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技术专题
模拟电路的前5种PCB设计指南
在设计较小的印刷电路板时，网络组织不会像较大的电路板那样成为大问题。使用100个网或更少的网，通常可以跟踪重要信号。而且，电源和地线通常很容易从人群中脱颖而出。
但是在较大的设计上，它可能会变得有些混乱。您可能正在处理电路板上不同区域具有不同连接要求的多个电源和接地网络。也可能会有数据和地址总线将从分离中受益，以帮助针对特定的路由模式识别它们。对于其中有成千上万个网络的电路板，如果没有工具的帮助，通常无法跟踪所有各种网络细节。
高速设计使问题进一步复杂化。除了多个电源和接地网以及数据和地址总线，您还需要解决以下问题：
1、受控阻抗线。
2、时钟和其他敏感信号。
3、可能需要以特定长度进行路由的网组。
4、具有特定路由拓扑要求的网。
5、差分对路由。
所有这些高速网也可能具有不同的走线宽度和间距要求。最重要的是，它们可能具有特定的层分配或限制以及单独的长度和匹配的长度要求。对于差分对，还必须将它们布线在一起，并且彼此完全匹配，同时仍要保持其特定的宽度，间距以及与其他网络的间距。
您可能还会碰到电路板的密集区域，在这些区域中必须减小走线的宽度才能完成布线。这种类型的布线也称为缩颈，在高引脚数设备（例如，球栅阵列（BGA））中，其布线方式非常紧凑，通常是必需的。
在没有工具的帮助下，在这种情况下，设计人员必须手动更改走线的宽度才能连接走线。跟踪颈缩需要使用新的布线网格来进行跟踪并重新定义跟踪间隔要求。从具有数百个引脚的BGA布线走线可能会导致设计人员进行大量繁琐的手工工作。
幸运的是，有一种PCB设计工具可以帮助设计人员组织工作并优化走线的方法。
使用PCB Layout Net分类有什么帮助？
在当今的PCB设计CAD系统中，您可以使用设计规则和约束将跟踪布线要求分配给设计中的各个网络。这将使您可以控制每个网络的走线宽度，间距，长度和拓扑值，这些工具将通过在线设计规则检查为您检查这些值。
这将确保您的走线将满足您所需的路由要求。但是要注意的是，对于具有数千个蚊帐的电路板，可能需要进行大量工作才能完成所有这些工作。这是设置网络分类的真正帮助所在。
网络分类或网络类别可让您将类似的网络分组在一起，并为其分配规则集。例如，您将从为所有网络分配默认规则开始，然后为电源和地面网络创建一个类。分类后，您可以为电源和接地分配一组特定的规则和约束。如果您有多个具有不同路由要求的电源和地面网络，则只需将它们分配给链接到一组不同规则和约束的其他网络类别。
之后，您将为地址和数据线以及上面提到的其他高速路由需求创建更多的网络类。与权力和地面一样，您也将为这些类分配唯一的规则和约束集。
这似乎是一项艰巨的工作，但值得庆幸的是，有些工具旨在使您的工作更轻松。在Cadence Allegro中，使用约束管理器将网络规则和约束分配给网络和网络类。该工具可在Allegro工具的原理图和布局侧之间工作，并双向传达设计规则和约束更改。
在下面的图片中，您可以看到通过在原理图中选择一组网络，这些网络又在约束管理器中被选中。这允许在原理图捕获期间将路由信息附加到网络类，然后将其转发到布局中。
约束管理器能够根据网络名称进行识别和分组，或者从原理图或布局中进行选择，从而为用户提供了强大的功能和灵活性。这为用户节省了大量时间，而不必手动输入所有这些网络信息。接下来，我们将看一下Cadence Allegro如何处理此过程以及如何使您的布局工作变得更加容易。
使用Allegro中的约束管理器来组织网络
Cadence Allegro工具中的约束管理器为用户提供了许多有关如何配置其数据显示的功能。您可以将优先级分配给不同的列，以限制它们的显示以及更改列的宽度。您还可以通过多种不同方式查看和使用数据。例如，您可以通过规则集本身或网络名称，网络类别，电路板上的区域或内部层来使用间距规则。
要做的第一件事是创建一个新规则（如果尚不存在），您可以将其分配给一类网。在约束管理器中，可以创建不同的规则，例如物理规则或空间规则，并且它们的创建是一个简单的过程。您将给新规则一个唯一的名称并输入所需的值。
一旦设置了规则，下一步就是创建网络类。如下图所示，我们从布局中选择了一组网，并使用约束管理器根据所选内容创建了一个新的网类。创建了net类之后，下一步就是为其分配规则，然后完成。
借助在Cadence Allegro中创建不同规则和约束的能力，您可以精确控制如何路由每个网络或网络类别。您可以设置以下规则：
1、迹线宽度，包括缩小尺寸。
2、迹线之间的间距以及与特定网络的唯一间距。
3、间隔特定的设计对象，例如通孔销或SMT销。
4、可以在哪些层上布线特定的网络。
5、在某些区域中特定的迹线宽度或间距。
6、什么通孔将用于单个网络或网络类别。
7、差分对的走线宽度和间距将是多少。
从那里，您还可以设置规则和约束条件，这些规则和约束条件可以分配给网络类别，以实现走线长度，路由拓扑，信号完整性，时序和阻抗。