講解和分享PCB設(shè)計規(guī)則檢查器的編寫技巧
本文介紹了一種PCB設(shè)計規(guī)則檢查器(DRC)系統(tǒng)的編寫方法。 使用電路圖生成工具獲得PCB設(shè)計后,可以運(yùn)行DRC來查找違反設(shè)計規(guī)則的故障。 這些操作必須在后續(xù)處理開始之前完成,并且電路圖生成工具的開發(fā)人員必須提供大多數(shù)設(shè)計人員可以輕松掌握的DRC工具。
編寫自己的 PCB 設(shè)計規(guī)則檢查器有很多優(yōu)點(diǎn)。 雖然設(shè)計檢查器并不是那么簡單,但也不是高不可攀,因?yàn)槿魏问煜がF(xiàn)有編程或腳本語言的設(shè)計者都可以完全設(shè)計檢查器。 這項(xiàng)工作的好處是無法估量的。
然而,通用的營銷工具往往不夠靈活,無法滿足特定的設(shè)計需求。 因此,客戶必須向DRC工具開發(fā)人員反映新的功能需求,這通常需要一定的資金和時間,特別是當(dāng)需求不斷更新時。 幸運(yùn)的是,大多數(shù)工具開發(fā)人員可以為客戶提供編寫自己的 DRC 的便捷方法,以滿足特定需求。 然而,這個強(qiáng)大的工具并沒有得到廣泛的認(rèn)可或使用。 本文提供了最大限度地發(fā)揮 DRC 工具優(yōu)勢的實(shí)用指南。
由于DRC必須遍歷整個PCB設(shè)計電路圖,包括每個符號、每個引腳、每個網(wǎng)絡(luò)、每個屬性,因此如果有必要它還可以創(chuàng)建無限的“附加”文件。 如第 4.0 節(jié)所述,DRC 可能會指出與設(shè)計規(guī)則的任何微小偏差。 例如,所附文檔之一可能包含設(shè)計中使用的所有去耦電容器。 如果電容低于或高于預(yù)期值,電源線可能出現(xiàn)dv/dt問題的地方會被標(biāo)記為紅色標(biāo)記[1]。 這些附加文件可能是必要的,但并非所有商業(yè) DRC 工具都可以創(chuàng)建這些文件。
DRC的另一個優(yōu)點(diǎn)是很容易更新以滿足新的設(shè)計特征(例如那些可能影響設(shè)計規(guī)則的特征)的需要。 而且,一旦你在這個領(lǐng)域獲得了足夠的經(jīng)驗(yàn),你就可以實(shí)現(xiàn)許多其他的功能。
例如,如果你可以編寫自己的DRC,你就可以編寫自己的BOM創(chuàng)建工具,這樣你就可以更好地處理特定的用戶需求,例如如何獲取“額外的硬件”(例如插座、散熱裝置或螺絲刀) 對于不屬于電路圖數(shù)據(jù)庫的設(shè)備。 或者設(shè)計者可以編寫自己的Verilog網(wǎng)表分析器,其在設(shè)計環(huán)境中具有足夠的靈活性,例如如何獲取適用于特定器件的Verilog模型或時間文件。 事實(shí)上,由于DRC遍歷整個設(shè)計電路圖,因此可以收集所有有效信息以輸出PCB設(shè)計Verilog網(wǎng)表分析所需的仿真和/或BOM。
在不提供任何程序代碼的情況下討論這些話題是牽強(qiáng)的。 為此,我們以電路圖采集工具為例。 本文采用Mentor GraphICs公司開發(fā)的ViewDraw工具,該工具隸屬于PADS designer產(chǎn)品線。 另外,我們還使用了ViewBase工具,它是一個簡化的C例程庫,可以調(diào)用并訪問ViewDraw數(shù)據(jù)庫。 借助ViewBase工具,設(shè)計人員可以輕松地用C/C語言為ViewDraw編寫完整、高效的DRC工具[2][3]。 應(yīng)該注意的是,這里討論的基本原理也適用于任何其他 PCB 電路圖工具。
除了電路圖數(shù)據(jù)庫之外,DRC還需要一些可以描述特定情況的輸入文件,例如自動連接到電源平面的合法電源網(wǎng)絡(luò)名稱。 例如,如果電源網(wǎng)絡(luò)名為 POWER,則電源層將自動連接到使用后端封裝設(shè)備(例如 ViewDrawpcbfwd)的電源層。 輸入文件列表如下。 這些文件必須放在一個固定的全局位置,以便DRC能夠自動找到并讀取它們,然后在運(yùn)行時將這些信息保存在DRC中。
*文件合法_ pwr_ net_ 名稱可選。 該文件包含了POWER信號的所有合法網(wǎng)絡(luò)名稱,例如VCC和V3_3P和VDD。 在PCB布局/布線工具中,有必要區(qū)分大小寫。 一般情況下,VCC不等于Vcc或vcc。 VCC可以是5.0V電源,而V3_3P可以是3.3V電源。 legal_ pwr_ net_ Name 是可選的,因?yàn)楹蠖舜虬O(shè)備配置文件通常必須包含合法電源線網(wǎng)絡(luò)名稱的組合。 如果使用CADence Design System公司的Allegro布線工具,則pcbfwd文件名為Allegro.cfg,入口參數(shù)如下:
接地:VSS CGND GND GROUND
電源:VCC VDD VEE V3_3P V2_5P 5V 12V
如果DRC可以直接讀取allegro.cfg文件,并且legal_pwr_net_Name,那么可以獲得更好的結(jié)果(即引入錯誤的概率很?。?。
某些符號必須具有外部電源線引腳,因?yàn)樗鼈兾催B接到常規(guī)電源線層。 例如,ECL器件的VCC引腳要么連接到VCC,要么連接到GROUND; 其VEE引腳可連接至接地或- 5.0V平面。 另外,電源線插針還可以在到達(dá)電源線層之前先連接濾波器。
電源線引腳通常不外接到設(shè)備符號。 相反,符號的屬性(此處稱為 SIGNAL)描述了哪個引腳是電源引腳或接地引腳,并描述了該引腳應(yīng)連接到的網(wǎng)絡(luò)的名稱。
信號=VCC:10
信號=地:20
DRC可以讀取該屬性并確保網(wǎng)絡(luò)名稱保存在legal_pwr_net_Name文件中,如果legal_pwr_net_name不包含網(wǎng)絡(luò)名稱,那么電源引腳將不會連接到電源平面,而這個問題是 真的很嚴(yán)重。PCB加工和PCBA加工廠家將為您講解和分享編寫PCB設(shè)計規(guī)則檢查器的技巧。
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