9.5 自動(dòng)布局與自動(dòng)布線
9.5.1自動(dòng)布局
在設(shè)計(jì)中，布局是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。布局結(jié)果的好壞將直接影響布線的效果，因此可以這樣認(rèn)為，合理的布局是PCB設(shè)計(jì)成功的第一步。
9.5.1.1自動(dòng)布局參數(shù)設(shè)置
如果在載入網(wǎng)絡(luò)表文件,并進(jìn)行了必要的預(yù)拉線調(diào)整之后,直接進(jìn)行布局,系統(tǒng)將使用默認(rèn)的布局參數(shù)。用戶也可在自動(dòng)布局前設(shè)置一些相關(guān)的參數(shù),使元件的自動(dòng)布局結(jié)果更符合實(shí)際的要求。
執(zhí)行Design菜單下的Rules…命令，或用熱鍵D/R完成。彈出如下圖所示對(duì)話框,用鼠目標(biāo)單擊Placement選項(xiàng)卡，Placement選項(xiàng)卡里將元件自動(dòng)布局的設(shè)計(jì)規(guī)則分為5類,如下圖所示:
自動(dòng)布局參數(shù)設(shè)置對(duì)話框
1.元件安全間距——Component Clearance
該項(xiàng)為元件間距約束,用于設(shè)置元件間的最小距離以及元件之間的距離計(jì)算方法。雙擊該項(xiàng)(或選中后,單擊“Add”按鈕)可時(shí)調(diào)出如下圖所示的對(duì)話框。在對(duì)話框左邊字段里，用來(lái)指定約束的有效范圍;右邊“Gap”字段用來(lái)設(shè)置元件間的最小距離;“Check Mode”字段用來(lái)指定距離的計(jì)算方法:①“ Quick Check”:是采用包含元件輪廓形狀的最小矩形來(lái)計(jì)算元件之間的距離;②“Multi Check”:除“ Quick Check”具備方法的功能外,還考慮焊盤在底層上的焊盤與底層表面封裝元件之間的距離;③“Full Check”是使用元件的精確外形輪廓來(lái)計(jì)算元件之間的距離。
元件間距約束設(shè)置
2. 元件方向限制——Component Orientation Rule
該項(xiàng)為指定元件能夠放置的方位。雙擊該項(xiàng)(或選中后,單擊“Add”按鈕)可時(shí)調(diào)出如下圖所示的對(duì)話框, 在對(duì)話框左邊字段里，用來(lái)指定約束的有效范圍;右邊可以設(shè)置元件能夠放置的方位。“0 Degrees”表示放置元件時(shí)不需要旋轉(zhuǎn); “90 Degrees”表示放置元件時(shí)可以旋轉(zhuǎn)90°; “180 Degrees”表示放置元件時(shí)可以旋轉(zhuǎn)180°; “270 Degrees”表示放置元件時(shí)可以旋轉(zhuǎn)270°;“All Orientations”表示元件可以旋轉(zhuǎn)任意角度。 元件方向約束限制
3.可忽略的網(wǎng)絡(luò)——Nets To Ignore
該項(xiàng)為指定在布局時(shí)可以忽略哪些網(wǎng)絡(luò)。忽略網(wǎng)絡(luò)可以加快自動(dòng)布局時(shí)的速度和提高布局質(zhì)量。雙擊該項(xiàng)(或選中后,單擊“Add”按鈕)可時(shí)調(diào)出如下圖所示的對(duì)話框, 在對(duì)話框中只需要設(shè)置約束的有效范圍。
忽略網(wǎng)絡(luò)約束設(shè)置
4.元件擺置板層限制——Permitted Layers Rule
該項(xiàng)為指定允許放置元件的工作層。在所有的工作層中,只有頂層和底層可以放置元件，因此在這里只有設(shè)置這兩層哪一層或兩層可以放置元件, 在雙面板、多面板中，元件一般放置在元件面上，無(wú)須特定指定。但在單面板中，表面封裝器件SMD只能放在焊錫面內(nèi)，因此需要指定元件放在元件面上還是焊錫面上。雙擊該項(xiàng)(或選中后,單擊“Add”按鈕)可時(shí)調(diào)出如下圖所示的對(duì)話框, 在對(duì)話框左邊字段里，用來(lái)指定約束的有效范圍;右邊可以設(shè)置頂層或底層放置元件。
元件允許放置工作層的設(shè)置
6.元件矩形區(qū)域放置——Room Definition
該項(xiàng)為指定在布局時(shí)放置一個(gè)矩形區(qū)域規(guī)則。雙擊該項(xiàng)(或選中后,單擊“Add”按鈕)可時(shí)調(diào)出如下圖所示的對(duì)話框, 在對(duì)話框左邊字段里，用來(lái)指定約束的有效范圍;右邊可以設(shè)置該矩形區(qū)域空間的尺寸、所在板層及使得指定物體在其內(nèi)或是其外。
設(shè)置矩形區(qū)域設(shè)計(jì)規(guī)則對(duì)話框
9.5.1.2進(jìn)行自動(dòng)布局
在自動(dòng)布局參數(shù)設(shè)置完畢后,就可以進(jìn)行自動(dòng)布局操作了。
步驟一：執(zhí)行Tools\Auto Placement\Auto Placer…菜單命令，也可用字母熱鍵T/L/A完成。
步驟二：在彈出如下圖所示對(duì)話框,選擇一種自動(dòng)布局方式。共有兩種自動(dòng)布局方式:
“Cluster Placer”(成組布局方式)和“StatisticalPlacer”(統(tǒng)計(jì)布局方式)。
執(zhí)行自動(dòng)布局菜單命令
“Cluster Placer”是成組布局方式。這種方式按照電氣連接關(guān)系將元件分成組，并連接成元件串，最后在規(guī)劃好的布局區(qū)域內(nèi)，依照幾何方法放置元件組，選中此方式后，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)參數(shù)項(xiàng)【Quick Component Placement】，選中該參數(shù)項(xiàng)后，雖然可以加快元件的自動(dòng)布局速度,但對(duì)電路的優(yōu)化工作很少。這種方式適用于元件較少的電路，且前面所設(shè)置的自動(dòng)布局參數(shù)，只有在這種方式下才有效。
元件自動(dòng)布局方式對(duì)話框
“Statistical Placer”是基于統(tǒng)計(jì)的布局方式。其原則是保證連線的長(zhǎng)度最短。此方式下有5個(gè)設(shè)置項(xiàng)，其中的兩個(gè)功能選項(xiàng)【Group Components】和【Rotate Components 】如果都選中的話，則前者表示可以按照電氣連接將元件分成組，后者表示在布局時(shí)可以旋轉(zhuǎn)元件。另外，在【Power Nets】和【Ground Nets】中輸入電源的網(wǎng)絡(luò)名稱和電源地的網(wǎng)絡(luò)名稱。還有在【Grid Size】中可以設(shè)置元件自動(dòng)布局時(shí)柵格的大小。本方式適用于元件數(shù)目較多(大于100)的電路。
統(tǒng)計(jì)方式自動(dòng)布局對(duì)話框
步驟三：設(shè)置完成，單擊“OK”按鈕，退出對(duì)話框，系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)布局。自動(dòng)布局過(guò)程中如想終止自動(dòng)布局，可選擇圖 中的“Stop Auto Placer”菜單命令。
步驟四：調(diào)整布局。自動(dòng)布局完成后，其自動(dòng)布局的結(jié)果一般不能夠完全使我們滿意，我們發(fā)現(xiàn)有時(shí)系統(tǒng)在自動(dòng)布局時(shí)沒(méi)有充分利用布局區(qū)域的空間，而且元件布置不太合理，有的區(qū)域太密等，根本不符合電路的工作要求，我們不能完全依賴程序的自動(dòng)布局，往往需要重新對(duì)元件布局進(jìn)行手工調(diào)整。尤其是在單面板的設(shè)計(jì)中，元件布局的合理性將直接影響到布線工作是否能夠完成，同時(shí)也涉及到電路是否能正常工作和電路的抗干擾等問(wèn)題，因此對(duì)元件布局進(jìn)行手工調(diào)整是十分必要的。