用于PCB的高效自动布线设计 - 安川电机(上海)有限公司企业论坛 - 中国自动化企业中心

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发表人：qinye

发表时间：2019/7/26 15:31:00

本栏论题：

用于PCB的高效自动布线设计 [882]

    但专用的EDA工具不会产生预期的结果，也不能达到100％的bouton率，而且很麻烦，通常需要花费大量的时间来完成其余的工作。现在市场上有很多流行的EDA工具软件，但除了使用术语和功能键不一样的位置大致相同外，如何使用这些工具更好地实现PCB设计？在开始布线和仔细设置工具软件之前仔细分析设计将使设计更加合规。

    以下是一般设计过程和步骤。

    1，确定PCB电路板尺寸和布线层的数量需要在设计之初确定。如果设计需要使用高密度球形栅格阵列（BGA）元件，则必须考虑这些器件布线所需的最小布线层数。布线层数和级联（叠层）模式可直接影响印刷线的布线和阻抗。

    板的尺寸有助于确定级联模式和印刷线的宽度，以实现所需的设计效果。多年来，人们一直认为电路板层的数量越少，成本越低，但是还有许多其他因素会影响电路板的制造成本。近年来，多层板之间的成本差异已大大降低。建议在设计开始时使用更多电路层并均匀分布铜，以避免在设计结束时发现少量不符合规定的规则和空间要求的信号，从而迫使添加新层。在设计之前仔细规划将减少布线的麻烦。

    2，设计规则和限制自动布线工具本身不知道该怎么做。要完成接线任务，接线工具需要在正确的规则和限制下工作。不同的信号线有不同的接线要求，要对信号线的所有特殊要求进行分类，不同的设计分类是不一样的。每个信号类应该具有优先级，优先级越高，规则越严格。规则涉及印刷线的宽度，最大孔数，平行度，信号线之间的相互作用以及层的限制，这对布线工具的性能有很大影响。仔细考虑设计要求是成功布线的重要一步。

    3，组件的布局对于组装过程的优化，制造设计（DFM）规则将限制组件的布局。如果装配部门允许组件移动，则可以对电路进行适当优化，以便更容易自动接线。

    定义的规则和约束会影响布局设计。布局时应考虑布线路径（布线通道）和穿孔区域。

    这些路径和区域对于设计者来说是显而易见的，但是自动布线工具一次只考虑一个信号，允许布线工具通过设置布线约束和设置布料信号线的层来完成设计者设想的布线。

    4，在扇出设计阶段扇出设计，使自动布线工具连接元件引脚，表面贴装器件的每个引脚应至少有一个孔，这样当需要更多连接时，电路板可以进行内部连接，在线测试（ICT）和电路再处理。为了使自动布线工具最有效，重要的是尽可能使用最大穿孔尺寸和印刷线，间隔设置为50mil是理想的。使用穿孔类型，使最大数量的布线路径。在进行扇出设计时，应考虑电路在线测试。

    测试夹具可能很昂贵，并且通常仅在它们即将投入全面生产时订购，并且考虑添加节点以实现100％可测试为时已晚。经过认真考虑和预测，设计了电路在线测试可以在设计的早期阶段进行，在生产过程的后期阶段，根据布线路径和电路进行在线测试，确定过孔扇出的类型，电源电源和接地也会影响接线和扇出设计。为了减小滤波电容器电缆产生的电感，穿孔应尽可能靠近表面安装器件的引脚，并且如果需要，可以手动布线，这可能会对最初设想的布线路径产生影响，并且可能甚至会让你重新考虑使用哪个穿孔，因此，重要的是要考虑孔和引脚电感之间的关系，并优先考虑过孔规格。

    5，手动布线和关键信号的处理虽然本文主要讨论自动布线的问题，但手工布线是并将是印刷电路板设计的重要过程。使用手动布线有助于自动布线工具完成布线工作。

    通过手动布线和固定所选网络（NET），您可以形成可以基于自动布线的路径。无论关键信号的数量如何，信号首先是有线，手动接线或与自动接线工具组合。通常必须通过仔细的电路设计来设计关键信号，以实现所需的性能。接线完成后，相关工程师会检查这些信号的接线，并且过程更加容易。检查通过后，修复线路，然后自动开始连接其余信号。

    6，自动接线到关键信号接线需要考虑在接线控制中的一些电气参数，如降低配电电感和EMC等，对于其他类似接线的信号。所有EDA供应商都将提供控制这些参数的方法。

    在了解了自动布线工具的输入参数和输入参数对布线的影响后，可以在一定程度上保证自动布线的质量。应使用一般规则自动路由信号。通过设置限制和禁止布线区域来限制用于给定信号的层和所使用的孔数，布线工具可以根据工程师的设计思路自动布线。

    如果自动布线工具使用的层数和孔数没有限制，则每层将使用自动布线，这将导致大量穿孔。在设置约束并应用应用程序创建的规则后，自动布线将获得与预期类似的结果，当然可能需要一些完成工作，以及确保其他信号和网络布线的空间。

    部分设计完成后，将其修复以防止它受到背面布线过程的影响。使用相同的步骤来路由信号的其余部分。接线的数量取决于电路的复杂程度和您定义的一般规则的数量。在完成每种类型的信号之后，减少了对剩余网络布线的约束。但随之而来的是需要人工干预的大量信号布线。自动布线工具现在功能非常强大，通常可以完成100％的布线。

    但是，当自动布线工具没有完成所有信号布线时，需要手动连接剩余信号。
    7，自动布线设计要点包括：7.1略微改变设置，试验各种路径布线; 7.2保持基本规则不变，尝试不同的布线层，不同的印刷线和间距宽度，以及不同的线宽，不同类型的孔，如盲孔，埋孔等，以观察这些因素如何影响设计结果;

    7.3让布线工具根据需要处理这些默认网络; 7.4信号越不重要，自动布线工具接线的自由度就越大。

    8，接线整理如果你使用的EDA工具软件可以列出信号的接线长度，检查数据，你可能会发现一些约束很小的信号接线长度很长。这个问题更容易处理，手动编辑可以缩短信号布线的长度并减少孔的数量。在精加工过程中，您需要确定哪种接线是合理的，哪种接线是不合理的。与手动布线设计一样，在检查过程中也可以整理和编辑自动布线设计。

    9，电路板在设计前的外观经常要注意电路板的视觉效果，现在不一样了。电路板的自动设计并不比手动设计更美观，但在电子特性方面可以满足要求，并且可以保证设计的完整性

以下是关于《用于PCB的高效自动布线设计》论题的回复（共1篇）

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回复时间：2024/6/18 11:43:00

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