Автоматичне трасування друкованих провідників

 Настроювання стратегії трасування

Настроювання стратегії трасування виконується після його запуску в діалоговому вікні Options/Auto-Router (рис. 3.4).

Діалогове вікно має три закладки: Routing Passes, Parameters і Testpoints.

У закладці Routing Passes в областях Router Passes і Manufacturing Passes установлюються різні процедури (проходи) трасування:

Рис. 3.4. Настроювання стратегії трасування

Memory (пам'ять) — трасує модулі типу «пам'ять» в одному, горизонтальному або вертикальному, напрямку. Використовуються евристичні (Heuristic) або регулярні методи пошуку (Search). Цю процедуру рекомендується включати завжди, навіть у тому випадку, якщо навіть немає схем «пам'яті».

Fan Out Used SMD Pins (віяло) - ця процедура дозволяє генерувати віялообразне розташування стрингерів контактних площадок ЕРЕ. Невдалі місця розташування стрингерів позначаються на екрані невеликою окружністю жовтого кольору із символом X у центрі окружності. Процедура використовується при наявності планарних виводів компонентів на верхньому, нижньому або обох сторонах друкованої плати. Рекомендується провести дану процедуру для попереднього трасування, і якщо приблизно 10% стрингерів не будуть сформовані, то компоненти необхідно перерозмістити.

Pattern (шаблон) — використання стандартних шаблонів (алгоритмів) трасування, наявних у програмі. Рекомендується даний прохід включати завжди.

Shape Router - Push and Shove (вставка та розсування) - є основним алгоритмом трасування. При вставці провідників сусідні провідники розсовуються по діагоналі без обмеження відстані при розсуненні провідників. Можливо «перескакування» провідників через перехідні отвори й контактні площадки.

Shape Router - Rip Up (розрив) - після виконання процедури Push and Shove ще можливі деякі конфлікти між проведеними ланцюгами (позначаються невеликими окружностями жовтого кольору). Дана процедура примусово розриває вже прокладені ланцюги й прокладає їх заново з метою ліквідації таких конфліктів.

Clean During Routing - випрямлення провідників у процесі трасування.

Clean After Routing - випрямлення провідників після трасування.

Evenly Space Traces — розсунення провідників з метою більше рівномірного заповнення ними всієї площі друкованої плати.

Add Testpoints - дозвіл на вставку контрольних крапок електричних ланцюгів відповідно до установлення, зробленим у вкладці Testpoints.

У вікні Routed Corners закладки Routing Passes установлюється припустиме значення кута зломів провідників — 45° або 90°.

У закладці Parameters (мал.3.5) установлюються параметри трасування для різних шарів плати.

 

Рис .3.5. Установка параметрів трасування

У заголовку Layer перераховані доступні шари трасування, а праворуч від імені шару можна встановити кращу орієнтацію провідників на цьому шарі.

· Auto - орієнтація провідників вибирається автоматично після натискання на кнопку Analyze Directions.

· Disabled - заборона трасування.

· Fan Out — генерація стрингерів у вигляді віяла.

· Plane - внутрішній шар металізації.

· Vertical - вертикальна орієнтація провідників.

· Horizontal - горизонтальна орієнтація провідників.

· Any Direction - будь-який напрямок провідників при трасуванні.

· Angled Direction per Layer - краща орієнтація провідників під різними кутами 45/, 45\\, 1 o'clock, 2 o'clock, 4 o'clock, 5 o'clock. Така орієнтація може призначатися для всіх шарів друкованої плати. На практиці для верхнього й нижнього шарів задаються або горизонтальна, або вертикальна орієнтація провідників.

У вікнах закладки Parameters задаються наступні параметри.

· Units - вибір системи одиниць виміру.

· Via Type — заборона або дозвіл для уведення перехідних отворів (No Vias, Thruhole Only).

· Channel — установка ширини каналу трасування (ширина траси плюс величина зазору). Оптимальне значення параметра обчислюється системою, але значення може бути встановлено й користувачем (вибір з десяти значень пропонується системою). Для вибору безсіточного алгоритму трасування ширина каналу вибирається рівної 0,05мм і менш.

· Vias under SMD — заборона(No) або дозвіл (Yes) розміщення перехідних отворів під планарними контактними площадками.

· Primary Pad Size — установка діаметра найбільш типових штирових контактних площадок.

· Primary Via Width - установка діаметра найбільш типових перехідних отворів.

· Primary Trace Width – установка найбільш типової ширини провідника, установленої в графічному редакторі.

· Primary Clearance — типовий зазор між об'єктами на друкованій платі.

Для кожного електричного кола можна задати індивідуальний набір атрибутів, що буде використовуватися при автотрасуванні. Потрібні атрибути ланцюгів установлюються у вікні Net Attributes, що викликається командою Edit/Net Attributes (мал.3.5). У цьому вікні можна задати:

· Display - режим відображення ланцюга на екран (True/False);

· Priority — черговість автотрасування ланцюгів (до 20 ланцюгів);

· Length Minimize - режим мінімізації довжини конкретного ланцюга: None - немає вимог до довжини ланцюга, Min Dist - мінімізація загальної довжини ланцюга, Daisy — збереження послідовного з'єднання контактних площадок (стиль Daisy-chain), Horizontal — горизонтальна прокладка ланцюга (звичайно використовується для ланцюгів «живлення» і «земля», Vertical - вертикальна прокладка ланцюга (звичайно використовується для ланцюгів «живлення» і «земля»);

Рис.3.5. Установка атрибутів електричних ланцюгів

· Route Action — стиль автотрасування: Default — стандартний стиль автотрасування (якщо друкована плата двошарова, то стрингери створюються тільки для планарних контактних площадок); Route — трасування ланцюга без генерації стрингерів; No Route - заборона трасування ланцюга; Locked - заборона перетрасування раніше прокладеного ланцюга; Fan Out>Route - попередня генерація стрингерів для планарних контактних площадок (якщо такі є) обраного ланцюга, а потім її трасування, Fan Out>Plane -попередня генерація стрингерів для планарних контактних площадок (якщо такі є) обраного ланцюга, без її трасування (для шарів «землі» і «живлення»);

· Route Layers - вибір шарів трасування для конкретного ланцюга: All Routing - трасування на всіх сигнальних шарах, Тор - трасування тільки на верхньому шарі, Bottom - трасування тільки на нижньому шарі;

· Width - ширина траси конкретного ланцюга (за замовчуванням всім трасам призначається ширина, певна в поле Primary Trace Width закладки Parameters вікна Autorouter Setup).

Для швидкого пошуку потрібного ланцюга у вікні Find Net діалогового вікна Net Attributes можна вказати ім'я (номер) цього ланцюга.

 

Автоматичне трасування

 

Автоматичне трасування виконується після виконання команди Tools>Start Autorouter програми  Shape Route . У процесі трасування в рядку станів відображується хід трасування. Назва поточного проходу трасування, число розведених ланцюгів і кількість введених перехідних отворів, наявність конфліктів і т.д.

Перед початком трасування система виконує аналіз друкованої плати й вибирає зручну стратегію трасування. У випадку появи повідомлення One or more connection cannot be routed (одне або більше з'єднань не може бути проведено) проаналізуйте текстовий файл *.LOG, внесіть потрібні виправлення й почніть трасування заново.

Рис. 3.6. Результат автоматичного трасування на екрані

На початкових етапах трасування програма Shape Router прокладає траси з порушенням технологічних зазорів і навіть із перетинанням(!) трас на одному шарі. Такі конфлікти вказуються на екрані кружечками жовтого кольору. На наступних проходах конфлікти усуваються, а якщо це не вдається зробити програмі трасування, те результати трасування разом з конфліктами, що залишилися, передаються в редактор РСВ Editor і редагуються самим користувачем.

Автотрасування можна зупинити по команді Tools>Pause Autorouter, відновити по команді Tools>Restart Autorouter і припинити по команді Tools>Stop Autorouter.

При автотрасуванні можливе завдання ще декількох її локальних режимів (для цього необхідно зупинити процес автоматичного трасування):

· Autoroute Connection (автоматичне трасування окремих фрагментів електричного кола) - автоматичне трасування виробляється при послідовному виборі того або іншого контакту електричного кола;

· Autoroute Net (автоматичне трасування всього електричного кола) - вибираються будь-який контакт потрібного електричного кола, а потім весь ланцюг розводиться в автоматичному режимі;

· Autoroute Component (автоматичне розведення всіх зв'язків компонента) — автоматичне розведення виробляється після вказівки на будь-який контакт обраного компонента;

· Autoroute Area — автоматичне трасування області, обраної користувачем.Для повернення в редактор  PCB (мал. 3.7) з метою перегляду й редагування результатів трасування виконується команда Save and Return.

·

Рис. 3.7.Результат автоматичного трасування, переданий у редактор PCB

Інтерактивне трасування

Інтерактивне трасування виконується за допомогою набору команд меню Tools.

· Autorowte Connection (автоматичне трасування одного з'єднання) — користувач послідовно, ланцюг за ланцюгом, указує порядок трасування з'єднань.

· Autoroute Net (автоматичне трасування одного ланцюга) — після вибору потрібного ланцюга буде зроблене її трасування з дотриманням всіх обумовлених раніше обмежень на трасування зазначеного ланцюга.

· Autoroute Component (автоматичне трасування всіх зв'язків компонента) — вибір компонента виконується вказівкою курсором на один з його виводів. Потім автоматично проводяться всі ланцюги обраного компонента.

· Autoroute Area (автоматичне трасування в обраній області) — необхідно окреслити область друкованої плати, після чого всі з'єднання, що починаються або закінчуються в цій області, будуть проведені автоматично.

Для з'єднання контактів треба клацнути по контакту (або по електричному зв'язку, прокладеному раніше), до якого підходить потрібний зв'язок. Від контакту до контакту буде прокладена траса з можливими переходами із шару в шар.

При інтерактивному трасуванні виконуються задані атрибути ланцюгів:

· WIDTH - ширина траси;

· VIASTYLE — стиль перехідного отвору;

· CLEARANCE - величина будь-якого зазору;

· PADTOPADCLEARANCE — зазор між контактами ЕРЕ;

· PADTOLINECLEARANCE - зазор між контактом і лінією траси;

· LINETOLINECLEARANCE - зазор між лініями трас;

· VIATOPADCLEARANCE - зазор між контактною площадкою й перехідним отвором;

· VIATOLINECLEARANCE — зазор між контактною площадкою й лінією траси;

· VIATOVIACLEARANCE - зазор між контактними площадками.

Якщо результати трасування не задовольняють користувача, то можна виконати наступні команди:

· Unroute All Nets - видалення всіх прокладених ланцюгів.

· Unroute Conflicts — видалення всіх ланцюгів, що мають позначені на друкованій платі, конфліктні крапки.

· Unroute Net — видалення всієї траси одного ланцюга.

· Unroute Connections - видалення траси, що з'єднує дві контактні площадки.

· Unroute Segment — видалення сегмента ланцюга.

При інтерактивному трасуванні рекомендується перед остаточним проведенням ланцюга використовувати команду Tools>Sketch Route. При вказівці на ланцюг світиться весь електричний ланцюг. Далі вказується один з контактів ланцюга й, не відпускаючи ліву клавішу миші, відображається нерівною лінією передбачувана траса. Після відпускання клавіші миші ця траса проводиться остаточно з дотриманням всіх установлених правил трасування.

 

 

Ручне трасування

Ручне трасування нових з'єднань або редагування існуючих трас виробляється після виконання команди Tools>Manual route. Перед початком роботи на друкованій платі повинні бути розміщені ЕРЕ й визначені з'єднання між контактами ЕРЕ по команді Place>Connection або завантажена отримана раніше інформація про з'єднання командою Utils>Load Netlist. Необхідно перевірити також наявність всіх шарів для трасування (у противному випадку необхідно виконати команду Options>Layers і настроїти шари трасування). Трасування виробляється тільки в сигнальних шарах. При спробі використати для трасування несигнальні шари з'являється повідомлення про помилку.

Траса на друкованій платі фіксується клацаннями лівої кнопки миші в місцях початку траси, її зломів і кінця траси. У випадку порушення припустимих зазорів між об'єктами на друкованій платі помилка позначається маркерами (кружками) жовтого кольору.

Перехід траси з одного шару на іншій з автоматичною вставкою перехідного отвору здійснюється натисканням на клавішу номера сигнального шару. Клавіша L дозволяє перемикати сигнальні шари.

Для видалення останнього сегмента траси в контекстному меню натискається рядок Undo.

Якщо потрібно перервати трасування в тім місці, де перебуває курсор (при натиснутої лівої клавіші миші), можна скористатися клавішею / (прямій слеш). Ця клавіша або перериває прокладку траси, або показує найкоротший шлях від перерваного місця до контакту. Цей найкоротший шлях називається оптимізацією частково виконаного трасування, і цей режим включається прапорцем Optimize Partial Route команди Options>Configure.

У процесі виконання ручного трасування після натискання на праву кнопку миші з'являється контекстне меню, що дозволяє виконати наступні операції:

· Exit - завершення прокладки траси (траса залишається нерозведеною);

· Finish — автоматичне завершення траси програмою;

· Lock - припинення прокладки траси (траса залишається нерозведеною).

3.4. Технічні й програмні засоби, використовувані в роботі

      Для виконання роботи необхідно розташовувати ПЕОМ IBM PC із процесором не нижче Pentium 2, операційним середовищем Windows XP і пакетом KTP_EA.

 

Порядок виконання роботи

Для виконання розміщення ЕРЕ й трасування друкованих плат з'єднань у якості вихідних даних повинен бути використаний вихідний файл (*.РСВ) лабораторної роботи 2 (Графічне уведення схеми електричної принципової).        

 

Розміщення ЕРЕ

1. Виконати розміщення ЕРЕ вихідного завдання відповідно до пункту 3.3.1. і обліком наступних вимог:

а) крок сітки розміщення повинен бути дорівнює 2,540 мм;

б) рознімання встановити внизу друкованої плати (БДП) і зафіксувати його розташування;

в) конденсатори, що розв'язують, установити поруч із інтегральними схемами (ІС);

г)   всі інтегральні схеми встановити в одній орієнтації (більша сторона ІС паралельна більшій стороні БДП);

д) ЕРЕ R1 – тепловидєляемий елемент, потік повітря від вентилятора спрямований уздовж БДП від рознімання;

е) з метою оптимізації якості розміщення ЕРЕ потрібно прагнути до того, щоб лінії зв'язків між ЕРЕ наближалися до ортогонального;

ж) запам'ятати в папці користувача результат розміщення ЕРЕ.

2. Виконати вирівнювання ЕРЕ відповідно до пункту 3.3.1. по всіх варіантах. Вирівнювання до вузлів сітки спочатку виконати до сітки із кроком 0,635 мм, а потім - до сітки із кроком 2,540 мм

3. Виконати перенос на протилежну сторону БДП всіх ЕРЕ й установити закономірність зміни координат виводів для різного типу ЕРЕ.

4. Перенести всі ЕРЕ на шар Top (верхній шар БДП).

5. По команді View> Density програми Shape Route одержати кольорову графічну карту щільності трасування. Якщо на друкованій платі плями червоного кольору займають більше 10-20% площі плати, то для успішного трасування рекомендується перерозмістити ЕРЕ.

 

  Трасування друкованих з'єднань

1. Відкрити графічний редактор  PCB і відобразити на екрані файл розміщення (*.PCB).

2. Виконати настроювання графічного редактора PCB на виконання трасування відповідно до пункту 3.3.2. Для шару Top задати припустимий зазор між всіма елементами топології – 0,25 мм, а на шарі Bottom - 0,32 мм і зберегти результати настроювання у файлі розміщення (*.PCB).

3. Виконати ручне трасування 8 – 10 ланцюгів (ширина провідника 0,3 мм) на двох шарах друкованої плати (Top і Bottom) програмою Shape Route .

4. Виконати інтерактивне трасування 8 – 10 ланцюгів (ширина провідника 0,7 мм) відповідно до пункту 3 додатка 1 на двох шарах друкованої плати (Top і Bottom) програмою Shape Route .

5. Запам'ятати отриманий результат ручного й інтерактивного трасування у файлі з ім'ям *_Pi.PCB.

6. Виконати п.3 і перейти до виконання автоматичного трасування.

7. Задати ширину провідників відповідно до табл.3.1. Завдання ширини провідника для конкретного ланцюга здійснюється через атрибут, застережений у вікні Net Attributes.  Установити для цих ланцюгів найвищий пріоритет.

8. Заборонити трасування провідників на всіх шарах в області, розташованої нижче роз’єднання, шляхом установки бар'єрів (пункт 3.3.2.) і виконати трасування, запам'ятати результати у файлі *_AT.PCB.

9. Підготувати дані до звіту:

а) малюнок розміщення ЕРЕ;

б) малюнок ручного й інтерактивного трасування (файл *_PI.PCB);

в) малюнок автоматичного трасування програмою Shape Route (файл *_AT.PCB).

 

 

Таблиця 3.1.

Ширина друкованих провідників

№ варіанта	Ширина провідників, мм			№ варіанта	Ширина провідників, мм
	1.27	0.635	0.28		1.27	0.635	0.25
	ім'я ланцюга	ім'я ланцюга	ім'я ланцюга		ім'я ланцюга	ім'я ланцюга	ім'я ланцюга
1	IN1	1E1	інші	16	S4	GE1	інші
2	IN2	2E2	інші	17	S3	HE2	інші
3	IN3	3E3	інші	18	S2	IE3	інші
4	IN4	4E4	інші	19	S1	JE4	інші
5	IN5	5E1	інші	20	IN1	KE1	інші
6	IN6	6E2	інші	21	IN2	LE2	інші
7	IN7	7E3	інші	22	IN13	ME3	інші
8	IN8	8E3	інші	23	IN4	NE4	інші
9	IN13	9E4	інші	24	IN12	ОE1	інші
10	IN12	AE1	інші	25	IN5	PE2	інші
11	F	BE2	інші	26	IN33	QE3	інші
12	S1	CE3	інші	27	IN9	RE4	інші
13	S2	DE4	інші	28	IN6	SE1	інші
14	S3	EE1	інші	29	IN7	TE2	інші
15	S4	FE2	інші	30	IN8	UE3	інші

 

Зміст звіту

Звіт виконується на аркушах формату А4 у редакторі Word. Результати розміщення й трасування в Word можна передати через зовнішній буфер.

1. Ціль роботи, перелік вихідних і вихідних даних.

2. Основні етапи виконання розміщення ЕРЕ, ручного, інтерактивного й автоматичного трасування друкованих з'єднань.  

3. Основні параметри настроювання редактори PCB і програма Shape Route.

4. Малюнки розміщення (*.PCB), ручного й інтерактивного трасування (*_Pi.PCB) і автоматичного трасування (*_АТ.PCB).

5. Файли вхідних і вихідних даних на дискеті користувача.

 

Питання для самоперевірки

1.Ціль роботи, вхідні й вихідні дані.

2.Операції виділення, переміщення, повороту й переносу на протилежну сторону плати ЕРЕ.

3.Вирівнювання ЕРЕ.

4.Настроювання графічного редактора PCB на виконання розміщення ЕРЕ.

5.Настроювання графічного редактора PCB на виконання трасування.

6.Ручне трасування.

7.Інтерактивне трасування.

8.Бар'єри трасування.

9.Області металізації.

10.Запуск програми Shape Route.

11.Настроювання програми Shape Route на трасування ланцюгів провідниками різної ширини.

12.Сітки трасування, безсіточне трасування.

 

Лабораторна робота №4

ПЕРЕВІРКА РЕЗУЛЬТАТІВ ПРОЕКТУВАННЯ Й РОЗРОБКА КОНСТРУКТОРСЬКОЇ ДОКУМЕНТАЦІЇ НА БДП

Мета роботи

Метою роботи є освоєння методик виконання наступних проектних процедур:

- перевірка результатів проектування топології друкованих плат на безперервність (на відповідність топології електричній схемі) і на дотримання норм проектування;

- розробка конструкторської документації на БДП;

- настроювання інтерфейсу пакетів KTP_EA і OSAPR.

Для проведення роботи навчальним планом передбачено 4 години.

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: