9.5 自動布局與自動布線

　　9.5.1自動布局

　　在設(shè)計中，布局是一個重要的環(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)計成功的第一步。

　　9.5.1.1自動布局參數(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)。用戶也可在自動布局前設(shè)置一些相關(guān)的參數(shù),使元件的自動布局結(jié)果更符合實際的要求。

　　執(zhí)行Design菜單下的Rules…命令，或用熱鍵D/R完成。彈出如下圖所示對話框,用鼠目標(biāo)單擊Placement選項卡，Placement選項卡里將元件自動布局的設(shè)計規(guī)則分為5類,如下圖所示:

　　

 

　　自動布局參數(shù)設(shè)置對話框

　　1.元件安全間距——Component Clearance

　　該項為元件間距約束,用于設(shè)置元件間的最小距離以及元件之間的距離計算方法。雙擊該項(或選中后,單擊“Add”按鈕)可時調(diào)出如下圖所示的對話框。在對話框左邊字段里，用來指定約束的有效范圍;右邊“Gap”字段用來設(shè)置元件間的最小距離;“Check Mode”字段用來指定距離的計算方法:①“ Quick Check”:是采用包含元件輪廓形狀的最小矩形來計算元件之間的距離;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計算元件之間的距離。

　　

 

　　元件間距約束設(shè)置

　　2. 元件方向限制——Component Orientation Rule

　　

該項為指定元件能夠放置的方位。雙擊該項(或選中后,單擊“Add”按鈕)可時調(diào)出如下圖所示的對話框, 在對話框左邊字段里，用來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”表示放置元件時不需要旋轉(zhuǎn); “90 Degrees”表示放置元件時可以旋轉(zhuǎn)90°; “180 Degrees”表示放置元件時可以旋轉(zhuǎn)180°; “270 Degrees”表示放置元件時可以旋轉(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

　　該項為指定在布局時可以忽略哪些網(wǎng)絡(luò)。忽略網(wǎng)絡(luò)可以加快自動布局時的速度和提高布局質(zhì)量。雙擊該項(或選中后,單擊“Add”按鈕)可時調(diào)出如下圖所示的對話框, 在對話框中只需要設(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(或選中后,單擊“Add”按鈕)可時調(diào)出如下圖所示的對話框, 在對話框左邊字段里，用來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

　　

 

　　該項為指定在布局時放置一個矩形區(qū)域規(guī)則。雙擊該項(或選中后,單擊“Add”按鈕)可時調(diào)出如下圖所示的對話框, 在對話框左邊字段里，用來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)計規(guī)則對話框

　　9.5.1.2進(jìn)行自動布局

　　

 

　　在自動布局參數(shù)設(shè)置完畢后,就可以進(jìn)行自動布局操作了。

　　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話框,選擇一種自動布局方式。共有兩種自動布局方式:

　　“Cluster Placer”(成組布局方式)和“StatisticalPlacer”(統(tǒng)計布局方式)。

　　執(zhí)行自動布局菜單命令

　　“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，會出現(xiàn)一個參數(shù)項【Quick Component Placement】，選中該參數(shù)項后，雖然可以加快元件的自動布局速度,但對電路的優(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)置的自動布局參數(shù)，只有在這種方式下才有效。

　　

 

　　元件自動布局方式對話框

　　“Statistical Placer”是基于統(tǒng)計的布局方式。其原則是保證連線的長度最短。此方式下有5個設(shè)置項，其中的兩個功能選項【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)置元件自動布局時柵格的大小。本方式適用于元件數(shù)目較多(大于100)的電路。

　　

 

　　統(tǒng)計方式自動布局對話框

　　步驟三：設(shè)置完成，單擊“OK”按鈕，退出對話框，系統(tǒng)開始自動布局。自動布局過程中如想終止自動布局，可選擇圖 中的“Stop Auto Placer”菜單命令。

　　步驟四：調(diào)整布局。自動布局完成后，其自動布局的結(jié)果一般不能夠完全使我們滿意，我們發(fā)現(xiàn)有時系統(tǒng)在自動布局時沒有充分利用布局區(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布局，往往需要重新對元件布局進(jìn)行手工調(diào)整。尤其是在單面板的設(shè)計中，元件布局的合理性將直接影響到布線工作是否能夠完成，同時也涉及到電路是否能正常工作和電路的抗干擾等問題，因此對元件布局進(jìn)行手工調(diào)整是十分必要的。