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技術專題
模擬電路的前5種PCB設計指南
在設計較小的印刷電路板時，網絡組織不會像較大的電路板那樣成為大問題。使用100個網或更少的網，通常可以跟蹤重要信號。而且，電源和地線通常很容易從人群中脫穎而出。
但是在較大的設計上，它可能會變得有些混亂。您可能正在處理電路板上不同區域具有不同連接要求的多個電源和接地網絡。也可能會有數據和地址總線將從分離中受益，以幫助針對特定的路由模式識別它們。對于其中有成千上萬個網絡的電路板，如果沒有工具的幫助，通常無法跟蹤所有各種網絡細節。
高速設計使問題進一步復雜化。除了多個電源和接地網以及數據和地址總線，您還需要解決以下問題：
1、受控阻抗線。
2、時鐘和其他敏感信號。
3、可能需要以特定長度進行路由的網組。
4、具有特定路由拓撲要求的網。
5、差分對路由。
所有這些高速網也可能具有不同的走線寬度和間距要求。最重要的是，它們可能具有特定的層分配或限制以及單獨的長度和匹配的長度要求。對于差分對，還必須將它們布線在一起，并且彼此完全匹配，同時仍要保持其特定的寬度，間距以及與其他網絡的間距。
您可能還會碰到電路板的密集區域，在這些區域中必須減小走線的寬度才能完成布線。這種類型的布線也稱為縮頸，在高引腳數設備（例如，球柵陣列（BGA））中，其布線方式非常緊湊，通常是必需的。
在沒有工具的幫助下，在這種情況下，設計人員必須手動更改走線的寬度才能連接走線。跟蹤頸縮需要使用新的布線網格來進行跟蹤并重新定義跟蹤間隔要求。從具有數百個引腳的BGA布線走線可能會導致設計人員進行大量繁瑣的手工工作。
幸運的是，有一種PCB設計工具可以幫助設計人員組織工作并優化走線的方法。
使用PCB Layout Net分類有什么幫助？
在當今的PCB設計CAD系統中，您可以使用設計規則和約束將跟蹤布線要求分配給設計中的各個網絡。這將使您可以控制每個網絡的走線寬度，間距，長度和拓撲值，這些工具將通過在線設計規則檢查為您檢查這些值。
這將確保您的走線將滿足您所需的路由要求。但是要注意的是，對于具有數千個蚊帳的電路板，可能需要進行大量工作才能完成所有這些工作。這是設置網絡分類的真正幫助所在。
網絡分類或網絡類別可讓您將類似的網絡分組在一起，并為其分配規則集。例如，您將從為所有網絡分配默認規則開始，然后為電源和地面網絡創建一個類。分類后，您可以為電源和接地分配一組特定的規則和約束。如果您有多個具有不同路由要求的電源和地面網絡，則只需將它們分配給鏈接到一組不同規則和約束的其他網絡類別。
之后，您將為地址和數據線以及上面提到的其他高速路由需求創建更多的網絡類。與權力和地面一樣，您也將為這些類分配唯一的規則和約束集。
這似乎是一項艱巨的工作，但值得慶幸的是，有些工具旨在使您的工作更輕松。在Cadence Allegro中，使用約束管理器將網絡規則和約束分配給網絡和網絡類。該工具可在Allegro工具的原理圖和布局側之間工作，并雙向傳達設計規則和約束更改。
在下面的圖片中，您可以看到通過在原理圖中選擇一組網絡，這些網絡又在約束管理器中被選中。這允許在原理圖捕獲期間將路由信息附加到網絡類，然后將其轉發到布局中。
約束管理器能夠根據網絡名稱進行識別和分組，或者從原理圖或布局中進行選擇，從而為用戶提供了強大的功能和靈活性。這為用戶節省了大量時間，而不必手動輸入所有這些網絡信息。接下來，我們將看一下Cadence Allegro如何處理此過程以及如何使您的布局工作變得更加容易。
使用Allegro中的約束管理器來組織網絡
Cadence Allegro工具中的約束管理器為用戶提供了許多有關如何配置其數據顯示的功能。您可以將優先級分配給不同的列，以限制它們的顯示以及更改列的寬度。您還可以通過多種不同方式查看和使用數據。例如，您可以通過規則集本身或網絡名稱，網絡類別，電路板上的區域或內部層來使用間距規則。
要做的第一件事是創建一個新規則（如果尚不存在），您可以將其分配給一類網。在約束管理器中，可以創建不同的規則，例如物理規則或空間規則，并且它們的創建是一個簡單的過程。您將給新規則一個唯一的名稱并輸入所需的值。
一旦設置了規則，下一步就是創建網絡類。如下圖所示，我們從布局中選擇了一組網，并使用約束管理器根據所選內容創建了一個新的網類。創建了net類之后，下一步就是為其分配規則，然后完成。
借助在Cadence Allegro中創建不同規則和約束的能力，您可以精確控制如何路由每個網絡或網絡類別。您可以設置以下規則：
1、跡線寬度，包括縮小尺寸。
2、跡線之間的間距以及與特定網絡的唯一間距。
3、間隔特定的設計對象，例如通孔銷或SMT銷。
4、可以在哪些層上布線特定的網絡。
5、在某些區域中特定的跡線寬度或間距。
6、什么通孔將用于單個網絡或網絡類別。
7、差分對的走線寬度和間距將是多少。
從那里，您還可以設置規則和約束條件，這些規則和約束條件可以分配給網絡類別，以實現走線長度，路由拓撲，信號完整性，時序和阻抗。