Разводка плат в Altium Designer
Содержание
1. Общие советы
Переключение единиц измерения
между mils и мм – клавиша «Q»
Включение/Отключение
полноэкранного режима – Alt+F5 (или View – Full Screen).
Поворот компонентов:
против часовой стрелки – «Пробел», по часовой стрелке – Shift-«Пробел».
Переключение между слоями
при проведении трассы – «+» и «-»
Изменение способа проведения
трассы – Shift + «Пробел».
При этом, нажатие «Пробел» позволяет изменить способ проведения начала трассы,
не изменяя выбранный способ проведения трассы.
Поменять местами верхний и
нижний слои, не изменяя взаимного расположения компонентов – выделить
нужную группу, «взять» ее мышкой (нажать и удерживать на этой группе левую
клавишу), затем нажать на клавиатуре клавишу «L».
Затенить все слои, кроме
текущего – Shift + «S». Повторное нажатие
включает нормальное отображение слоев.
Выделить цепь и все элементы,
к ней принадлежащие – Ctrl+левый
клик на любом элементе, принадлежащем к искомой цепи.
2. Классы элементов и цепей на принципиальной схеме
Если для каких-то цепей или
компонентов на схеме требуется выполнение особых правил разводки (например,
определенная толщина дорожек, или особый способ подключения выводов компонента
к полигонам), передачу информации в ПП можно выполнить с помощью Классов
Компонентов (или Классов Цепей). Впоследствии, при проектировании ПП, для этих
классов можно написать правило разводки.
Установка класса компонента
(Component Class)
выполняется путем добавления пользовательского параметра (User Parameter) с именем «ClassName». При этом
значением этого параметра должно стать имя класса, которое мы хотим сопоставить
компоненту. Например, при разводке платы XX222, для компонентов, которые требовали подключения к полигонам
без тепловых барьеров, был прописан класс «Direct_connect»,
для которого впоследствии было создано специальное правило разводки.
Установка класса цепи (NetClass) выполняется путем
присоединения к соответствующей цепи на принципиальной схеме директивы «Net Class»: Place – Directives – Net Class. После выполнения этой
команды появляется специальный значок, который необходимо присоединить к
искомой цепи. Потом двойным щелчком вызываем окно свойств этой директивы (это
можно сделать еще перед присоединением к цепи, нажав в процессе выполнения
команды клавишу TAB). В
окне свойств необходимо заполнить два поля: поле «Name», в котором указывается название
директивы так, как оно будет выглядеть на принципиальной схеме; и поле Value, в котором необходимо
указать название класса цепи. Именно это название класса и будет впоследствии
передано в печатную плату.
3. Классы элементов на печатной плате
Организовать новый класс или
отредактировать существующий можно и на печатной плате. Для этого необходимо
воспользоваться меню Design –
Classes.
4. Сопоставление элементам на принципиальной схеме посадочных мест компонентов
Для выполнения этой операции
существует несколько путей.
1.
Двойной щелчок на элементе открывает окно свойств этого
элемента, в котором можно сопоставить посадочное место.
2.
Выделив несколько элементов на схеме и открыв SchInspector, можно в строке Current Footprint вручную
набрать название посадочного места. При таком способе возможны разногласия в
случае, если в разных библиотеках содержатся посадочные места с одинаковым
названием.
3.
Выбрав в меню Tools подпункт Footprint Manager. Здесь можно
сопоставлять посадочные места сразу группе идентичных компонентов, при этом на
экране отображается внешний вид выбранного посадочного места.
5. Создание областей размещения компонентов (Room)
Альтиум позволяет объединять
компоненты в группы, сопоставляя каждой группе свою область размещения – Room. Определить Room можно как из схемы, так
и прямо на печатной плате.
Определение из принципиальной
схемы. По умолчанию, Альтиум предлагает с каждого листа принципиальной
схемы создавать свою область размещения. Кроме того, возможно создание областей
размещения для компонентов, имеющих одинаковый класс (Component Class). Режимы создания
областей размещения определяются положением галочек в Project Options, на закладке Class Generation. Окно «Project Options» можно вызвать из
меню «Project» (при
работе в схемном редакторе).
Определение в редакторе
печатных плат. Выделяем необходимые компоненты, затем Design – Room – Create <несколько
вариантов> Room from selected component
– создать область размещения (есть разные варианты – см.названия пунктов в
меню).
Созданная область размещения
передвигается по плате вместе с составляющими ее компонентами.
При вынесении какого-нибудь из
компонентов за пределы области, и область и компонент подсвечиваются зеленым
цветом, что сигнализирует об ошибке. Это верно для того случая, когда созданная
область размещения имеет свойство «Keep component Inside» - держать элементы внутри. С
точностью до наоборот работает свойство «Keep component Outside».
6. Навигация между схемой и платой и в их пределах
Выделение на плате элементов,
выделенных на схеме – после выделения элементов на принципиальной схеме,
правая кнопка мышки – Part Action
– Select PCB Components.
Использование «Cross Probe» - позволяет
выделить один компонент либо на схеме, либо на плате. Удобно при разделении
экрана на два окна, в одном из которых находится схема, а в другом – плата.
Перейти к компоненту – функция
работает как на схеме, так и на плате. Доступна как с клавиатуры («J»-«C»-ввести десигнатор), так и из меню Edit – Jump – Jump Component.
7. Устранение потери связи между компонентами после перенумерации
После того, как была произведена
перенумерация компонентов на принципиальной схеме, может быть потеряна связь
между компонентами принципиальной схемы и печатной платы. Это связано с тем,
что идентификация компонентов осуществляется двумя способами – во-первых, с
помощью уникального идентификационного номера (ID), а, во-вторых, с помощью позиционных
обозначений. Идентификация с помощью позиционных обозначений используется
только в том случае, если по какой-то причине невозможна идентификация
каких-либо компонентов с помощью ID. Если такое произошло, то после перенумерации компонентов на
принципиальной схеме, Альтиум потеряет связь между некоторыми компонентами на
принципиальной схеме и печатной плате. Если не все компоненты могут быть
сопоставлены с помощью ID,
то при выполнении команды «Update PCB»
система выдает сообщение следующего вида:
Устранить эту ошибку проще всего
до перенумерации компонентов. Для этого, находясь в редакторе печатных плат,
необходимо воспользоваться окном «Связь компонентов»: «Project»-«Component Links…»:
В правой части окна перечислены
компоненты связанные с помощью уникальных идентификаторов. В левой части
представлены компоненты, у которых уникальный идентификатор на схеме и на
печатной плате не совпадает. Перенос объектов справа налево и слева направо
осуществляются с помощью нажатия клавиш с символами «<» и «>». В примере,
приведенном на рисунке, только три компонента не имеют связей – D5, D6 и KV1. Чтобы эти связи создать, выбираем соответствующие пары
компонентов (D5 и D5, D6 и D6, KV1 и
KV1) и переносим их в
правый список. Затем нажимаем клавишу «Perform Update».
После этого перенумерация
компонентов уже не будет приводить к ошибкам.
8. Одновременная работа с платой нескольких разработчиков
Это вполне возможно. Для этого
необходимо сперва создать несколько копий печатной платы, затем каждый из
разработчиков работает со своей копией и со своей частью общего устройства.
Потом готовые части плат копируются в общую плату с привязкой к какой-нибудь
точке и производится обновление печатной платы, что позволяет восстановить имена
связей. Важное замечание: полигоны тоже копируются, но имена цепей для них
после копирования нужно переопределять вручную. Возможно так же при этом
воспользоваться командой Design
– Netlist – Update Free Primitives From component Pad, но этой командой нужно
пользоваться с осторожностью, так как все свободные примитивы, не имеющие на
момент подачи данной команды соединения с какой-нибудь лапкой компонента,
станут NoNet.
Теперь более подробно об этом
процессе.
1.
Создаем печатную плату. Импортируем в нее из Автокада
чертеж механической части печатной платы (контур, крепежные отверстия и т.д.)
2.
Обновляем плату из принципиальной схемы. Для этого
необходимо, для начала, прописать всем элементам их посадочные места.
3.
В каком-нибудь механическом слое рисуем границы зон, в
пределах которых будут выполняться разводки отдельных частей устройства разными
разработчиками.
4.
Если необходимо, определяем правила проектирования (Design –
Rules)
5.
Сохраняем печатную плату на жесткий диск.
6.
В «Проводнике», «Windows Commander» или иной аналогичной
программе делаем необходимое количество копий с файла печатной платы (по
количеству разработчиков, которые будут работать одновременно). Даем этим
копиям осмысленные имена (например, XXXX_RESIVER
– часть приемника, XXXXX-AMPL – часть усилителя).
7.
Добавляем эти файлы копии в систему контроля версий (Turtoise SVN –
Добавить, о подробностях этой операции см. «Работа с сетевой папкой проектов»).
8.
В Altium Designer щелкаем правой клавишей на имени проекта и выбираем пункт «Add Existing to Project…» (добавить
существующий файл в проект). В открывшемся диалоговом окне выбираем ранее
созданные файлы-копии печатной платы.
9.
Сохраняем проект на жесткий диск.
10.
Фиксируем изменения на сервере (если файлы печатных
плат не были добавлены в седьмом пункте, делаем это перед фиксацией).
11.
Теперь каждый из разработчиков, обновив на своей
локальной машине папку проекта, может выполнять разводку своей части проекта. Работа
может выполняться параллельно. Кроме того, разработчики могут вносить изменения
в «свои» листы принципиальной схемы. Чтобы эти изменения можно было потом
зафиксировать на сервере, необходимо, чтобы каждый разработчик работал ТОЛЬКО
НА СВОЕМ ЛИСТЕ. При этом «чужие» листы можно открывать, просматривать, но
нельзя вносить в них изменения. Если два разработчика внесут изменения в один и
тот же лист проекта, то зафиксировано на сервере будет только то изменение,
которое будет сделано раньше. Второму разработчику, при попытке фиксации, будет
выдано сообщение о том, что его версия устарела. В этом случае необходима личная
встреча этих разработчиков для разрешения конфликта.
12.
После разводки частей платы в разных файлах, их
необходимо объединить. Это выполняется с помощью простого копирования.
НЕПРЕМЕННОЕ УСЛОВИЕ: необходимо избежать дублирования элементов. То есть, перед
тем, как скопировать некий участок схемы в основную плату, необходимо из
основной платы УДАЛИТЬ все те элементы, которые будут копироваться из другой
платы. Копировать удобно с привязкой к какому-нибудь объекту на плате
(например, крепежному отверстию).
13.
После выполнения копирования, скопированные элементы на
основной плате теряют названия цепей, к которым они были до этого подключены
(все выводы элементов делаются «No Net»).
Для устранения этого необходимо после копирования элементов перейти на
принципиальную схему и выполнить Update PCB.
ЗАМЕЧАНИЕ 1: После копирования в основную плату некоторым элементам
печатной платы придется назначать цепи вручную. Это элементы:
-
полигоны;
-
свободные контактные площадки;
-
участки цепей, не имеющие электрической связи с компонентами
ЗАМЕЧАНИЕ 2: До слияния всех плат категорически запрещается
производить перенумерацию компонентов!
После слияния частей разводки с
разных плат, необходимо не забыть удалить из проекта и из списка системы
контроля версий «лишние» платы.
9. Создание связанных групп элементов (Union)
Выделяем компоненты на ПП, затем
щелчок правой клавишей – Union
– Create Union from selected objects.
В группы можно объединять не
только компоненты, но и любые другие элементы печатной платы.
При попытке перенести один из
элементов, входящих в группу, перемещается вся группа.
Извлечение элемента из группы –
выделить элемент, правый щелчок – Union – Break objects from Union.
В открывшемся окне будет снята галочка напротив этого элемента. Нажать «Ok» - и компонент извлечен из
группы. Если снять все галочки, то все компоненты будут извлечены из группы.
10. Изменение формы платы
Определить форму платы можно из
меню Design – Board Shape. Далее выбираете нужный
пункт.
11. Связь с Автокадом (DXF и DWG форматы)
Альтиум позволяет как передать
информацию в формат DXF,
так и импортировать DXF-файл
как в схему, так и в печатную плату.
Например, нарисовав в Автокаде
контур платы со всеми конструктивными отверстиями и точками расположения
разъемов, можно импортировать его в печатную плату.
Импорт: File – Import… В открывшемся окне выбираем
файл. Затем откроется окно Import from AutoCad. В этом окне
необходимо указать способ импорта блоков (как примитив или как компонент),
выбрать единицы измерении «мм», указать, какой координате на плате должна
соответствовать точка (0,0) импортируемого файла, определить толщину линий, и,
самое главное, указать, какие слои импортировать и в какой слой печатной платы.
Важное замечание: эту функцию
вполне можно использовать для создания в Автокаде посадочных мест компонентов с
последующим импортом их в схему (импортировать блоки как компоненты). После
такого импорта можно создать библиотеку с платы, открыть ее для редактирования
и пририсовать к компоненту контактные площадки.
Аналогично работает импорт в
принципиальную схему.
Экспорт: File – Save Copy As… В открывшемся
окне ввести имя файла и выбрать в выпадающем списке «Тип файла» тип Export AutoCAD Files (*.dwg, *.dxf). Далее откроется окно, в котором
можно выбрать тип файла, версию Автокада и линии, которые будут экспортированы
с нулевой толщиной. При правильно созданной библиотеке футпринтов импорт с
нулевой толщиной не требуется!
Примечание: экспортируются все
слои, вне зависимости от того, какой из них включен или выключен в Альтиуме.
12. Заметки по работе с полигонами
«Полигон в полигоне».
Два полигона в разных цепях, один
помещен внутри другого. В зависимости от порядка перестройки полигонов, при
подаче команды Repour All возможно поглощение большим полигоном меньшего. Чтобы этого
не произошло, необходимо отредактировать порядок прорисовки полигонов таким
образом, чтобы сперва строились все внутренние полигоны, а затем – наружный.
Это делается из Tools –
Polygon Pours
– Polygon Manager.
В окне Pour Order
сверху вниз приведен порядок перестройки всех полигонов печатной платы, причем
самый верхний перестраивается самым первым.
Добавить полигон внутрь
существующего полигона.
Просто берем и рисуем нужную нам форму
внутреннего полигона. По окончании рисования этот новый полигон будет
незаполненным. Затем открываем Polygon Manager
и смещаем больший полигон ниже вновь нарисованного. Выйдя из Менеджера
полигонов, даем команду «Repour All».
Все J
Скрыть/отобразить (Shelve/Restore) полигон.
Можно применять для облегчения
работы компьютера, или для того, чтобы глаз не «запутывался» в хитросплетениях
полигонов. Выделив полигон, по правой клавише выбираем Polygon Action – Shelve или Shelve All, в зависимости от того,
что нам надо. Выбранные полигоны исчезают из виду. Включить отображение этих
полигонов можно по команде Tools
– Polygon Pours – Restore polygon.
Включение/выключение отображения полигонов можно также изменять через Менеджер
полигонов.
Вырез в полигоне – команда
Place –
Polygon Pour Cutout.
Вырез можно сделать как на одном слое, так и на всех слоях сразу (MultiLayer). ВАЖНОЕ
примечание: внутри выреза невозможно построение других полигонов! Если полигоны
существовали там до создания выреза, то они проживут до первой команды Repour All, после чего исчезнут!
Разрезать полигон – правая
клавиша – Polygon Actions
– Slice Polygon Pour.
После чего необходимо провести линию, начинающуюся и заканчивающуюся за
пределами полигона. В результате полигон будет разделен на части по этой линии.
13. Разводка идентичных ячеек, размещенных на одном листе (без Multi Channel Design)
В тех случаях, когда необходимо
выполнить разводку идентичных ячеек (например, наш любимый <skipped> из 30 аналогичных
ячеек), очень полезной командой оказывается команда Design – Room – Copy Room Formats.
Чтобы все сработало так, как
надо, необходимо, чтобы каждая из ячеек оказалась в своей собственной области
размещения (Room). Это
можно сделать как из схемы, так и прямо на плате (см. выше).
После того, как каждая из ячеек
занесена в свой Room,
необходимо указать Альтиуму, какие элементы эквивалентны по размещению. Это
делается с помощью параметра Channel Offset.
Выделяем все эквивалентные элементы на печатной плате. Это можно сделать как из
принципиальной схемы, так и прямо на плате. Про выделение из схемы – см. выше.
Маленькое замечание (небольшой глюк системы) – после выделения PCB компонентов из
принципиальной схемы, их свойства станут видны в окне PCB Inspector только
после того, как, взявшись за один из выделенных компонентов, подвинуть его
туда-сюда. Когда свойства выделенных компонентов станут видны в окне PCB Inspector,
необходимо им всем присвоить одно и то же значение свойства Channel Offset. Начинать нумерацию
нужно от нуля, дальше – по возрастающей, без пропусков. Таким образом,
необходимо добиться, чтобы у компонентов разных ячеек, идентичных по
размещению, параметр Channel Offset имел одно и то же значение.
После этого выполняем разводку
одной из ячеек, меняя, при необходимости, размеры соответствующего Room.
Затем – Design – Room – Copy Room Formats. Указываем
исходную ячейку, затем – ту, которую надо развести. В открывшемся окне
указываем, что нам надо копировать (обычно вполне подходят параметры по
умолчанию) и нажимаем Ок.
Внимание! Эта команда копирует и
форму области размещения! Поэтому необходимо заранее озаботится тем, чтобы
соседние области после выполнения этой команды не наползли друг на друга.
Недостатки: полигоны не
копируются, увы L
Полигоны придется копировать
отдельно, с привязкой к какому-нибудь элементу. После выполнения вставки
полигонов на новые места их придется переподключить к новым цепям вручную L
или с помощью команды Design – Netlist – Update Free
Primitives From component Pad.
Плюсы: копируются дорожки,
переходные отверстия, форма области размещения и расположение в ней
компонентов.
Так же не будут скопированы цепи
(и переходные отверстия), находящиеся в пределах области размещения, но не
связанные электрически ни с одним из элементов этой области.
14. Идентификация свободных контактных площадок и переходных отверстий
При написании правил
проектирования возможна адресация свободных контактных площадок по имени, по
имени класса, или по размеру отверстия.
По имени: IsPad And (Name = ‘Free-<имя площадки>’). При этом
всем таким площадкам должно быть ранее присвоено какое-нибудь имя. Например,
если имя контактной площадки ‘Direct’,
то запрос правила будет выглядеть так:
IsPad And (Name
= ‘Free-Direct’)
По размеру отверстия: IsPad And (HoleSize = XX). При этом размер отверстия должен быть
в милсах, причем целым числом (само отверстие, конечно, также должно иметь
размер в целом числе милсов).
По имени класса: IsPad
And InPadClass(‘Kakoy-to_class”). Как добавить класс к элементу – см.
выше.
Для переходных отверстий возможна
адресация только по размеру отверстия или по имени класса (это все аналогично
вышеуказанному).
15. Добавление «левых» компонентов
При необходимости, на печатную
плату можно добавить любое количество конструктивных компонентов, не указанных
на принципиальной схеме (например, посадочное место, предназначенное для
подпайки коаксиального кабеля).
При таком добавлении, при попытке
обновить печатную плату из схемы, Альтиум будет каждый раз порываться удалить
«лишний» компонент и отсоединить от него связи. Чтобы этого не происходило,
необходимо разбить этот компонент на примитивы (правая клавиша – Component Actions – Explode Selected Components To Free Primitives). При этом
компонент «рассыпается» на отдельные элементы и перестает быть компонентом. Это
может привести к проблемам при попытке перенести его на новое место. Поэтому
все эти примитивы необходимо добавить в группу (создать Union). В этом случае их и переносить
можно с легкостью, и выискивать галочки при обновлении из схемы не надо J
16. Проблемы с проверкой DRC «на лету»
Для проверки «на лету»,
во-первых, должна быть установлена галочка в Preferences – PCB Editor – General – Editing Options – Online DRC.
Кроме того, режим проверки правил
проектирования (Design Rules Check
– DRC) настраивается в
окне Design Rule Checker,
которое вызывается из меню Tools
– Design Rule Check:
Столбец «Batch» определяет «пакетную» проверку,
то есть правила, проверяемые по нажатию кнопки «Run Design Rule Check…».
Столбец «Online» определяет проверку «на лету».
Проверяться будут только те правила, которые отмечены галочками.
17. Создание Footprint-ов (так мы делаем в нашей конторе, если кому интересно)
Слои, используемые при создании
посадочных мест компонентов:
1.
На слое «Mechanical 13» размещается чертеж
компонента в том виде, в котором его необходимо отобразить на сборочном
чертеже. Если компонент полярный (или это микросхема), то на данном слое
необходимо отобразить также ключ (в соответствии с документацией на компонент),
обеспечивающий однозначное позиционирование компонента. Кроме того, на этом же
слое указывается место, в котором будет выведено позиционное обозначение
компонента. Это делается с помощью размещения служебной строки «.Designator» в том месте, где
необходимо наличие позиционного обозначения на сборочном чертеже.
2.
На слое «Top Layer» (для SMD),
либо «Multi-Layer» (для выводных
компонентов) отображаются контактные площадки для выводов компонента.
3.
На слое «Mechanical 15» изображается внешняя граница компонента с учетом
зазора между компонентами. Зазор выбирается таким образом, чтобы два компонента,
установленные впритык по слою Mechanical
15, оказались разнесены на необходимое по технологическим требованиям
расстояние.
4.
На слое «Mechanical 1» располагается проекция
корпуса компонента (Place Component Body).
На этом слое с помощью указанной команды рисуем то, что впоследствии при
просмотре в трехмерном виде превратится к объемное изображение корпуса
компонента.
5.
На слое «Top Overlay» размещается шелкография. Для полярных компонентов или
микросхем, на этом слое отображается ключ, обеспечивающий однозначное
распознавание выводов компонента.
Все контуры компонентов
необходимо прорисовывать, используя линии толщиной 0,1 мм (кроме самых мелких SMD-компонентов,
для которых используются линии толщиной 0,025 мм).
Для того, чтобы при расстановке
компонентов на плату, происходила автоматическая смена механических слоев в
зависимости от стороны расположения компонента (на верхней или нижней стороне
платы), необходимо осуществить настройку пар слоев. Это делается через окошко
управления слоями платы:
Нажатие кнопки «Layer Pairs …»
откроет окно, в котором можно установить соответствие механических слоев. В
нашем случае необходимо ввести следующие пары слоев:
1. Mechanical 1 - Mechanical 2
2. Mechanical 13 - Mechanical
14
3. Mechanical 15 - Mechanical
16.
Теперь, после размещения
компонента на верхней стороне печатной платы, его сборочный чертеж будет
размещен на слое Mechanical
13, а при размещении того же компонента на нижнем слое платы – на слое Mechanical 14.
18. Создание вывода компонента сложной формы.
Эта задача решается очень просто.
Вывод требуемой формы изображается либо с помощью наложения друг на друга
нескольких Pad с одним
и тем же номером, либо использованием иных примитивов, например, дорожек (track), полигонов или
прямоугольных областей заливки (fill).
Если используются примитивы, то они должны иметь электрический контакт хотя бы
с одним элементом типа Pad,
имеющим соответствующий номер.
Важная особенность: после
передачи в плату такого компонента, к цепям автоматически подключаются только
элементы типа Pad. Все
примитивы можно подключить к цепям с помощью команды Design – Netlist – Update Free Primitives From Component Pads…
Эта команда, кроме всего прочего,
позволяет присвоить имена цепей всем примитивам, подключенным к каким-либо
контактным площадкам. Это полезно, например, при копировании полигонов.
Комментариев нет:
Отправить комментарий