Система топологической трассировки печатных плат TopoR

         

Создание нового проекта


Файл проекта создается при нажатии на кнопку <Create>.

Для включения .pdf-файлов в проект необходимо нажать на кнопку  <Add> в нижней части панели справа. После появления панели с деревом каталогов необходимо выбрать .pdf – файл, щелкнув левой кнопкой мыши на его имени (при этом имя файла появится в окошке “Имя файла”). Затем следует нажать на кнопку “Открыть”, при этом .pdf-файл будет добавлен в проект (путь к добавленному файлу будет указан в окне в нижней части панели). Для отмены добавления файла необходимо щелчком мыши выделить файл и нажать на кнопку Delete. После добавления необходимых файлов следует нажать кнопку  <Create>. После этого следует перейти к созданию стиля разработки.

Если файл проекта был уже создан, то можно воспользоваться командой Open как для открытия проекта, так и для добавления в него .pdf-файлов. При этом действия пользователя аналогичны описанным выше.

 

Не следует смешивать в одном проекте метрические и дюймовые задания!!!

Меню View

Рис. 1.9 Меню View

Toolbars     - скрыть (показать) панели инструментов;

Project bar - скрыть (показать) дерево проекта (левое окно);

Output bar - скрыть (показать) окно сообщений (нижнее окно).

При переключении в один из четырёх режимов работы в меню View появляются следующие пункты (рис. 1.10):

Refresh               - обновить изображение;

Scroll to center   - переместить центр экрана в геометрический центр конструктива;

Previous view     - вернуть предыдущий фрагмент изображения;

Zoom in               - увеличить фрагмент изображения;



Zoom out            - уменьшить фрагмент изображения;

Zoom rectangle  - увеличение окном;

Show whole design      - показать все объекты;

Fit selected to window - показать все выделенные объекты.

         Рис. 1.10 Расширенное меню View

Операции увеличения/уменьшения могут быть также выполнены с помощью ролика мыши: прокрутка ролика “от себя” увеличивает фрагмент изображения, “на себя” – уменьшает.


Удерживая правую кнопку мыши в нажатом положении можно осуществлять панорамирование, при котором экран перемещается синхронно с мышью. При удерживании средней кнопки мыши осуществляется тип панорамирования «полёт».

Режимы работы (Mode)

 

Редактирование стиля разработки (Design style editing)

Размещение (Placement)                                                                 (F5)

Автотрассировка (Autorouting)                                                     (F6)

Ручное редактирование (Manual editing)                                     (F7)

Редактирование в стиле “FreeStyle” (FreeStyle” editing)          (F8)



Рис. 1.11 Меню режимов работы

Пиктограммы режимов работы
 также вынесены в панель инструментов.

При смене режима работы изменяется набор пунктов главного меню.

Так, при выборе режима “Редактирование размещения” в главное меню между опциями Mode  и Tools добавляются опции Query, Route и Autoplacement:



При выборе режима “Автотрассировка” в главное меню между опциями Mode  и Tools добавляется опция Control:



При выборе режима “Ручное редактирование”
 в главное меню между опциями Mode  и Tools добавляется опция Query (Запрос):



Рис. 1.12 Меню Query

Команда Query служит для получения информации об элементах платы, а также для поиска и подсветки цепей (Net), компонентов (Component), контактов (Padstack). Строка состояния расположена под рабочим полем. Краткие сведения об элементе появляется в центре строки состояния. При  этом  в  левой  части  строки – текущие  параметры  проекта (режим работы, длина соединений, число переходных отверстий и число нарушений проектных норм), а в правой – текущие координаты курсора.

В окне можно задать имя объекта для поиска.



Выполнение команды Query для компонентов и контактов не зависит от режима работы. Идентификация цепей, напротив, зависит от режима работы. TopoR – топологический трассировщик, и большинство его режимов не имеют никакой информации о геометрии проводников.


Поэтому идентификация цепи осуществляется кликом мыши на контакте, инцидентном цепи. Исключение составляет режим ручного редактирования, в котором для каждой цепи предусмотрено хранение точек излома. В этом режиме идентифицировать цепь можно, кликнув мышью на любой ее точке.

Если выделена некоторая цепь (Query->Net), можно выбрать вторую цепь кликом мыши при нажатой кнопке <Alt>, при этом в строке подсказок будет отображаться информация об обеих цепях.

При выборе режима “Редактирование топологии в стиле FreeStyle”
 в главное меню между опциями Mode  и Tools добавляются опции Query и Movement:



Опция Movement задает режимы перемещения элементов топологии (подробнее на стр.70) .

Дерево проекта

 

При открытии проекта в левом окне отображается дерево проекта, а в правом – таблица с параметрами сохраненных вариантов проекта (.fsb-файлы) (рис. 1.13).

Рис. 1.13

В дереве проекта: корень – название проекта, дочерние вершины – наименования .pdf (fsx)- файлов и для каждого pdf-файла - варианты, сохраненные во внутреннем формате системы - .fsb-файлы. Каждый сохраненный файл снабжен пиктограммой, совпадающей с пиктограммой режима работы, из которого сохранен файл.

Если файла нет на диске или же формат файла не поддерживается установленной версией программы, то .fsb-файл в дереве и в таблице снабжается пиктограммой
 (рис. 1.14).



                                               Рис. 1.14

В имени .fsb-файла (563-50w) присутствует информация об оценке суммарной длины проводников (563 см), о количестве переходных отверстий (50),а также о режиме трассировки: w – с ослабленным контролем проектных норм (Weak check), s – с полным контролем проектных норм (Strict Check). Последующие цифры, если есть, специальной смысловой нагрузки не несут и используются только для обеспечения уникальности имени файла.

При желании файлы можно переименовывать, кликнув левой кнопкой мыши на выделенном файле в дереве проекта. Не переименовываются только pdf и fsx-файлы, из которых получены fsb-файлы.



В таблице: в каждой строке с параметрами сохранённых вариантов проекта (.fsb-файлы) содержится наименование варианта, суммарная длина соединений, число переходных отверстий, число нарушений проектных норм, размер файла и дата создания файла.

 

 

 

Глава 2. Определение стиля разработки  (Design style editor)


       Последовательность действий:

- Выберите пункт меню <Mode>, затем "РЕДАКТОР СТИЛЯ РАЗРАБОТКИ" (Design style Editor) (рис. 2.1). Другой вариант – сразу кликнуть левой кнопкой мыши на пиктограмме 
  в тулбаре. 



Рис. 2.1 Выбор режима работы

Эти действия приведут к вызову панели опций редактора стиля разработки (рис. 2.2).

Рис. 2.2 Панель опций редактора стиля разработки

- Если ранее был создан CTL-файл для трассировки в системе P-CAD, то импортируйте из него данные через пункт меню "ИМПОРТ СТРАТЕГИИ";

- Назначьте слои и барьеры в пункте "НАЗНАЧЕНИЕ СЛОЕВ";

- Выберите трассировочные слои и их расположение (верхний /  нижний) на плате в пункте "ТРАССИРОВОЧНЫЕ СЛОИ";

- Определите контактные площадки в пункте "ОПИСАНИЕ КОНТАКТНЫХ ПЛОЩАДОК";

- Определите классы цепей и их параметры в пункте "КЛАССЫ ЦЕПЕЙ";

- Определите классы компонентов и их параметры в пункте "КЛАССЫ КОМПОНЕНТОВ".

TopoR  умеет извлекать описание формы контактных площадок из секции PAD_STACK PDIF-файла.

Описание стиля разработки хранится в файле проекта (<имя файла>.fsr).  Под стилем разработки понимаются некоторые соглашения, принимаемые для адаптации системы TopoR к внешней САПР. Здесь описываются данные, не заданные или не полностью заданные в PDIF-файле: форма контактных площадок, ширина проводников и величина зазоров, шаг перемещения элементов при их движении и др. Некоторые из этих данных можно найти в файле описания стратегии трассировки, другие являются новыми.



Импорт стратегии

Если был подготовлен файл описания стратегии трассировки (.CTL) системы P-CAD, то информацию о форме контактных площадок, количестве трассировочных слоев и правилах трассировки цепей можно импортировать из него, нажав на кнопку "ИМПОРТ СТРАТЕГИИ" (Import Strategy) в левом нижнем углу панели, однако, так как TopoR использует больше параметров, некоторые из них все равно необходимо задать вручную.

Над кнопкой < Import Strategy > расположена кнопка <Units> - выбор единиц измерения. Размеры можно задавать в мкм, mils (25,4 мкм), rusmil (25 мкм) и мм (рис. 2.3).



Рис. 2.3 Выбор единиц измерения

Щелчок мыши на опции Clearances в дереве определения стиля разработки (Define designing style) вызывает панель (рис. 2.4), в которой задаются значения зазоров и шаг сетки для установки переходных отверстий и точек ветвления проводников.



Рис. 2.4 Установка зазоров и сеток для переходов и точек ветвления

Для установки переходных отверстий задается специальная сетка. Другая сетка задается для точек ветвления печатных проводников. Обратите внимание, что этот же параметр используется для установки точек изломов аппроксимированных проводников в черновом режиме (Draft mode). Как правило, эти сетки применяются для облегчения корректировки топологии печатного монтажа вручную во внешнем графическом редакторе, а также для совместимости с используемым технологическим оборудованием.
TopoR не нуждается в сетках, большие значения шага сетки только затрудняют работу корректора, не задавайте сетки крупнее, чем необходимо.

Описание контактных площадок

 

TopoR поддерживает четыре формы контактных площадок: круг, овал (“сосиска”), квадрат и прямоугольник.

Углы не очень хорошо вписываются в идеологию TopoR, только круглые контактные площадки (Circle) естественно представляются в моделях TopoR. Для внутреннего представления некруглых контактных площадок используются специальные модели.


Одна из них - "сосиска" (Sausage) - используется для представления контактных площадок прямоугольной и квадратной формы, в том числе ламелей. "Сосиска" представляет собой широкую линию (прямоугольник) с полукруглыми "шапочками" на концах (рис. 2.5).

Добавление полукругов с двух сторон прямоугольной или квадратной площадки приводит к неэкономному использованию монтажного пространства, однако не следует изменять (уменьшать) размеры исходного прямоугольника или квадрата, поскольку это может привести к появлению неконтролируемых нарушений (модификации исходных описаний контактных площадок не приводят к их коррекции в  .pdf-файле).

Кроме того, следует тщательно проверять автоматически сгенерированные форму и размеры контактных площадок и, если необходимо, корректировать их описание.

 

       Рис. 2.5 Тип контакта “Сосиска”

“Сосиска” - фигура, полученная перемещением круга вдоль линии в некотором направлении. Задается диаметр (ширина контакта), вытягивание по оси X и оси Y, а также сдвиг центра контакта относительно точки привязки по оси X и оси Y.

Наклон и длина линии задаются параметром "ВЫТЯНУТОСТЬ" (Stretch), причем линия может быть ориентирована не только горизонтально или вертикально, но и в произвольном направлении (определяется соотношением вытянутостей по осям X и Y).

При вращении компонентов поворачиваются и контактные площадки. Каждый тип контактной площадки должен однозначно определять либо штыревой, либо планарный контакт. Компонент может иметь одновременно и планарные, и штыревые контакты.

 

 

Описание ламелей

Особое внимание необходимо обратить на ориентацию квадратных площадок: "сосиски" следует вытягивать поперек ряда контактов микросхемы, тогда "шапочки" будут меньше мешать проводникам. Ориентация ламели должна быть правильно указана параметром "ВЫТЯНУТОСТЬ", кроме того, иногда требуется указать смещение центра ламели относительно центра соответствующего ей контакта.


Это смещение задается параметром "СДВИГ" (Shift). Необходимо, чтобы центр контакта лежал на оси "сосиски".



Рис. 2.6 Выбор формы контактной площадки



Рис. 2.7 Выбор слоя



Рис. 2.8 Задание размеров контактной площадки

(Diametr, Stretch X, Stretch Y, Shift X, Shift Y)

Когда форма контактной площадки описана в файле стратегии трассировки или в секции PAD_STACK PDIF-файла, TopoR  использует это описание. Но иногда форму контактной площадки не описывают, а в описании библиотечного элемента или в секции "ANNOTATE" .PDF-файла вводят барьеры в соответствующих местах. TopoR не использует эту информацию. В этом случае убедитесь, что точная форма контактной площадки этого типа вам известна, и самостоятельно опишите ее в разделе "ТИПЫ КОНТАКТОВ" (Padstacks), обращая особое внимание на ориентацию.

Если невозможно выбрать правильную ориентацию, потому что этот тип контактной площадки используются одним или несколькими компонентами противоречиво, единственным выходом является выборочное изменение типа контактов у компонента или библиотечного элемента, то есть требуется исправление исходного задания при помощи внешнего редактора.

Контактные площадки квадратной (Square) и прямоугольной (Rectangle) форм в моделях TopoR представляются соответственно вписанным в квадрат кругом с четырьмя барьерами для трассировки (рис. )  и овалом с барьерами (рис. ).



Рис. 2.9 Представление квадратной контактной площадки - круглой с барьерами

 

 

 

Рис. 2.10 Представление прямоугольной контактной площадки

овалом с барьерами

Барьеры в контактных площадках не отображаются, однако об их наличии необходимо помнить при редактировании топологии.

Это самый экономичный в смысле потерь площади вариант описания некруглых контактных площадок, однако, его следует использовать при описании крупных контактных площадок, когда толщина цепи, инцидентной контакту, существенно меньше ширины контактной площадки.



При описании мелких некруглых контактных площадок лучше использовать вариант “Сосиска”.

Необходимо, чтобы центр контакта лежал на оси "сосиски" или овала.

Следует заметить, что система может игнорировать задание прямоугольной и квадратной форм в описании мелких контактных площадок и представлять их “сосисками”.

Задание правил трассировки, зазоров, переходных отверстий

Проводники и зазоры описываются в секции "КЛАССЫ ЦЕПЕЙ" (NetClasses). Общими для всех цепей параметрами являются минимально допустимый зазор между краем проводника и краем платы и шаг сеток установки ветвлений и переходных отверстий (рис. 2.11). Конструктору требуется описать правила (Rule) трассировки цепей и разбить цепи на классы (Net Class).

Определение правил трассировки цепей. Правила трассировки цепей, а именно ширина, минимальный и желаемый зазоры, типы переходного отверстия заносятся в таблицу  (рис. 2.11).



Рис. 2.11 Формирование классов цепей

Для каждого правила (Rule) устанавливается:

- номинальная ширина проводника (Width);

- минимально допустимый зазор (Clearance Min);

- желаемый зазор (Clearance Norm);

- тип автоматически устанавливаемых переходных отверстий (Via

  Type);

-  все переходы - сквозные.

Во время трассировки TopoR будет стараться выдерживать заданную ширину проводников и желаемые зазоры между проводниками. Если не удается выдержать желаемый зазор, TopoR будет уменьшать его вплоть до минимального. Если не существует возможности провести трассу указанной шириной, TopoR уменьшит ширину, взяв меньшее значение из таблицы. Кроме того, система уменьшает ширину проводника, если он подходит к контакту, имеющему меньшую ширину (или диаметр контакта меньше ширины проводника) (рис. 2.12).



Рис. 2.12 Изменение ширины проводника при подходе к ламели.

Узкие места индицируются в процессе трассировки и затем могут быть ликвидированы с помощью перемещения компонентов.

Для каждого правила может быть задан свой тип переходного отверстия.


Это необходимо для того, чтобы для широких цепей была возможность задавать переходы больших размеров, чем для остальных цепей.

Добавить новое правило можно, нажав кнопку <ADD>. При этом появится строка, дублирующая активную строку из таблицы, за исключением названия правила. В ячейке название правила появится наименование Rule с порядковым номером. При необходимости содержание любой строки таблицы может быть отредактировано.

Удаление выделенного правила осуществляется нажатием кнопки <DEL>.

Классы цепей.

В системе TopoR все цепи группируются в классы, трассируемые по разным правилам. Цепи, не указанные в других классах, составляют класс DEFAULT (рис.).

Добавление нового класса осуществляется нажатием кнопки <ADD>.

Удаление выделенного класса осуществляется нажатием кнопки <DEL>.

Для облегчения формирования списков цепей классов предусмотрена возможность переноса цепей из одного списка в другой.

Нажатием кнопки 
 осуществляется перенос всех цепей из левого списка в правый.

Нажатием кнопки 
 осуществляется перенос всех цепей из правого списка в левый.

Нажатием кнопки 
 осуществляется перенос выделенных цепей из левого списка в правый.

Нажатием кнопки 
 осуществляется перенос выделенных цепей из правого списка в левый.



 

Рис. 2.13 Формирование классов цепей

Каждому классу цепей назначается правило трассировки и свойства (рис. 2.13):



Рис. 2.14 Выбор свойств цепи

- NORMAL - трассируется, как обычно;

- SKIP - не трассируется;

- INNERPLANE - не трассируется, но рядом с планарными контактами цепи ставятся соединенные с контактом переходные отверстия для коммутации с трассами на внутренних слоях (например, земля и питание);

- FIXED - трассируется, но если в цепи есть контакты, заранее соединенные проводниками, то порядок этой соединенности будет сохраняться, например, можно "привязать" конденсаторы развязки к охраняемым элементам или задать порядок соединения контактов в критичной цепи.




Описание правил установки компонентов.

TopoR обладает способностью в некоторых пределах перемещать (передвигать) элементы, сохраняя целостность цепей и соблюдая необходимые зазоры. Следовательно, должны быть заданы правила перемещения, а в исходном задании описаны реальные очертания (обводы) компонентов. Так же, как и цепи, компоненты могут быть сгруппированы в классы. Для каждого класса задается шаг сетки по X и по Y. Эти параметры используются в процессе автоматического или ручного перемещения компонентов. Кроме того, задается общий для всех компонентов параметр - минимально допустимый зазор между очертаниями компонентов, расположенных на одной и той же стороне платы.



Рис. 2.15 Формирование классов компонентов

Добавление правил установки и классов компонентов осуществляется нажатием кнопок <ADD>, соответственно в разделе правил или классов.

Удаление правил установки и классов компонентов осуществляется нажатием кнопок <DEL>, соответственно в разделе правил или классов.

Формирование классов компонентов осуществляется аналогично формированию классов цепей.

Функциональная эквивалентность

При синтезе топологии коммутационных плат особую сложность представляют схемы, в  которых в качестве эле­ментной базы используются БИС с большим числом внешних выводов (до нескольких сотен). Директивное назначение функций внешних выводов полузаказной БИС до трассировки платы создает трудности при реализации соединений. Рост числа конфликтов межсо­единений приводит к увеличению суммарной длины коммутационных соеди­нений и числа межслойных перехо­дов, и, как следствие, площади занимаемой проводниками.

В то же время большинство конфликтов может быть перенесено с уровня разводки печатной платы на уровень разводки кристалла. Правда, в этом случае могут возникнуть сложности, в том числе и непреодолимые, уже при разводке кристалла. Может быть, поэтому в современных САПР слабо используются возможности программируемых БИС и БИС на основе БМК.

Тем не менее, гибкое перераспределение конфликтов межсоединений между двумя уровнями позволяет существенно повысить качество топологических решений на каждом из них.



“TOPOR” включает средства, позволяющие осуществить переключение цепей, подходящих к функционально эквивалентным контактам одного уровня.

Следует отметить, что при использовании функциональной эквивалентности контактов требуется существенно меньше времени для получения качественного результата. Это связано с тем, что устранение конфликтов существенно снижает размерность пространства решений при поиске оптимальных вариантов.



 

Skip                           - не использовать функциональную эквивалентность;

Pins in gate              - использовать только эквивалентность контактов внутри

                                     одного и того же вентиля;

Gates in component - использовать эквивалентность вентилей внутри одного

                                     и того же компонента;

Full                            - использовать все возможные перестановки вентилей 

                                     между компонентами.

Назначение слоев

 

Концепция слоев TopoR  отличается от принятой в P-CAD. TopoR имеет дело с физическими плоскостями: плоскостями металлизации для разводки цепей, а также одной или двумя плоскостями для установки компонентов (с двух сторон платы).

В разделе "НАЗНАЧЕНИЕ СЛОЕВ" определяется отображение логических слоев на плоскости. TopoR  не делает никаких предположений относительно имен слоев, никакие имена не зарезервированы.
Допускаются имена длиной от 1 до 6, пустые имена запрещены.
TopoR  обладает способностью после завершения трассировки в некоторых пределах перемещать (передвигать) элементы, сохраняя целостность цепей и соблюдая необходимые зазоры. Чтобы исключить "наползание" компонентов друг на друга, необходимо описать их реальные очертания (обводы). Если в описании библиотечного элемента используется слой, указанный основным слоем описания очертаний, применяется этот слой. Иначе применяются альтернативные слои.

В разделе "НАЗНАЧЕНИЕ СЛОЕВ" (Layer assignment) имеются три подраздела: “СЛОИ ТРАССИРОВКИ” (Routing layers), “БАРЬЕРЫ” (Barriers), “КОНТУРЫ КОМПОНЕНТОВ” (Component outline).



Щелчок левой кнопки мыши на наименовании подраздела приводит к вызову соответствующей панели.

Панель “СЛОИ ТРАССИРОВКИ” (Routing layers) содержит таблицу слоев трассировки, дополнительные поля для наружных слоев и контактов на них.

Клик левой кнопкой мыши на стрелке справа от поля приводит к появлению списка слоев. В таблице кроме наименования слоя приводится наименование барьеров трассировки на этом физическом слое, а также указывается наличием птички в квадрате в соответствующем столбце, содержит ли данный слой проводники и используется ли он для трассировки.



Рис. 2.16 Панель “Слои трассировки”

Панель “БАРЬЕРЫ”(Barriers) содержит окна для наименований барьеров размещения на каждой из внешних сторон платы (On the Top side, On the Bottom side), барьеров размещения на обеих сторонах платы (On the Both sides), наименование контура, ограничивающего область трассировки (Routing area), наименование барьеров для размещения межслойных переходов (Vias barriers), наименование барьеров трассировки для всех слоев  (Routing barriers for all layers),  наименование барьеров трассировки для всех внутренних слоев (Routing barriers for all internal layers).



Рис. 2.17 Панель “Барьеры”

В разделе “КОНТУРЫ КОМПОНЕНТОВ” (Component outline) указываются имена логических слоев, на которых размещена информация о контурах компонентов на верхней (On the Top Side) и нижней (On the bottom Side) сторонах платы: два основных слоя (Main), а также альтернативные слои (Alternate).



Рис. 2.18 Панель “Очертания компонентов”

Глава 3. Предварительная трассировка и редактирование размещения  (Placement editing mode)


Трассировка – задача нахождения компромиссного решения прокладки множества трасс при минимизации противоречивых критериев (суммарной длины проводников, числа переходных отверстий) и с учетом различных конструктивно-технологических ограничений, в основном, метрического характера. В связи со сложностью задачи обычно даже не пытаются получить оптимальную в некотором смысле топологию.


Главной целью объявляется достижение максимального процента разведенных трасс.

Существенным недостатком существующих методов и систем трассировки является невозможность коррекции размещения в процессе трассировки или осуществления трассировки с учетом возможности последующей коррекции размещения без нарушения целостности проводников. Результатом фиксации пропускной способности участков монтажного пространства часто является завышенная длина трасс и, как следствие, завышенное число переходных отверстий (из-за невозможности подвинуть компонент трасса вынуждена его обходить, увеличивая длину и создавая трудности для прокладки других трасс).

Нажатие кнопки
 приведет к трассировке соединений с потерей уже проведенных связей.

На этом этапе осуществляется быстрая трассировка, причем трассы прокладываются в одном слое. Разрешается пересечение различных трасс, но не более двух в каждой точке пересечения. Полученный результат называется совмещенной топологией.

Предусмотрено два режима трассировки соединений: Strict check (кнопка
 нажата) и Weak check (кнопка
 отпущена). Strict check - полный контроль - при трассировке в этом режиме происходит полное соблюдение всех введенных ранее ограничений. В случае трассировки в режиме Weak check допустимы нарушения ограничений с учетом того, что в дальнейшем будет использоваться автоматическое или интерактивное перемещение компонентов без нарушения целостности разводки, в процессе которого эти нарушения могут быть ликвидированы.

Доступны  следующие действия:

-         Автоматическая расстановка компонентов;

     - Ручная расстановка компонентов с мгновенной  перетрассировкой,        облегчаемая возможностями:

     - вращения и перемещения компонентов  с  подсветкой  инцидентных        связей перемещаемого компонента;

     - подсветки потенциально узких мест, то есть промежутков между        контактами, где не вмещается нужное количество проводников в одном слое (во всех слоях, возможно, они поместятся);



     - индикацией текущей длины проводников (приблизительно), длины        связей "по воздуху" и количества узких мест;

     - выделения   цепей  разными  цветами.

     - Фиксация компонентов. Выполняется для элементов, имеющих        фиксированное положение на плате.

Внизу экрана слева в строке подсказок выводится сообщение, содержащее информацию о режиме работы (PLACEMENT), нижней границе суммарной длины соединений (суммарной длине отрезков, связывающих пары эквипотенциальных контактов), суммарной длине не сглаженных соединений (обычно на 10-15% превышает длину, получаемую после сглаживания проводников), оценке минимального количества переходов и числе нарушений проектных норм.



Рис.3.1 Совмещённая топология: зеленый цвет – проводники в верхнем слое,

             красный цвет – проводники в нижнем слое,

             тонкие линии голубого цвета – переходы,

             толстые линии голубого цвета – потенциально узкие места.

Поскольку для некоторых проводников имеется некоторая информация о предпочтительном слое их расположения, эта информация используется при визуализации совмещенной топологии.

Если проводник начинается от контакта в верхнем слое и заканчивается на контакте в том же слое или на сквозном контакте, то он подсвечивается цветом, назначенным для верхнего слоя.

Если проводник начинается от контакта в нижнем слое и заканчивается на контакте в том же слое или на сквозном контакте, то он подсвечивается цветом, назначенным для нижнего слоя.

Если проводник начинается от контакта в верхнем слое и заканчивается на контакте в нижнем слое (или наоборот), то он подсвечивается цветом, назначенным для переходного отверстия, поскольку на этом проводнике обязательно будет межслойный переход.

Проводники, начинающиеся и заканчивающиеся на штыревых контактах (слой не определен) по умолчанию подсвечиваются цветом, назначенным для нижнего слоя.

Совмещенная топология позволяет судить о локальной плотности межсоединений, о возможных нарушениях проектных норм.



Форма проводника на этом этапе не оптимизируется. Необычный вид топологических образов проводников связан с особенностями внутреннего представления.

Кнопка
. Как уже упоминалось выше, при трассировке соединений система TopoR обладает способностью в некоторых пределах перемещать (передвигать) компоненты, однако это не всегда требуется. Некоторые компоненты необходимо располагать на фиксированных местах. К таким компонентам относятся разъемы, крепежные отверстия и т. п. Зафиксировать (расфиксировать) предварительно выделенный компонент можно щелкнув мышью на кнопке
.

Незафиксированные компоненты  считаются  подвижными.   Это,   в частности, означает (если разрешена перегрузка между модулями), что  TopoR не будет ограничивать количество проводников между  незафиксированными компонентами, считая, что возможные узкие места  будут ликвидированы перемещением компонентов.

 Фиксация компонентов оказывает большое  влияние  на  топологию печатной платы. Поэтому следует фиксировать только те компоненты, которые действительно требуют фиксации.

Кнопка
. Сменить сторону установки предварительно выделенного компонента можно щелчком мыши на кнопке
.

 

Кнопки
. Эти кнопки позволяют вращать компоненты. При нажатии левой клавиши мыши на кнопке произойдет поворот выделенного компонента (группы выделенных компонентов) на 90º градусов, соответственно, против часовой стрелки и по часовой стрелке.

Перетрассировка осуществляется нажатием кнопки Check  
 или при перерисовке экрана (например, кнопкой Refresh
 или изменением масштаба). Отключить перетрассировку при перерисовке экрана можно, установив в настройках Tools->Options->Autorouting флаг Don’t route without command.

С помощью команды Query можно осуществить выделение цветом компонента, цепи или контакта и при этом получить информацию о выделенном объекте. Кроме того, можно осуществлять поиск объекта, введя его наименование в окне слева от команды Query (рис. ), предварительно кликнув на иконке типа объекта (
- компонент,  
  - цепь,
 - контакт).







Рис. 3.2 Выделение компонента

Выделение компонента также осуществляется щелчком мыши в площади, ограниченной контурами компонента. При этом компонент подсвечивается цветом, назначенным в настройках (Tools->Options).

Выделение нескольких компонентов осуществляется аналогично выделению одного компонента, но при удерживаемой клавише <Ctrl>.

Вторая возможность - “выделение окном”: мысленно представив прямоугольник, охватывающий контуры и контакты компонента, следует щелкнуть мышкой в одном из его углов и, удерживая левую кнопку мыши в нажатом положении, отпустить кнопку в противоположном углу прямоугольника.

При выделении окном будут выделены только компоненты, которые полностью попадут в окно. Компоненты, частично попавшие в окно, выделены не будут.



Рис. 3.3 Множественное выделение окном



Рис. 3.4 Справочная информация при выделении компонента

При выделении компонента внизу экрана появляется строка, в центре которой приводится информация о компоненте: наименование компонента, тип корпуса, зафиксирован он или нет, а также сторона установки компонента.

В случае множественного выделения в строке указывается общее число выделенных компонентов и из них – число зафиксированных.



Рис. 3.5 Перемещение двухполюсника

Для перемещения компонентов кнопка
 должна быть в нажатом положении.

При перемещении двухполюсника инцидентные ему цепи подсвечиваются различными цветами, заданными в настройках.

При перемещении многополюсника (рис. 3.5) соединения его с ближайшими к нему контактами подсвечиваются одним цветом, а все прочие соединения – другим. Подобная подсветка делает наглядным перестроение деревьев цепей и, соответственно, переключение соединений компонента при его перемещении.

Рис. 3.6 Перемещение многополюсника

 

Выделение цепи осуществляется при клике левой кнопкой мыши на контакте компонента, инцидентного этой цепи. При этом кнопка
 должна находиться в нажатом положении.


Подсвечивается вся цепь и все входящие в нее контакты.



Рис. 3.7 Выделение цепи

Выделение контактов осуществляется при клике левой кнопкой мыши на контакте компонента. При этом кнопка
 должна находиться в нажатом положении. Подсвечиваются все контакты данного типа.

Автоматическое размещение (Autoplacement)

Клик левой кнопки мыши на опции Autoplacement приводит  появлению ниспадающего меню, показанного на рис. 3.8.



Рис. 3.8 Настройки авторазмещения

При щелчке левой кнопкой мыши на опции Calculation area (расчет области)  осуществляется автоматический расчет области размещения компонентов, которая представляет собой минимальный прямоугольник, охватывающий все незакрепленные компоненты.

При нажатии на кнопку
 осуществляется отображение области размещениям на экране пунктирной линией (рис. 3.9).  При необходимости размеры области размещения могут быть скорректированы либо с помощью мыши (перемещением сторон прямоугольника) либо заданием точных координат в настройках (Tools->Options->Autoplacement).

Пользователю предоставляется возможность выбрать, какие компоненты будут автоматически размещаться: все незакрепленные компоненты (All unfixed components) или только компоненты, полностью находящиеся в выделенной области (Components in area only).

 



Рис. 3.10 Отображение области размещения компонентов

Запуск автоматического размещения осуществляется нажатием кнопки
. На первой итерации используются координаты компонентов исходного варианта размещения. Если компоненты предварительно не размещались, то все они расположены в точке с координатами (0,0), и кратчайшие деревья для цепей мало отличаются от случайных. Последующие итерации используют кратчайшие связывающие деревья, полученные на основе результатов предыдущей итерации размещения компонентов.  Размещение продолжается, пока пользователь не остановит этот процесс. В процессе оптимизации размещения пользователю предоставляется возможность видеть лучший (по критерию длины соединений) результат.


Если полученный результат пользователя удовлетворяет, то он останавливает процесс размещения (кнопка
) и переходит к следующим этапам проектирования.

Программа автоматического размещения позволяет быстро найти приемлемый вариант взаимного расположения компонентов, но она не контролирует соблюдение конструктивно-технологических ограничений. Поэтому варианты плат с высокой плотностью компоновки, полученные с использованием автоматического размещения, обычно нуждаются в ручном редактировании для ликвидации нарушений (узких мест и пересечений контуров компонентов).

Окно статистики  (Statistics)

В любом из режимов работы есть возможность посмотреть основные характеристики загруженного проекта, выбрав  пункт меню Tools->Statistics (рис 3.11).

 

 

Рис. 3.11 Окно статистики

  • Routing area – размеры рабочей области;
  • Components – общее количество  компонентов;
  • SMD     - количество компонентов с планарными выводами;
  • Jumpers – количество компонентов-перемычек;
  • Fixed – количество зафиксированных компонентов;
  • Nets – количество цепей;
  • Pins – количество контактов;
  • Connected pins – количество задействованных контактов;
  • Routing layers – количество трассировочных слоёв;
  • Sides of components placement – количество сторон установки компонентов.
 

 

Глава 4. Трассировка и оптимизация (Autorouting) 


100%-ая разводка цепей обеспечивается практически мгновенно за доли секунды. Разводятся все связи, даже если для этого приходится нарушить некоторые технологические ограничения (в дальнейшем эти нарушения автоматически устраняются).

Для повышения качества разводки выполняется процесс оптимизации. Запуск проекта трассировку и оптимизацию осуществляется кликом левой кнопки мыши на иконке
.

В процессе оптимизации на экране можно наблюдать либо таблицу с параметрами сохраненных конкурирующих вариантов (кнопка
 нажата), либо изображение текущего варианта топологии (кнопка
 отпущена).



Необычность вида проводников ( точнее их топологических образов) связана с особенностями разбиения монтажного пространства (триангуляция) и с отсутствием на этом этапе информации о точной геометрии проводников. На этапе оптимизации положение проводника внутри макродискрета и положение межслойных переходов на проводнике не фиксируется. Переход – это участок проводника между двумя соседними пересечениями, или между пересечением и соседним контактом, или между двумя контактами, расположенными в разных слоях (на рис. 4.1  переход – участок проводника голубого цвета).

Во время оптимизации на каждом шаге перекладки проводников осуществляется расслоение совмещенной топологии, обеспечивающее глобальный минимум переходных отверстий для данной топологии. Проводники, не пересекающиеся с другими проводниками, по умолчанию назначаются в нижний трассировочный слой.



Рис. 4.1 Фрагмент топологии на этапе оптимизации

Оптимизация может быть приостановлена нажатием кнопки
 и затем нажатием кнопки
 возобновлена. Возможен также возврат к этапу ручной расстановки компонентов 
 (с потерей уже проведённых связей).

Автоматическое сохранение лучших вариантов. Наибольший вклад в оптимизацию вносит алгоритм глобальной минимизации числа межслойных переходов. Алгоритм уникален, он имеет теоретически минимальное число операций, что позволяет для текущей совмещенной топологии  проводников на двух слоях менее чем за одну секунду точно минимизировать число переходных отверстий.

Обычно достигается результат в 0,5 переходов на цепь для схем с преобладанием компонентов с планарными выводами и 0,06 переходов на цепь, если преобладают компоненты со штыревыми выводами, что значительно лучше результатов не только лучших систем автоматизированного проектирования, но и обычного ручного проектирования.

Проблема минимизации количества межслойных переходов представляет особую сложность в электронных САПР. В [4] утверждается: "Если допустить возможность введения переходов в произвольных точках связывающих деревьев, задача расслоения с минимизацией числа переходов становится, по-видимому, чрезвычайно трудной".


В большинстве САПР участки проводников прокладываются строго ортогонально - вертикально в одном слое и горизонтально в другом, а лишние переходы удаляют только после завершения трассировки. Причём простейшим способом: фрагмент трассы  переносится из одного слоя в другой, если при этом уменьшается число переходов. Возможности такой процедуры весьма скромные, обычно получается во много раз больше переходов, чем надо. Огромное количество избыточных переходов ухудшает параметры изделия. Существенно увеличивается трудоемкость изготовления, да и сверло приходится затачивать во много раз чаще.

При повышении рабочей частоты переходные отверстия становятся источником неоднородностей в линии передачи, что отражается на работоспособности  высокоскоростных плат (сотни Мгц). Завышенное число межслойных переходов приводит к неэкономному использованию площади подложки. Важно даже не то, что обычно диаметр межслойного перехода существенно превосходит ширину проводника, и при этом переход занимает место как минимум в двух слоях, а то, что, оккупируя пространство в нескольких слоях, переход является разделителем трасс в этих слоях, что препятствует уплотнению топологии и экономному использованию ресурсов монтажного пространства. Этот фактор обычно недооценивается разработчиками аппаратуры.

Система автоматически отбирает наиболее удачные варианты разводки и сохраняет их в таблице под именами (Name) lll-vvv. fsb, где vvv - число переходных отверстий, а lll - суммарная длина проводников в сантиметрах (рис. 4.2).



Рис. 4.2 Параметры вариантов топологии

Помимо наименования варианта, каждая строка таблицы содержит ряд параметров варианта:

Length of netlines - суммарная длина отрезков, связывающих пары эквипотенциальных контактов (нижняя граница суммарной длины соединений);

Length - суммарная длина не сглаженных соединений (обычно на 10-15% превышает длину, получаемую после сглаживания проводников);

Vias - число переходных отверстий;

Errors - число нарушений проектных норм;



Shrinkages – число уменьшений ширины проводников

Elapsed - время, прошедшее до момента получения результата;

Round - значение цикла перекладки цепей, на котором получен вариант.

mm / via - оценка варианта по отношению к предыдущему в шкале увеличение длины (в мм) на один убранный переход;

Все строки таблицы с параметрами вариантов топологии (рис. 4.3) могут быть отсортированы в порядке возрастания или убывания одного из параметров. Для этого необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши в поле с наименованием столбца, после чего в ячейке появится стрелка вниз, и строки таблицы будут отсортированы в порядке убывания значений в ячейках столбца сверху вниз. При повторном щелчке мыши в ячейке с наименованием столбца появится стрелка вниз, и строки таблицы будут отсортированы в порядке возрастания значений в ячейках столбца сверху вниз.

При необходимости ширина столбцов таблицы может быть скорректирована, для этого необходимо с помощью мыши отодвинуть вправо или влево вертикальную границу между смежными наименованиями столбцов.



 

Рис. 4.3   Изменение ширины столбца (Length of netlines)

Критерии оптимизации

В системе TopoR основными критериями качества трассировки являются:

  • Количество ошибок.
  • Количество переходов.
  • Суммарная длина соединений.
Система автоматически запоминает варианты с наилучшими параметрами (рис. 4.2). Первый сохраненный вариант появится лишь тогда, когда пройдет один цикл оптимизации или через минуту после начала оптимизации. Если установлен пункт Save variants on the first round в настройках автотрассировки, то варианты будут сохраняться и на первом цикле оптимизации. Далее сохранение будет происходить по мере улучшения качества разводки. Варианты, уступающие найденному по всем параметрам, автоматически удаляются. Процесс оптимизации может продолжаться бесконечно долго и может быть прерван только  оператором,  то  есть  автоматической остановки не предусмотрено.

     

Выбор лучшего варианта разводки

В отличие от других систем, TopoR осуществляет параллельную оптимизацию нескольких альтернативных вариантов топологии, различающихся значениями оптимизируемых параметров, и пользователь вправе выбирать понравившуюся ему топологическую конфигурацию. 



     Оператору предоставляется выбор лучших, по его мнению, вариантов  из числа автоматически сохраненных, которые он может добавить в проект.



Рис. 4.4 Добавление выбранных вариантов в проект.

Добавить вариант из таблицы в проект можно либо выбрав пункт контекстного меню Add to project, появляющегося после клика правой кнопкой мыши на выбранном варианте, либо установив флажок в столбце с именем варианта, как показано на рис. 4.4. В последнем случае отмеченные варианты будут добавлены в проект при выходе из режима автотрассировки.

Из контекстного меню таблицы рекордов (рис. 4.5) доступны следующие действия:

Add to project – добавить файл к проекту.

Delete        - удалить файл из таблицы. Если файла с таким именем нет в проекте, он удаляется и с диска.

Start up      - продолжить оптимизацию с этого варианта

Show          - показать топологию

Open for editing – перейти в режим FreeStyle editing

Adds records at exit – добавить все варианты к проекту при выходе из режима автотрассировки.



Рис. 4.5   Контекстное меню таблицы рекордов

 

Особенности процесса оптимизации

1)   Поскольку процесс оптимизации является многокритериальным, а критерии, обычно, противоречат друг другу (например, при уменьшении общей длины трасс увеличивается число переходных отверстий), каждый цикл оптимизации разбит как бы на две части: в начале цикла большее внимание уделяется сокращению общей длины соединений, а в конце - уменьшению числа межслойных переходов. 

2)   В программе весовые коэффициенты для каждого  из критериев динамически изменяются, то есть, например, если ошибки (высший весовой коэффициент) исчезнут, то при дальнейшей оптимизации очень мала вероятность их появления снова, так как их приоритет очень высок.

3)   В простых проектах система быстро находит оптимальный вариант (ноль ошибок, минимум переходов) и начинает очень медленно уменьшать общую длину соединений. В таком случае никакого смысла в дальнейшей оптимизации нет.



Промежуточные варианты запоминаются  в файлы с расширением .fsb. При желании дальнейшего улучшения качества разводки следует выбрать сохраненный вариант и продолжить оптимизацию. Процесс оптимизации в этом случае начнется не с самого начала, а с того момента, когда был записан выбранный .fsb файл.

Варианты, которые не представляют интереса для пользователя, могут быть удалены. Для этого следует кликнуть правой кнопкой мыши на имени файла, подлежащего удалению, в дереве проекта или в таблице сохраненных вариантов, затем щелкнуть левой кнопкой мыши на появившейся надписи Remove selected files или нажать на клавишу <Delete>, выделив соответствующий вариант.

Чтобы удалить сразу несколько файлов, их необходимо предварительно выделить, кликнув левой кнопкой мыши на имени файла, удерживая при этом клавиши <Shift> или <Ctrl>.

Восстановить удалённые варианты средствами TopoR нельзя.

Глава 5. Редактирование топологии в стиле FreeStyle(“FreeStyle” layout editing mode)


 

Плавно изгибающиеся проводники

         Рассмотрим следующую задачу. Пусть в некотором зале, расставлено множество круглых колонн разного диаметра. Путник, петляя между колоннами, прошёл из точки А зала в точку В длинным маршрутом, ни разу не пересекая собственный путь. По дороге он разматывал клубок ниток. Существует бесконечное множество путей, топологически эквивалентных маршруту путника, то есть проходящих между теми же самыми парами колонн. Но среди этих путей существует кратчайший. Какой?

         Этот путь можно узнать, натянув нить. Совершенно ясно, что нить примет форму единственной кривой, и длина этой кривой будет минимально возможной. Теперь зададимся вопросом, какую форму имеет эта кривая?

         Натянутая нить будет огибать колонны по дугам окружностей с соответствующими радиусами, а с одной окружности на другую будет переходить по прямой, касательной к обеим окружностям.

Эта физическая аналогия и породила следующую методику прокладки плавно изгибающихся проводников.


Пусть для некоторого печатного проводника на одном слое известны начальная и конечная точки пути, известно, между какими элементами топологии проходит его маршрут и как велико минимально возможное расстояние от оси проводника до этих элементов. Минимально возможное расстояние складывается из радиуса элемента топологии, половины ширины проводника, суммы ширин всех проводников, лежащих между ними, и суммы допустимых зазоров между упомянутыми объектами.




Тогда для этого проводника существует единственный путь минимальной длины. Проводник огибает элементы топологии по дугам окружностей с необходимыми радиусами, а с одной окружности на другую переходит вдоль отрезков прямых, касательных к обеим окружностям (рис. 5.1).

Очень важно, что, если путь каждого проводника выбирается таким способом, то разные проводники огибают одно и то же препятствие по дугам концентрических окружностей, а значит, форма пути каждого проводника не зависит от порядка обработки других проводников. Поэтому порядок обработки проводников может быть произвольным, вычисления их путей могут даже производиться параллельно.

Ещё одна интересная возможность заключается в том, что, если в разных местах маршрута проводник должен иметь разную ширину или разные зазоры, то вместо того, чтобы вычислять осевую линию проводника постоянной ширины, вполне можно раздельно вычислить кривую для его левого и правого края, создав, таким образом, проводник плавно меняющейся ширины.

Идеология гладких, без изломов, проводников занимает центральное место в методике разводки печатных плат, реализованной в САПР TopoR. Измерения показали значительное уменьшение длины, электрического сопротивления и индуктивности гладких проводников, уменьшение ёмкости платы и, как следствие, значительное (на десятки процентов) улучшение частотных характеристик конструкции.

Проводники без изломов также имеют меньший риск отслоения от основы. (Отслоение проводника от основы из-за теплового напряжения, возникающего при нагревании (пайке), обычно наблюдается именно на изломах проводников, поскольку именно в углах, особенно острых, тепловое напряжение достигает максимального значения.)



Клик левой кнопкой мыши на иконке
 приводит к вызову корректора FreeStyle. 

      Корректор FreeStyle может применяться для улучшения топологии  разведенной платы, оттрассированной не только при  помощи трассировщика TopoR, но и любого другого.

Выполняется:

- Оптимизация формы проводников;

- Перемещение компонентов;

-  Перемещение переходов и точек ветвления проводников.

Оптимальная форма   проводников   вычисляется    автоматически.  Маршрут  каждого проводника имеет кратчайшую длину,  то есть огибает  контактные площадки по дугам окружностей с необходимым зазором,  а с  одной дуги на другую переходит вдоль отрезков прямых.

Сложившаяся традиция разводки печатных плат предполагает, что размещение элементов на плате предшествует трассировке связей. Но до трассировки трудно абсолютно точно определить необходимые размеры областей между модулями для того, чтобы трассировщику хватило выделенных ресурсов. В некоторых местах будет выделено ресурсов больше необходимого, а где-то, наоборот, может не хватить.

Поэтому после трассировки возникает желание немножко передвинуть элементы, чтобы освободить лишние ресурсы, сократив тем самым площадь платы и длину проводников. В других же местах, наоборот, увеличить зазоры.

Довольно часто схема, уже запущенная в производство, подвергается незначительной доработке, например, добавляется одна или несколько связей. Но на плате для этих связей места не оказывается. Вот если бы чуть-чуть раздвинуть несколько элементов…

Но изменение расположения элементов на плотно оттрассированной плате при помощи редакторов, включаемых в современные САПР, - тяжёлый ручной труд, сравнимый с полной ручной трассировкой платы и чреватый теми же ошибками.

САПР TopoR позволяет перемещать элементы на уже разведённой плате, сохраняя при этом целостность разводки и соблюдая заданные зазоры.

Перемещение компонентов,  переходных  отверстий   и   ветвлений  проводников    применяется   для   уменьшения   длины   проводников,  обеспечения заданных зазоров (ликвидации узких мест),  а  также  для  уменьшения  площади платы,  занятой компонентами.  Перемещение может  осуществляться вручную или автоматически.


При перемещении  оптимальное положение проводников мгновенно пересчитывается.

Для автоматического перемещения требуется задать вариант выполнения режима (рис. 5.2).



Рис. 5.2 Выбор режимов перемещения

Auto move: None  - не перемещать.

Auto move: Vias - перемещать переходные отверстия и точки ветвления проводников.

Auto move: Components & Vias - перемещать компоненты, переходные отверстия и точки ветвления проводников.

Перемещение переходных  отверстий и точек ветвления выполняется  автоматически,  переходы  и  ветвления  перемещаются  в  вычисленные  оптимальные положения.  Если включен пункт "постепенно уменьшать шаг  перемещения" (Reduce step),  после  достижения  оптимума  программа  автоматически  останавливается.  Требуется  20  -  30  итераций,  в  зависимости от  величины шага сетки.

Для перемещения  компонентов лучше использовать комбинированную  стратегию, заключающуюся в сочетании автоматических и ручных этапов.  Для уменьшения площади платы,  занимаемой элементами, можно включить  "дрейф” (Tools ->Options-> Automoving) в  нужную сторону. Компоненты, которые   не   должны  автоматически перемещаться, необходимо зафиксировать.

При ручном   перемещении  компонентов,  переходов  и  ветвлений в режиме None разрешается перемещение с нарушениями,  и можно протащить межслойный переход через любую щель,  например,  между  контактами микросхемы.

Например, в ситуации, изображенной на рис. 5.3, пара проводников проходит между двумя контактами микросхемы в одном и том же слое с нарушением проектных норм. Если бы эти проводники были расположены в различных слоях, то нарушения не было бы. На одной из трасс имеется межслойный переход, и для устранения нарушения нужно просто переместить переход по данному проводнику ниже нижнего уровня контактов микросхемы. Для этого необходимо выбрать режим None, захватить переход щелчком левой кнопки мыши, удерживая кнопку мыши, пододвинуть его к  “горлышку”- узкому месту и протащить через него (рис. 5.4).


Теперь между парой контактов микросхемы также проходят два проводника, но, поскольку они проходят в разных слоях, то в этом месте нарушения нет. Узкие места, появившиеся после перемещения перехода, устраняются автоматически (рис. 5.5). Для этого необходимо выбрать режим VIAs  и щелкнуть левой кнопкой мыши на иконке
.

Следует отметить, что перемещение перехода можно осуществлять и в режиме ручного редактирования топологии, который будет рассмотрен в следующем разделе, однако в этом случае трудоемкость операции будет значительно выше, поскольку нужно будет также перемещать и сегменты проводников, подсоединенных к этому переходу. В режиме FreeStyle” layout editing mode оптимальная форма проводников рассчитывается автоматически, избавляя пользователя от необходимости заботиться о ней.



Рис. 5.3 Нарушение проектных норм



Рис.5.4 Перемещение переходного отверстия между контактами компонента



Рис. 5.5 Автоматическое устранение нарушений



Рис. 5.6 Параметры проекта

SHIFT OF ELEMENTS (Перемещение элементов) – название режима

                                                                                         работы;

390,9 cm - суммарная длина проводников;

11 via(s) - число переходных отверстий;

0 error(s) – число нарушений проектных норм;

13 of 28  - текущий номер итерации и максимальное число итераций.

Глава 6. Ручное редактирование топологии   (Manual layout editing mode)


В этом режиме для удобства редактирования проводников дуги окружностей заменяются ломаными. Соответственно, при редактировании проводника доступны прямолинейные сегменты и точки их сочленения.

Выделение проводников

Выделение сегмента проводника (прямолинейного фрагмента) осуществляется щелчком мыши на проводнике. При этом сегмент проводника подсвечивается цветом, назначенным в настройках, и на нем появляются три точки (в начале, в середине и в конце сегмента) (рис. 6.1). Перемещая эти точки можно осуществлять редактирование проводников.





Рис. 6.1 Выделение сегмента проводника

При перемещении средней точки сегмента прямолинейность фрагмента нарушается, что приводит к переключению подсветки на вновь образовавшийся сегмент, началом которого является средняя точка первоначального сегмента (рис. 6.2).

 



Рис. 6.2 Переключение выделения при смещении средней точки сегмента

Попытки подхватить любую промежуточную точку (кроме начала, середины и окончания сегмента) ни к чему не приведут. Это связано с особенностями представления данных в трассировщике TopoR, который не хранит информации о точной геометрии проводников.

Если выделен сегмент проводника или точка сочленения двух смежных сегментов, то, удерживая клавишу <Ctrl>, можно осуществлять выделение других фрагментов проводника, щелкая в любой его точке. При этом фрагмент от точки клика до ближайшей точки выделенного сегмента присоединится к выделенному сегменту (рис. 6.3).

Нажатие клавиши <X> на клавиатуре при выделенном сегменте или точке сочленения смежных сегментов проводника приводит к выделению проводника. Повторное нажатие клавиши <X> приводит к выделению всей цепи (всех проводников, контактов и переходных отверстий, принадлежащих цепи). Последующее нажатие клавиши <X> возвращает выделение первоначально выбранного фрагмента (сегмента или точки сочленения).



Рис. 6.3 Выделение фрагмента проводника, содержащего несколько сегментов

Если выделен фрагмент проводника, содержащий несколько сегментов, то клик левой кнопки мыши на иконке
 приводит к редукции выделенной части проводника (замене выделенной части проводника одним сегментом) (рис. 6.4).



Рис. 6.4 Редуцирование проводника

После редуцирования проводника следует убедиться в правильности топологического маршрута редуцированного фрагмента, а также в том, что отсутствуют топологические нарушения: он не пересекает (в топологическом смысле) другие проводники в том же слое и контакты компонентов, инцидентных другим цепям.


Нарушениями в топологическом смысле являются:

 нечетное число пересечений проводника с другим проводником в этом же слое;

пересечение проводником центра контакта, принадлежащего другой цепи.





Рис. 6.5 Допустимое пересечение проводников



Рис. 6.6 Вид редуцированного фрагмента проводника после сглаживания.

Клик левой кнопки мыши  на пиктограмме 
 приводит к появлению палитры для выбора цвета выделенного проводника (рис. 6.7). При клике на поле Auto проводнику возвращается первоначальный цвет. Клик на поле Auto for all возвращает первоначальный цвет всем раскрашенным проводникам.



Рис. 6.7 Выбор цвета выделенного проводника

При необходимости палитра может быть изменена или расширена. Для этого необходимо кликнуть левой кнопкой мыши в поле Custom и выбрать предпочтительные оттенки цветов (рис. 6.8).



Рис. 6.8 Выбор палитры



Рис. 6.9 Выделенный сегмент проводника

Для изменения толщины сегмента проводника следует кликнуть левой кнопкой мыши на иконке
 и выбрать значение толщины проводника из появившегося списка (рис. 6.10).



Рис. 6.10 Выбор толщины проводника



Рис. 6.11 Изменение толщины сегмента проводника

Для изменения слоя сегмента проводника следует кликнуть левой кнопкой мыши на иконке
 и выбрать имя слоя из появившегося списка (рис. 6.12). На концах сегмента при этом появятся переходные отверстия.



Рис. 6.13 Выбор слоя для фрагмента проводника

Другой вариант – нажать клавишу <L> (Layer) на клавиатуре, при этом на месте курсора появится меню для выбора слоя (рис. 6.13).



Рис. 6.14 Выбор слоя с помощью клавиши <L>



Рис. 6.15 Смена слоя сегмента проводника

Для удаления выделенного сегмента проводника или переходного отверстия следует кликнуть левой кнопкой мыши на иконке
.

Клик левой кнопкой мыши на иконке  включает режим прокладки (рисования)  проводника
. При смене слоя в процессе прокладки проводника автоматически добавляется межслойный переход.



При прокладке проводника задается его топологический маршрут. Это означает, что нет необходимости заботиться о точной геометрии проводника и о соблюдении конструкторско-технологических ограничений. На этапе ручного редактирования касание прокладываемого проводника и других элементов топологии не считается ошибкой. Ошибкой не является также четное число пересечений с другими проводниками, если между ними отсутствуют элементы топологии. При переходе в режим “Редактирование топологии в стиле FreeStyle” подобные пересечения будут автоматически ликвидированы. Кроме того, будет автоматически рассчитана оптимальная форма проводника с учетом конструктивно-технологических ограничений.

При нажатии на кнопку 
  осуществляется:

-                    переход в режим “Редактирование топологии в стиле FreeStyle”
;

-                    автоматическая оптимизация формы проводников, расположения межслойных переходов и точек ветвления (Auto move: Vias & Junctions);

-                    возврат в режим ручного редактирования
.

Устранение ошибок. Окно сообщений.

 

Обычно ручное редактирование выполняется после автоматического перемещения компонентов для устранения тех ошибок, которые не удалось ликвидировать. Например, при большом скоплении переходов трудно автоматически растащить их, и приходится прибегать к ручному перемещению.

Сообщения об ошибках, предупреждениях, а также о нарушениях проектных норм показываются в окне сообщений в виде дерева, в котором сообщения группируются по типам (рис. 6.16). При двойном клике на сообщении или выборе пункта Go To Error/Warning контекстного меню окна сообщений происходит перемещение центра экрана в место конфликта и подсветка объектов, о которых говорится в сообщении.



Рис. 6.16 Окно сообщений.

Сохранение файла



Рис. 6.17 Сохранение файла

Save file – сохранить файл. Файл сохраняется под именем исходного .fsb-файла.

Save file as ... – Сохранить файл как ... Имя файла доступно для редактирования, после которого осуществляется сохранение.


Содержание раздела