режиме проверки правил проектирования.
2. При помощи левой кнопки мыши выберите на трассе, которую нужно переразвести, ту точку, откуда маршрут будет изменен (рис. 31а).
3. Проведите трассу по новому пути (рис. 31б).
4. Завершите операцию при помощи двойного щелчка левой кнопки мыши, нажатия на клавиатуре клавиши Enter или щелчка левой кнопки мыши в конечной точке маршрута (рис. 31в).

Рис. 31. Процесс изменения маршрута трассы:
а) выбор точки начала нового маршрута трассы;
б) процесс прокладки нового маршрута (при этом старый маршрут еще остается на плате);
в) новый маршрут трассы полностью создан

Размещение переходных отверстий на плате

Для электрического соединения проводников печатной платы, находящихся на разных проводящих слоях, применяют переходные отверстия. Переходное отверстие представляет собой отверстие в печатной плате с проводниковым материалом на его стенке.

В PADS Layout в процессе трассировки проводника добавить переходное отверстие (рис. 32) можно посредством одновременного щелчка левой кнопкой мыши в месте размещения отверстия на плате и нажатия клавиши Shift на клавиатуре. Добавить переходное отверстие можно и другим способом. Для этого нужно щелкнуть правой кнопкой мыши в месте размещения отверстия и выбрать в открывшемся контекстном меню команду Add Via.

Рис. 32. Размещение переходных отверстий в процессе трассировки одиночного проводника

В процессе трассировки группы проводников в режиме Bus Route добавить на плату переходные отверстия можно так же, как и в случае с одиночным проводником, посредством одновременного щелчка в области платы левой кнопкой мыши и нажатия клавиши Shift на клавиатуре. Переходные отверстия будут добавлены сразу для всех проводников шины и размещены согласно с заданным шаблоном. Отметим, что при трассировке шины есть возможность выбора одного из пяти шаблонов размещения переходных отверстий. Для чего при помощи правой кнопки мыши следует вызвать контекстное меню и в поле Vias Pattern Mode выбрать название нужного шаблона:

• Perpendicular Vias — переходные отверстия размещаются по вертикали (рис. 33а);
• Parallel Vias — переходные отверстия размещаются по горизонтали (рис. 33б);
• Plus 45 Vias — переходные отверстия размещаются под углом 45° по возрастающей (рис. 33в);
• Minus 45 Vias — переходные отверстия размещаются под углом 45° по спадающей (рис. 33г);
• Staggered Vias — переходные отверстия размещаются зигзагообразно (рис. 33д).

Рис. 33. Шаблоны размещения переходных отверстий в режиме трассировки шины Bus Route:
а) Perpendicular Vias;
б) Parallel Vias;
в) Plus 45 Vias;
г) Minus 45 Vias;
д) Staggered Vias

Если система определит, что размещение переходных отверстий в порядке, заданном в шаблоне, нарушает правила DRC, то автоматически без участия разработчика будет выбран следующий шаблон.

Управление видимостью и цветом цепей платы

В PADS Layout есть возможность управлять видимостью и цветом цепей платы, для чего предусмотрен диалог View Nets (рис. 34), открыть который можно командой View/Nets основного меню редактора. В верхней части диалогового окна View Nets расположено два списка, в одном из них отображаются названия всех цепей проекта (Net List). Управление отображением цепи на плате выполняется выбором строки с ее названием при помощи левой кнопки мыши в списке Net List, ее перемещением кнопкой Add>> в список View List и настройкой следующих параметров в поле View Details:

• Traces Plus the Following Unroutes — снятие флажка в данном поле отключает отображение цепи на плате;
• View Unrouted Details — поле предназначено для настройки отображения цепи на плате посредством установки переключателя в одну из позиций: All (отображать все участки цепи), All Except Connected Plane Nets (отображать все участки цепи, не соединенные с областью металлизации), Unrouted Pin Pairs (отображать только разведенные участки цепи), None (отключить отображение всех участков цепи). Поле View Unrouted Details становится активным после установки флажка в чекбоксе Traces Plus the Following Unroutes.

Рис. 34. Цепь $5l4837$1N8 в рабочем поле программы и настройки параметров ее видимости в окне View Nets (установлено отображение всех сегментов цепи, цвет неразведенных участков цепи — голубой)

Настроить цвет цепи можно в поле Color by Net (Pads, Vias, Unroutes). Назначение трассе выбранного для цепи цвета выполняется установкой флажка в поле Color Traces by Net. Переместить название цепи обратно в список Net List можно кнопкой <<Remove.

Для того чтобы выполненные изменения вступили в силу, необходимо нажать на кнопку Apply. Используйте кнопку OK для закрытия диалогового окна.