电路板设计_XINGXJ

1、主要介绍Mentor2002l1. Mentor功能介绍 Mentor是一个功能强大的电子设计软件，支持模拟和数字设计。l2.软件的组成和安装l最主要的三个软件：Design CaptureExpedition PCBLibrary Managerl其他: Report Write Core Libraries ICX Hyperlynx等Design CaptureExpedition PCBLibrarymanagerl其中Design Capture，Expedition PCB，Library Manager主要用来设计电路板的原理图与PCB； Report Write用来生成元器件表

2、等；Hyperlynx和ICX主要用来做前仿和后仿。 l以下主要介绍Design Capure，Expedition PCB和Library Manager：lDesign Capture的基本功能制作电路原理图lDesign Capture的基本使用放置表示元器件的符号以及电源、地、连接点等特殊符号，按照实际需要进行连线。原理图中的符号形状大小、线路位置等与实际电路板没有关系，有关的是元件的管脚和连接关系。lExpedition PCB 的基本功能制作PCB图。布局布线，生成最终制作电路板所需的数据文件。lExpedition PCB的基本使用多种布线布局参数的设置。有效正确摆放元器件，结合

3、手工和自动布线工具有效布线，大面积铺设地和电源等。生成钻孔、丝印等Gerber数据，提供给电路板制作商，制作电路板。lLibrary Manager主要由Padstacks,Symbols,Cells,Parts Datebase等几部分组成lLibrary Manager 的基本功能Library Manager 包含所有元器件、焊盘、钻孔等的符号、物理封装以及元件符号和封装之间的对应关系。通过Library Manager 建立元件库，是制作电路板的重要一步。lLibrary Manager 的基本使用建立元件符号、元件封装、焊盘和钻孔等。元件库的管理操作原理图设计-软件Design Ca

4、pture新建一个工程，建原理图从库中调取符号放置到原理图用信号线或者总线连接检查原理图编译，对应PCB封装PCB设计软件Expedition PCB新建PCB文件放置元件布局、连线、铺地整理丝印层输出PCB加工文件库元件设计-软件Library Manager打开设计工作库建立原理图中对应符号建立PCB对应封装符号/封装对应定义PCB尺寸、定位孔位置l原理图制作原则：在正确的基础上，清晰简便，便于阅览和检查。l原理图设计流程l举例l原理图设计中注意的问题有新 建 原 理 图没 有设 置 C e n t r a l L i b r a r y放 置 B o r d e r放 置 S y m b

5、 o l s 在 每 个 S y m b o l 的 属 性 中加 上 p a r t n u m b e r 和 r e s d e s i g n a t o r放 置 W i r e 和 B u s 把 S y m b o l s 连 接 起 来用 V e r i f y 检 查 原 理 图 是 否正 确不 正 确正 确在 L i b r a r y m a n a g e 中 建 立 所 需 的S y m b o l s原 理 图 完 成是 否 有 所 需 的 S y m b o l修 改 原 理 图 用 C o m p i l e C D B 编 译P a c k a g e D e

6、 s i g n新 建 P r o j e c t l假设器件库中没有此原理图中需要的元件l下面以CY7C68013为例简单说明Library Manager的应用l假设器件库中没有CY7C68013这个元件l建立Symbol 与建立Cell的顺序不分先后创建所需元器件的Symbol(假设库中没有)根据芯片资料创建元器件的封装打开已有的库文件建立新的库文件创建元件封装所需的焊盘及孔(即Pads and holes)创建所需元器件的PartsDatastack有无打开已有的库文件 l选择Symbols 按钮（如图）l打开CY7C68013所属的类(此例中放在Microwave中)新建一Symbo

7、ll画方框及直线,放置管脚,每个管脚加上Pin name和Pin Numberl为Symbol 加上Part name,Part number,Part label和Res designatorl创建完符号后，根据芯片公司提供的芯片封装资料，制作芯片的封装。元件封装即元件的物理属性。l由于多种芯片可以是同一种封装，因此这多种芯片可以公用封装库（Cell Library）中的一个封装。l在此，假设CY7C68013采用QFP100表面封装，并假设封装库中没有此种封装，以其封装创建过程介绍Library Manager的相关使用。l创建焊盘及钻孔等lCell是元件在PCB板上如何装配连接的表达，表

8、示实际尺寸焊盘和钻孔大小必须合适，位置必须正确，符合实际，否则就可能装不上。l在封装上的文字轮廓都可能出现在电路板上，这些要可读性强。Placement Outline 表示元件最外层轮廓，在绘制PCB图时，两个元件放置以此为准，不能重叠。Assembly Line 和 Silkscreen Line 都可以用于提示元件外形，管脚顺序等。Assembly Reference Designator 和Silkscreen Reference Designator 是表示元件编号的文字，而Part Name则是元件名称，这些都可以出现在PCB板上，作为提示。l即建立CY7C68013 Symbol

9、与cell QFP100的对应关系lLibrary Manage 中的Symbol和cells可以共享,即一个Symbol可以对应于不同的Cells,不同的Symbols可以对应于同一Celll在Library Manager中选择Part Database l在Partition中打开Microwave,新建一个Part,输入Part Number,Name,Label,这三者最好与Symbol中的Part name ,number,label一致l在symbol的inport选项中选择CY7C68013点击OKl在cell的inport选项中选择QFP100点击OKl按工具条上的 按钮，将

10、会跳出元件放置的窗口。在这个窗口中可以看到多个分类库。要放置元件，只需在相应库中找到所需元件，按Place钮或者直接双击，将鼠标移至原理图窗口中，就会看到元件跟着鼠标移动，点一下鼠标左键，就把一个元件放在点击位置，点鼠标右键退出该元件的放置。l在原理图中双击某个元件，就会出现该元件属性的对话框，可以进行参数设置。l对画好的原理图进行系统检查l对原理图进行编译l原理图设计时最好按实现功能不同放置在不同的页面。例如：接口部分、监控部分、AD/DA部分、电源部分。l对原理图设计的每一个功能块，在PCB设计时尽量放置在一起，功能块中同类元件标号尽量顺序排列。例如AD部分电容排列为：C001/C002/

11、C003.l电源设计要求加滤波电容l数字和模拟地相互独立，单点连接。l总线的使用l页内,页间以及块间符号的使用l元器件序号的排列及分类l按 按钮，画出一条总线如图l双击总线，加入其包含的信号线名称。信号线名称可以是单独的线的名称，也可以是总线，用xxxa:b表示。如图所示，则其中某一条的名称将为xxx j ，其中j是a到b之间的某数。信号线之间用逗号隔开。l使用页面内的连接可以解决可读性的问题。l页面内连接使用CON_INTRA符号，在其属性中，选择Instance Name，输入名称，与其连接的线的名称要和这个名称相同。相同名称的CON_INTRA和相应的线实际是连接在一起的。l页面之间的连

12、接使用CON_INTER_X，其中X表示输入输出或双向。如果我们不需要Veribest 检查信号走向问题，可以都用CON_INTER_BI双向连接。l同一原理图中,如果网络名字即Nat Name相同,而没有使用或没有完全使用页内或页间符号,在检查和编译系统将出现警告和错误,这一点与Protel99不同.l页内和页间符号不可混淆,假如应使用页间符号,而实际用了页内符号,尽管Nat Name相同,系统认为它们互不相连l块间符号用于比较复杂的原理图中,一个原理图由几个功能不同的块组成,块与块之间用块间符号连接起来l块间符号与页内,页间符号使用规则相同l元器件一般按照类进行序号排列,比如大的集成芯片以

13、U开头,电阻以R开头,电容以C开头,电感以L开头,接插件以X开头等.l对元器件排序,可以手动排列,也可以让系统自动排列.l设计流程lPCB图的制作原则：需要考虑减小干扰、物理大小等很多实际问题。放 置 元 器 件布 线检 查前 向 注 释 (Forwer Annotition)整 理 丝 印 层生 产 出 图 文 件查 看 Gerger文 件新 建 PCBl选择菜单中的File-New选项，出现Job Management Wizard，按照顺序进行。首先键入项目路径和名称。l选择PCB设计文件的位置和PCB的层数 l然后进行前向注释（Forward annotation）lPCB文件生成完毕

14、l打开PCB文件,开始放置元器件,先点击 转换成放置模式,再点击 开始放置l另一种放置方法,在Criterion选项中选择Schematic Cross Probel同时打开原理图与PCB图,在原理图中选中一元件,此元件颜色变深,然后把鼠标移动到PCB图中,直接放置.l在放置元件的过程中可利用PCB窗口底部的工具条,对元器件进行移动,旋转,翻转等.l也可以利用键盘上的功能键,例如: F2为移动, F3为旋转90度, F4为旋转180度, F5为翻转等.l元器件可以放在顶层,也可放在底层,此例中蓝色的放在顶层,红色放在底层,白色的线为预拉线,在走线后自动消失.l元件放置完毕后，转换到布线模式（按

15、下 钮），可以开始布线。在布线之前，需要设置相应布线参数。l布线参数有网线的分类、粗细、间隔、布线的区域、过孔的大小等很多方面，右面菜单中所标的选项都是有关的设置。下面以此例为例，简单介绍一些参数的设置。l选择Setup-Net class and clearance 选项，出现如右对话框。其中可以改变默认类线的宽度等。所有线开始都属于默认类，如果有特殊连线需要不同宽度，可以添加网线类，改变其设置，在设置网线类时，将特殊线的类别设置成该类即可。网线间隔也可以同样修改。新建网线类修改网线宽度修改网线间隔lSetup Parameters 中也有很多参数需要设置，特别在多层板制作时，需要限制某一层

16、上所布信号线或者铺设平面的信号，还需要限制自动布线所走的层面。l还有过孔等许多项的设置。Board Stackupsl布线参数设置完毕后，可以开始布线。布线通常包括连线，过孔，扇出等操作。l可以自动布线,也可以手动布线。通常自动布线不一定很优化，因此在一些重要的线、或者走线简单的地方，可以先手动连线，将这些线固定后再自动布线，或者在自动布线时，注意选择条件。在自动布线结束后，通常还需要手动的调整。l选择菜单Route-Auto Router 选项，在出现的对话框中，可以看到有若干步骤，这些步骤可以根据需要选择或者不选，还可以添加新的步骤，删除步骤，改变步骤顺序，修改步骤的执行次数和对象等。l本

17、例中采用手动布线,在布线过程中可随时改变线的宽度,固定某些线.改变线宽固定某些线l对于地或者电源，走线比较宽，必要时可以大面积铺设平面，来走电源和地。l一旦平面形状画好，在这个平面所在处，元件、走线和钻孔就不能改动了。因此首先要把所有元件位置、走线、过孔、扇出都完成后，再进行平面铺设。如果在铺设完平面后，要修改某处的走线，要将该处的平面删去才可以。l平面形状画好后，就需要产生平面数据。一旦平面数据产生完毕，所有过孔位置都不能改变了。如果需要改变，则要选择菜单Route-Planes-Delete Plane Data来删除平面数据。1. 利用菜单Route Planes Place Shape

18、2.点击 进入绘制模式,再点击 选择图形类型，层数，网线名称等设置层设置网络名l此例中由于电源线比较少,所以用较宽线连接,顶层和底层全部铺地l选择菜单Route-Planes-Processor 选项，出现对话框如右图，其中对过孔和平面的连接状况等都作了详细的规定，可以按照需要修改l平面数据显示如下:第一层平面数据 第二层平面数据l 铺设完平面后PCB基本完成选择Analysis-Batch DRC选项，进行检查,比如未连接的线，未连接的扇出孔等,下图是其对话框。l检查完毕后，选择Analysis- Review Hazards 选项，可以查阅检查结果，进行相应修改。如下图所示。l检查符合要求

19、，说明PCB图的连接制作基本完成。在最后输出制版文件之前，还需要整理一下PCB图上的标注，主要指丝印层,调节其位置、大小、方向等。还可能需要添加必要的注释文字。这些都在绘图模式下完成。添加注释文字时，要注意选择注释文字的种类，将其放在丝印或者配置层。右图是注释文字GND的特性，将其放在了丝印层的顶层。lPCB图所有部分都制作完毕后，就可以生成印制文件，交由电路板制作商制作。l首先要生成钻孔文件，然后生成丝印，最后就可以生成Gerber文件。生成的Gerber文件可以用Gerber观察和进行最后的修正。l下面简单展示一下这些过程。l选择菜单Output-NC Drill 选项，出现如下对话框。对参数确定后，按OK即可。l选择Output-Silkscreen Generator 选项，出现如下对话框。选择顶层和底层两面的丝印所需生成的对象，按OK即可。顶层对象选择底层对象选择l生成钻孔和丝印之后，就可以生成Gerber文件。选择Output-Gerber，出现对话框。第一页上是所需生成的文件，第二页上可以选择