AltiumDesignerRules

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1、Altium Desig ner Rules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，ProtelDXP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 DXP的布线规则进行讲解 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Prot

2、el DXP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PCBRules and Constraints Editor（PCB设计规则和约束）对话框。PCii 址曲僭 attcT ConstratritSh EffirorNimePhlr3CMgprSpapvAnbln上tbscfriC-di1Al AlClMMd KMj Cor啤Cwpowrf dsceFlMWnAl gClwrfln&e i Chii Cfr*SmTA1F-vxnuIRMngIsBGa.合応-Zq 。榭m- LgEJFdnoui CcnhdRMFiQAlSfjie AmIo Diattj

3、on_ I MangA匚2FdCorcliturStjle - Za DecWija*FaiQLl CcrtictSRgng|CjQmpP*aLrtf 5|$tj|e - 3d Died ion-f * Frwxf_SQIC3屮Roufngli$0雪- AiJlo DnKfign1AlHo*Br5wHoi? $4*Mnlxtuvi AlM ” * Ifni Mniv 1 -0&iLn対&dJaCfumt Al1_护1 Pjfli Erf Dig PaieMd E wrm 1P起旅 Ma：ii t amm CM1PcwPhneOwmoe ftweAlPLarwCcrirwci1Rw PUnt G

4、vwf S PUwAl却 fW CiwcfPioljACprCohiwr1*Cdnrwct $i4eAl曲、ReM CmwclA RmhngGxrm4RcxrtnoCcmeriRcutrq5*j* iSDeiw M斗阳gigL割力1AlTopLi - HcnwHdl A RodhngFVEftv1*RcHJhng Phalli1RaJrigAlPrarty bQi1AoufmgMT apdo - Sbgitot1RangVij SWiRgngAlPifli So* 50mi 向叩p ShortCTCU*1Al AlStiQftQrc Nof A1q*p . I_*- I一 m-A. JF亠Ji

5、二一_=- - bJi_ JL -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DesingRules（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。New Rule.Delete Rule.,.Repor

6、t,.Export Rules.Import Rules.,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Electrical（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 . Clearanee （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

7、，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。F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Clearanee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。R hSDesign Rules白g Electrical甲.tl Shor4 尹 Un-F | LtUn T estpoirNew Rule.Delete RuIc.h.R.eport.Export RulesImport Rules.+Manufacturing!+High Speed. - Placement+Signal Integrity图6-3新建规则系统将自

8、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。Uiwm IDWh曰色 fhe Fcl obtecf mulches AlO HetOard L jyetFtJl QLfffly JU*Fui 口 iHwyAllMinitrHiRi C Itt 站4ffrr r 1 QrmiO Ackwed (Oueryj Quay BuV/bete fht 5i?cmd cfaiecJ match*-： AlO NQ_ njflt O*SO Latr.亠_ J- Net and L*f DlOueryIQwyBuMadw图6-4新建Clearance_1设计规则

9、（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 Seco nd 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 MinimumClearanee文本框里输入8mil 。 这里Mil为英制单位，1mil=10 -3 in ch, li nch= 2.54cm。文中其

10、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CommennUnique JO-FilQufyInMet(No Net)-Where lhe Second ofaiect CMftchfttoA -”- NelO NetCUst*O LayerQnjfy H 珂冋G Nd and Layer O Advanced iciuelOutfpBuWerFtl QueryInNet ()-Constrahts DiffererM 时酎$。呦2 Short Circuit图6-5设置最小距离（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

11、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。Allow Short CircuH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Rout ing （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Maxwidth （最大宽度）、Preferred

12、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。Min Width Wmil* ，Max Width 10miFJr CoritroiritsPreferred Width lOmiluj4图6 -7设置导线宽度2. Routi ng 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。ProtelDXP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 DXP提供了以下几种

13、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。Topotoqy Shorted图6 -8最短拓扑逻辑Horizo ntal（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 采用连接节点的水平连线最短规则。选基。它Vertical（垂直）规则设置垂直规则设置如图6-10所示，从Tolpoogy下拉菜单中选择 Vertical 采和是连接所有节点，在垂直方向连线最短规则。选项。它图6-10垂直拓扑规则Daisy Si

14、mple （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。r ConstraintsT opolog/ D aisy-S imple图6-11简单雏菊规则Daisy-MidDrive n （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），以它为中心向左右连通所有的节点， 并使连线最短。ConstraintsTopology Dais-MidD

15、riven T图6-12雏菊中点规则Daisy Bala need （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 Bala need 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。Topology StarburstT图6-14 Star Burst（星形）规则3. Routi

16、 ng 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010 0,数值越大，优先级越高，如图6-15所示。- ConstraintsRouting Priority 0Z图6-15布线优先级设置4. Routi ng 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。j- Constraints*lopLeJFWoi涸*Mid4uw 1*Lk2WMrd丄粧13.*tid-Ld/er -*图6-16布线层设置由于设计的是双层板，故 Mid-Layer 1到Mid-Layer

17、30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 DXP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；Horizo ntal 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；F

18、an 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Horiz on tal方式另一面采用 Vertical 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6 18拐角设置从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6 19所示，圆形拐角设置如图620所示。图6 19 90。拐角设置CdmhainUSetbdck lOOmilio lODmilRounded 图6 20圆形拐角设

19、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ConsfratitxVia DtameterMinim师同rd;Maximurn SOnnilPreferred 50milVia Hole SizeMiriimum 薯milMaxinium 29milPreferred 2Smil图6 21导孔设置可以调协的参数有导孔的直径 via Diameter和导孔中的通孔直径 Via HoleSize，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

20、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所示系统默认值为4mil,Expansion设置预为设置延伸量的大小。Ewpansion 4mil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

21、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Pla ne （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。Conductor Width 10milAir-GapIMEKpansion 20mil图6 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

22、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）、Directconnect （直接连接）和No Co nnect （不连接）。工程制板中多采用 发散状连接风格。Con dctor Width 文本框：用于设置导通的导线宽度。Con ductors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 Pla ne Cleara nee（电源层安全距离）选项区域设置 该规则用于设置电源层与穿过它的导孔之间的安全距离，即防

23、止导线短路的最小 距离，设置界面如图6 25所示，系统默认值20mil。-ConsbaintsClearance20mi图6 25电源层安全距离设置3 . Polygon Conneet style（敷铜连接方式）选项区域设置该规则用于设置多边形敷铜与焊盘之间的连接方式，设置界面如图6 26所示r Con曲mintsCanned Style90 AngleRelief Connect 审厂 ConductorsO 2 4Conductor VAdth伽il图6 26敷铜连接方式设置该设置对话框中 Conn ect Style、Co nductors 和 Con ductor width 的设置

24、与 Power Pla ne Co nnect Style选项设置意义相同，在此不同志赘述。最后可以设定敷铜与焊盘之间的连接角度，有90angle（90 ）和45Angle（45 ）角两种方式可选。6.6测试点设计规则Testpio nt （测试点设计）规则用于设计测试点的形状、用法等，有如下几项设1 . Testpoint Style（测试点风格）选项区域设置该规则中可以指定测试点的大小和格点大小等，设置界面如图6 27所示ConstraintsMaxGrid SizeHole SizeSizeOmil40milPreferred32mil000Q00Use Existing SMD Bot

25、tom PadUse Existing Thru-Hole Bottom PadLh白 Existing Via endinci on BottCKn LaCreate New SMD Bottom PdCreate New ThrtJHole Bottom PadUse Existing SMD Top PadT setpoint grid 血TmilAIqw testpoint under component0 TOP0 ThruBe Top0 BottomThru-Hole Bothm图6 27测试点风格设置该设置对话框有如下选项:Size文本框为测试点的大小，Hole Size文本框为

26、测试点的导孔的大小， 可以指定Min （最小值）、Max （最大值）和Preferred （最优值）。Grid Size文本框：用于设置测试点的网格大小。系统默认为1mil大小。Allow testpoint under component复选项：用于选择是否允许将测试点 放置在元件下面。复选项Top、Bottom等选择可以将测试点放置在哪 些层面上。右边多项复选项设置所允许的测试点的放置层和放置次序。系统默认为所有规则都选中。2 . Testpoint Usage（测试点用法）选项区域设置测试点用法设置的界面如图6 28所示。ConstiaintsAllow muhiple teslpain

27、ts on same net Testpoint RequiredO Invalid1 _ Dont care图6 28测试点用法设置该设置对话框有如下选项:Allow multiple testpoi nts on same net复选项：用于设置是否可以在同一网络上允许多个测试点存在。Testpoint选项区域中的单选项选择对测试点的处理，可以是Required （必须处理）、In valid（无效的测试点）和Dont care（可忽略的测试点）。6.7电路板制板规则Manufacturing （电路板制板）规则用于对电路板制板的设置，有如下几类设置：1. Mi nimum ann ula

28、r Ri ng（最小焊盘环宽）选项区域设置电路板制作时的最小焊盘宽度，即焊盘外直径和导孔直径之间的有效期值，系统默认值为10 mil。2 . Acute Angle （导线夹角设置）选项区域设置对于两条铜膜导线的交角，不小于 90 。3 . Hole size（导孔直径设置）选项区域设置该规则用于设置导孔的内直径大小。可以指定导孔的内直径的最大值和最小值。Measureme nt Method下拉列表中有两种选项：Absolute以绝对尺寸来设计，Perce nt以相对的比例来设计。采用绝对尺寸的导孔直径设置对话框如图6 29所示（以mil为单位）。4 . Layers Pais（使用板层对）选项区域设置在设计多层板时，如果使用了盲导孔，就要在这里对板层对进行设置。对话框中 的复选取项用于选择是否允许使用板层对（layers pairs ）设置。小结 本章中，对Protel DXP提供的10种布线规则进行了介绍，在设计规则中介绍了 每条规则的功能和设置方法。这些规则的设置属于电路设计中的较高级的技巧， 它设计到很多算法的知识。掌握这些规则的设置，就能设计出高质量的PCB电路