protel pcb设计使用手册
一、板框导航
当我们设计了原理图,生成了网表,下一步就要进行pcb设计。首先要画一个边框,我们可以借助板框导航,来画边框。在“file”下选择“new”中的“wizards”,在选取“printed circuit board wizard”,点击“ok”即可,按照显示对话框的每一步提示,完成板框设计。
二、建立pcb文件
要进行pcb设计,必须有原理图,根据原理图才能画出pcb图。按照上述板框导航生成一张“ibm xt bus format”形式的印制板边框。选择pcb设计窗口下的“design”中的“add/remove library”,在对话框上选择“4 port serial interface.ddb”,在“design explorer 99seexamples”文件夹中选取,点取“add”,然后“ok”关闭对话框。在左侧的导航树上,打开“4 port serial interface.prj”原理图文件,选择“design”下的“update pcb”,点取“apply”,“update design”对话框被打开,点取“execute”选项。对话框“confirm component associations”对话框将被打开,网络连接表列出,选择应用“apply”更新pcb文件,由于protel99se采用同步设计,因此,不用生成网表也可以直接到pcb设计。这时,一个新的带有网络表的pcb文件将生成。
三、层管理
利用protel99 se设计pcb板,信号层可达到32个,地电层16个,机械层16个。我们增加层只需运行\designlayer stack manager功能菜单,就可以看到被增加层的位置。
四、布局设计
布线的关键是布局,多数设计者采用手动布局的形式。“room”定义规则,可以将指定元件放到指定区域。protel99 se在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件,然后旋转、展开和整理成组,就可以移动倒板上所需位置上了。当简易的布局完成后,使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。
新增动态长度分析器。在元件移动过程中,不断地对基于连接长度的布局质量进行评估,并用绿色(强)和红色(弱)表示布局质量。
提示:打开布局工具条,可展开和缩紧选定组件的x、y方向,使选中的元件对齐。
四、布线设置
在布线之前先要设置布线方式和布线规则。protel99 se有三种布线方式:忽略障碍布线(ignore obstacle),避免障碍布线(avoid obstacle),推挤布线(push obstacle)。我们可以根据需要选用不同的布线方式,在“tools”工具菜单下选择“preferences”优选项中选择不同的布线方式。也可以使用“shift+r”快捷键在三种方式之间切换。
接着选择布线规则,在“design”下选择“rules”对话框,选择不同网络布线的线宽,布线方式,布线的层数,安全间距,过孔大小等。
有了布线规则,就可进行自动布线或手动布线了。如果采用自动布线,选择“auto route”菜单,protel 99se支持多种布线方式,可以对全板自动布线,也可以对某个网络、某个元件布线,也可手动布线。手动布线可以直接点击鼠标右键下拉菜单“place track”,按鼠标左键一下确定布线的开始点,按“backspace”取消刚才画的走线,双击鼠标左键确定这条走线,按“esc”退出布线状态。用“shift”加空格键可以切换布线形式,“45°”“90°”弧形布线等方式之间切换。protel99 se提供了很好的在线检查工具“online drc”随时检查布线错误(在工具菜单的优选项下面)。如果修改一条导线,只需重画一条线,确定后,原来的导线就会自动被删除。
五、电气规则检查
当一块线路板已经设计好,我们要检查布线是否有错误,protel99 se提供了很好的检查工具“drc” 自动规则检查。只要运行“tools”下的“design rlue check”,计算机会自动将检查结果列出来。
六、信号完整性分析
当pcb设计变得更复杂,具有更高的时钟速度、更高的器件开关速度以及高密度,在设计加工前进行信号的完整性分析变得更尤为重要。
protel99 se包含一个高级的信号完整性仿真器,它能分析pcb设计和检查设计参数的功能,测试过冲、下冲、阻抗和信号斜率要求。如果pcb板任何一个设计要求(设计规则指定的)有问题,可以从pcb运行一个反射或串扰分析,以确切地查看其情况。
信号完整性仿真使用线路的特性阻抗、通过传输线计算、i/o缓冲器宏模型信息,做为仿真的输入。它是基于快速的反射和串扰模拟器,采用经工业证实的算法,产生非常精确的仿真。
设置信号完整性设计规则15打开“lcd controller.ddb”设计数据库,在“design explorer 99seexamples”目录下,通过左侧的导航树,打开“lcd controller.pcb”文件。设置信号完整性设计规则,测试的描述。必须包含层堆栈规则。在“tools”下选择“preferences”对话框中的“signal integrity”选项,在这个对话框中,显示了所有元件的标号所代表的元件名称。例如“ r”代表“resistors”,用“add”增加,在“component type”对话框上,用“r”设置“designator prefix”,在“component type”中设置为“resistor”,点击“ok”加入。
重复上述操作设置“c-capacitor; cu-capacitor; q-bjt;d-diode; rp-connector;u-ic;j-connector;l-inductor”,当我们设置完成时,点取“ok”退出优选项对话框。
从菜单中选择“designrules”,然后按下设计规则对话框中的信号完整性钮。每个规则包含了该规则测试的描述。
一旦配置了信号完整设计规则,从菜单中选择“tools”下的“design rule check”,显示设计规则检查对话框。按对话框中央的信号完整性按钮,进行信号完整性设计规则检查。
包含电源网络设计规则,指定每个电源网络和电压。从“rule classes”中选“overshoot falling edge”点击“add”,在谈出对话框中选择“fiter kind”设为“whole board”,并且改变右侧“maximum(volts)”为“0.5”,点取“ok”,存入这条规则。重复刚才的步骤,设置“undershoot-falling edge”,两个强制信号完整性规则。
运行设计规则检查“drc”,然后在“report”中运行“signal integrity”,找到网络名为“frama1”,选重这个网络,在“edit”中选“take over”从菜单中加入网络,对它进行分析。在“simulation”的“reflection”菜单下可以观看波形。我们选种哪一个器件,那个器件的曲线将被点亮。信号完整性分析菜单中还为我们提供消除干扰的方法。
如果设计不包含电源层分析将仍然执行,但是结果不能认为是准确的。
信号完整性分析器不考虑多边形敷铜。drc测试是从所有可能输出脚对每个网络最坏情况仿真,最坏结果就是drc结果。
执行串扰分析至少需要从网表上确定二个网。然后指定其中一个为侵略者,或受害人。侵略者被加入激励脉冲,受害人为接收串扰。当已经指定侵略者或受害人网络时,按crosstalk按钮执行仿真,结果将显示在protel波形分析器上。
可以从波形上直接执行许多测量,仅仅击一下波形右边列表上的节点,从分析菜单中选择一个选项。
如果你发现波形与设计规则检查给定的结果不匹配(例如:drc给1.2伏特的过冲,但是波形有小的振铃),大概因为用于反射分析的输出节点不是drc报告的最坏节点。
除了执行反射和串扰分析,还可以执行一个信号完整性效果的网络筛选,例如过冲、延迟、阻抗等等。网络筛选产生类似电子表格的结果表,可以快速查出有问题的网络。执行网络筛选,要指定许多网络(如果需要可选全部),按net screening按钮。当筛选结果出现,使用工具条上按钮控制所要显示的内容(阻抗、电压等等),按下列名按结果类型显示。
七、可以在pcb中修改元件封装。
操作步骤:
①增加焊盘,将焊盘设置为被选中状态;
②将需要增加的元件恢复原始图素;
③选toolscovertadd selected prmitives to component;
④提问要增加焊盘的元件,确认即可。
八、建立新的pcb器件封装
由于硬件厂家发展速度非常快,器件的不断更新,我们经常需要从库里增加器件封装,或增加封装库。protel99 se提供了很好的导航器,帮助我们完成器件的添加。
根据文件产生pcb封装库
打开“lcd controller.ddb”设计数据库,选中“lcd controller.pcb”并打开。在“tools”下选择“make libray”,建立一个新库文件“lcd controller.lib”,所有pcb中的器件封装被自动抽取出来,保存在库文件中。在这个新库文件中建立18器件封装,点击左侧导航树上的“browse pcblib”,可以浏览这个库里现有的元件,创建一个新的元件选择“tools”下的“new component”,弹出一个器件封装模板,按照提示,可以迅速生成一个我们需要的器件封装。
九、 生成gerber文件
在我们将所有设计完成之后,需要把pcb文件拿到制版厂家去做印制版。如果厂家有protel 98 或protel 99 ,我们可以用protel 99se中“filesave as选择存储文件格式为3.0,然后导出 pcb文件给厂家。如果厂家没有这两种版本文件,需生成“gerber”给厂家。具体操作如下:
首先我们打开一个设计好的pcb文件“z80 microprocessor.ddb”设计数据库中的“z80 processor board.pcb”文件,选择“file”主菜单下的“cam manager”,
按照输出导航,可以方便的生成光绘文件和数控钻孔文件。
所有输出文件被保存在“cam manager”文件夹下。
光圈文件的后缀为“*.apt”,gerber文件的后缀为“*.g*”,钻孔文件的后缀为“*.drr”和“*.txt”。将所有文件导出到一个指定目录下,压缩后即可交给印制板厂生产。
如果我们想看生成的gerber文件是否正确,请用导入的方法可以打开每一层文件。
十、打印预览
在protel 99se中我们可以观看打印效果,通过\fileprint/preview控制打印参数,修改打印结果。可以在打印预览中任意添加层或删除层。
十一、3d显示
点击\viewboard in 3d选项,可以看到设计板的三维图形,并且可以任意旋转、隐藏元件或字符等操作。
十一、强大的输入输出功能
用import可以读取orcad(*.max)、p-cad pdif(*.pdf)、autocad(*.dwg,*.dxf)文件。并且,新增与cct公司的接口。
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