Altium Designer 10电路设计标准实例课件第8章PCB的布局设计.pptx

第8章 PCB的布局设计8.1 元件的自动布局Altium Designer 10提供了强大的PCB自动布局功能，PCB编辑器根据一套智能 算法可以自动地将元件分开，然后放置到规划好的布局区域内并进行合理的布局 单击菜单栏中的“Tools（工具）”→“Component Placement（元件放置）”命令 ，其子菜单中包含了与自动布局有关的命令，如图所示  “Arrange Within Room（空间内排列）”命令：用于在指定的空间内部排列元 件单击该命令后，光标变为十字形状，在要排列元件的空间区域内单击，元 件即自动排列到该空间内部  “Arrange Within Rectangle（矩形区域内排列）”命令：用于将选中的元件排 列到矩形区域内使用该命令前，需要先将要排列的元件选中此时光标变为 十字形状，在要放置元件的区域内单击，确定矩形区域的一角，拖动光标，至 矩形区域的另一角后再次单击确定该矩形区域后，系统会自动将已选择的元 件排列到矩形区域中来 “Arrange Outside Board（板外排列）”命令：用于将选中的元件排列在PCB板 的外部使用该命令前，需要先将要排列的元件选中，系统自动将选择的元件排 列到PCB范围以外的右下角区域内。

 “Auto Placer（自动布局）”命令：用于执行自动布局操作  “Stop Auto Placer（停止自动布局）”命令：用于停止自动布局操作  “Shove（推挤）”命令：用于推挤布局推挤布局的作用是将重叠在一起的 元件推开即选择一个基准元件，当周围元件与基准元件存在重叠的情况时，则 以基准元件为中心向四周推挤其他的元件；如果不存在重叠则不会执行推挤命 令  “Set Shove Depth（设置推挤深度）”命令：用于设置推挤命令的深度，可以 为1～1000之间的任意一个数字  “Place From File（导入布局文件）”命令：用于导入自动布局文件进行布局8.1.1 自动布局约束参数在自动布局前，首先要设置自动布局的约束参数合理地设置自动布局 参数，可以使自动布局的结果更加完善，也就相对地减少了手动布局的工作量， 节省了设计时间自动布局的参数在“PCB Rules and Constraints Editor（PCB规则和约束 编辑器）”对话框中进行设置单击菜单栏中的“Design（设计）”→“Rules（ 规则）”命令，系统将弹出“PCB Rules and Constraints Editor（PCB规则和约束编 辑器）”对话框。

单击该对话框中的“Placement”（设置）标签，逐项对其中的选 项进行参数设置1）“Room Definition（空间定义规则）”选项：用于在PCB板上定义元 件布局区域，如图所示为该选项的设置对话框在PCB板上定义的布局区域有两种 ，一种是区域中不允许出现元件，一种则是某些元件一定要在指定区域内在该 对话框中可以定义该区域的范围（包括坐标范围与工作层范围）和种类该规则 主要用DRC、批处理DRC和Cluster Placer（分组布局）自动布局的过程中2）“Component Clearance（元件间距限制规则）”选项：用于设置元 件间距，如图所示为该选项的设置对话框在PCB板可以定义元件的间距，该间距 会影响到元件的布局3）“Component Orientations（元件布局方向规则）”选项：用于设置 PCB板上元件允许旋转的角度，如图所示为该选项设置内容，在其中可以设置PCB板 上所有元件允许使用的旋转角度4）“Permitted Layers（电路板工作层设置规则）”选项：用于设置PCB 板上允许放置元件的工作层，如图所示为该选项设置内容PCB板上的底层和顶层 本来是都可以放置元件的，但在特殊情况下可能有一面不能放置元件，通过设置该 规则可以实现这种需求。

5）“Nets To Ignore（网络忽略规则）”选项：用于设置在采用Cluster Placer（分组布局）方式执行元件自动布局时需要忽略布局的网络忽略电源网络 将加快自动布局的速度，提高自动布局的质量如果设计中有大量连接到电源网络 的双引脚元件，设置该规则可以忽略电源网络的布局并将与电源相连的各个元件归 类到其他网络中进行布局6）“Height（高度规则）”选项：用于定义元件的高度在一些特殊 的电路板上进行布局操作时，电路板的某一区域可能对元件的高度要求很严格， 此时就需要设置该规则如图所示为该选项的设置对话框，主要有Minimum（最 小高度）、Preferred（首选高度）和Maximum（最大高度）3个可选择的设置选 项元件布局的参数设置完毕后，单击“OK（确定）”按钮，保存规则设 置，返回PCB编辑环境接着就可以采用系统提供的自动布局功能进行PCB板元件 的自动布局了8.1.2 元件的自动布局Step1 在已经导入了上述电路原理图的网络表和所使用的元件封装的PCB文件 PCB1.PcbDoc编辑器内，设定自动布局参数自动布局前的PCB图如图所示Step2 在“Keep-out Layer（禁止布线层）”设置布线区。

Step3 单击菜单栏中的“Tools（工具）”→“Component Placement（元 件放置）”→“Auto Placer.（自动布局）”命令，系统将弹出如图所示的“Auto Placer（自动布局）”对话框自动布局有两种方式，即分组布局方式和统计布局 方式1）“Cluster Placer（分组布局）”自动布局方式在“Auto Placer（自动布局）”对话框中，点选“Cluster Placer（分组布 局）”单选钮，在该对话框中提供了“Quick Component Placement（快速元件布局 ）”布局模式在该模式下布局速度较快，但是布局效果较差单击“OK（确定） ”按钮，即可开始“Cluster Placer（分组布局）”的自动布局方式自动布局需要 经过大量的计算，因此需要耗费一定的时间在项目中执行自动布局后，所有的元 件进入了PCB的边框内，它们按照如图所示被放置到合适的位置所有的元件将按 照分组的形式出现在PCB中，但是布局并不合理，PCB的空间利用严重不合理，需要 手动调整2）“Statistical Placer（统计布局）”自动布局方式在“Auto Placer.（自动布局）”对话框中，点选“Statistical Placer（统 计布局）”单选钮，弹出统计布局设置对话框，如图所示。

在完成各项设置后，单击“OK（确定）”按钮，即可开始“Statistical Placer（统计布局）”的自动布局方式自动布局需要经过大量的计算，因此需要 耗费一定的时间在完成自动布局后将弹出如图所示的“Information（信息）”对话框， 提示自动布局结束单击“OK（确定）”按钮，即可完成自动布局如图所示为最 终的自动布局结果从图中可以看出，元件在自动布局后不再是按照种类排列在一起各种 元件将按照自动布局的类型选择，初步地分成若干组分布在PCB板中，同一组的元 件之间用导线建立连接将更加容易自动布局结果并不是完美的，还存在很多不合理的地方，因此还需要对 自动布局进行调整8.1.3 自动布局的终止自动布局的终止操作主要是针对分组布局方式在大规模的电路设计中 ，自动布局涉及到大量计算，执行起来往往要花费很长的时间，用户可以在分组 布局进程的任意时刻执行终止布局过程命令单击菜单栏中的“Tools（工具） ”→“Component Placement（元件放置）”→“Stop（停止）”命令，系统将弹 出如图所示的“Confirm（确认）”对话框，询问用户是否想要终止自动布局的进 程  勾选“Restore components to old positions（将元件恢复到初始位置）”复选 框后，单击“Yes（是）”按钮，则可恢复到自动布局前的PCB显示效果。

 取消对“Restore components to old positions（将元件恢复到初始位置）”复 选框的勾选后，单击“Yes（是）”按钮，则工作窗口显示的是结束前最后一步 的布局状态  单击“No（否）”按钮，则继续未完成的自动布局进程8.1.4 推挤式自动布局推挤式自动布局不是全局式的元件自动布局，它的概念和推挤式自 动布线类似在某些设计中定义了元件间距规则，即元件之间有最小间距限制 在对某个元件执行了移动操作后，可能违反了先前定义的元件间距规则执行推 挤式的自动布局后，系统将根据设置的元件间距规则，自动地平行移动违反了间 距规则的元件及其连线等对象，增加元件间距到符合元件间距规则为止 推挤式自动布局的操作步骤如下Step1 在进行推挤式布局前，应先设定推挤式布局的深度参数单击菜单栏 中的“Tools（工具）”→“Component Placement（元件放置）”→“Set Shove Depth…（设置推挤深度）”命令，系统将弹出如图所示的“Shove Depth（推挤深 度）”对话框设置完成后单击“OK（确定）按钮，关闭该对话框Step2 单击菜单栏中的“Tools（工具）”→“Component Placement（ 元件放置）”→“Shove（推挤）”命令，即可开始推挤式布局操作。

此时光标 变成十字形状，选择基准元件，移动光标到所选元件上，单击，系统将以用户设 置的“Shove Depth（推挤深度）”推挤基准元件周围的元件，使之处于安全间距 之外Step3 此时光标仍处于激活状态，单击其他元件可继续进行推挤式布 局操作Step4 右击或者按键退出该操作 对于元件数目比较小的PCB，一般不需要对元件进行推挤式自动布局操作8.1.5 导入自动布局文件进行布局对元件进行布局时还可以采用导入自动布局文件来完成，其实质是导入 自动布局策略单击菜单栏中的“Tools（工具）”→“Component Placement（元 件放置）”→“Place From File.（导入布局文件）”命令，系统将弹出如图所示的 “Load File Name（导入文件名称）”对话框从中选择自动布局文件（后缀为 “.PIk”），然后单击“打开”按钮即可导入此文件进形自动布局通过导入自动布局文件的方法在常规设计中比较少见，这里导入的并不 是每一个元件自动布局的位置，而是一种自动布局的策略8.2 元件的手动布局元件的手动布局是指手动确定元件的位置在前面介绍的元件自动布局 的结果中，虽然设置了自动布局的参数，但是自动布局只是对元件进行了初步的 放置，自动布局中元件的摆放并不整齐，走线的长度也不是最短，PCB布线效果也 不够完美，因此需要对元件的布局做进一步调整。

在PCB板上，可以通过对元件的移动来完成手动布局的操作，但是单纯 的手动移动不够精细，不能非常整齐地摆放好元件为此PCB编辑器提供了专门的 手动布局操作，可以通过“Edit（布局）”菜单下“Align（对齐）”命令的子菜单 来完成8.2.1 元件说明文字的调整对元件说明文字进行调整，除了可以手动拖动外， 还可以通过菜单命令实现单击菜单栏中的“Edit（布局） ”→“Align（对齐）”→“Position Component Text（设置元 件文字位置）”命令，系统将弹出如图所示的“Component Text Position（元件文字位置）”对话框在该对话框中，用 户可以对元件说明文字（标号和说明内容）的位置进行设 置该命令是对所有元件说明文字的全局编辑，每一项都有9 种不同的摆放位置选择合适的摆放位置后，单击“OK（确 定）”按钮，即可完成元件说明文字的调整8.2.2 元件间距的调整元件间距的调整主要包括水平（Horizontal）和垂直（Vertical）两个方向 上。