Cadence_16.6高速电路板设计与仿真.pdf - 第275页
要想 制 作一 块 实际 的 电路 板 ，首 先 要了 解 印制 电 路板 的 设计 流 程。 印 制电 路 板的 设 计流 程如 图 1 0 － 2 所示。 图 1 0 － 2 印 制电 路 板的 设 计流 程 1 . 绘 制 电路 原 理图 电路 原 理图 是 设计 印 制电 路 板的 基 础， 此 工作 主 要在 电 路原 理 图的 编 辑环 境 中完 成 。如 果电 路 图很 简 单， 也 可以 不 用绘 制 原理 图 ，直 接…
层，即构成了多层板。通常的 PCB板，包括顶层、底层和中间层，层与层之间是绝
缘的，用于隔离布线，两层之间的连接是通过过孔实现的。一般的电路系统设计用双
面板和四层板即可满足设计需要，只是在较高级电路设计中，或者有特殊要求时，比
如对抗高频干扰要求很高情况下使用六层或六层以上的多层板。多层板制作工艺复
杂，层数越多，设计时间越长，成本也越高。但随着电子技术的发展，电子产品越来
越小巧精密，电路板的面积要求越来越小，因此目前多层板的应用也日益广泛。
下面我们介绍几个印制电路板中常用的概念。
1.元器件封装
元器件的封装是印制电路设计中非常重要的概念。元器件的封装就是将实际元器件焊接
到印制电路板时的焊接位置与焊接形状，包括了实际元器件的外型尺寸，空间位置，各引脚
之间的间距等。元器件封装是一个空间的概念，对于不同的元器件可以有相同的封装，同样
一种封装可以用于不同的元器件。因此，在制作电路板时必须知道元器件的名称，同时也要
知道该元器件的封装形式。
对于元器件封装，我们在第 6章中已经作过详细讲述，在此不再讲述。
2.过孔
过孔是用来连接不同板层之间导线的孔。过孔内侧一般由焊锡连通，用于元器件引
脚的插入。过孔可分为 3种类型：通孔 （Through）、盲孔 （Blind） 和隐孔 （Buried）。从
顶层直接通到底层，贯穿整个 PCB的过孔称为通孔；只从顶层或底层通到某一层，并没
有穿透所有层的过孔称为盲孔；只在中间层之间相互连接，没有穿透底层或顶层的过孔
就称为隐孔。
3.焊盘
图 10－1 焊盘
焊盘主要用于将元器件引脚焊接固定在印制板
上，并将引脚与 PCB上的铜膜导线连接起来，以实现
电气连接。通常焊盘有三种形状，圆形 （Round）、矩
形 （Rectangle）和正八边形 （Octagonal），如图 10－1
所示。
4.铜膜导线和飞线
铜膜导线是印制电路板上的实际布线，用于连接各个元器件的焊盘。它不同于印制电路
板布线过程中飞线，所谓飞线，又叫预拉线，是系统在装入网络报表以后，自动生成的不同
元器件之间错综交叉的线。
铜膜导线与飞线的本质区别在于铜膜导线具有电气连接特性，而飞线则不具有。飞线只
是一种形式上的连线，只是在形式上表示出各个焊盘之间的连接关系，没有实际电气连接
意义。
10.1.2 PCB设计流程
笼统地讲，在进行印制电路板的设计时，我们首先要确定设计方案，并进行局部电路的
仿真或实验，完善电路性能。之后根据确定的方案绘制电路原理图，并进行 ERC。最后完
成 PCB的设计，输出设计文件，送交加工制作。设计者在设计过程中尽量按照设计流程进
行设计，这样可以避免一些重复的操作，也可以防止出现不必要的错误。
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要想制作一块实际的电路板，首先要了解印制电路板的设计流程。印制电路板的设计流
程如图
10－2所示。
图 10－2 印制电路板的设计流程
1.绘制电路原理图
电路原理图是设计印制电路板的基础，此工作主要在电路原理图的编辑环境中完成。如
果电路图很简单，也可以不用绘制原理图，直接进入
PCB电路设计。
2.规划电路板
印制电路板是一个实实在在的电路板，其规划包括电路板的规格、功能、工作环境等因
素，因此在绘制电路板之前，用户应该对电路板有一个总体的规划。具体即确定电路板的物
理尺寸、元器件的封装、采用几层板以及各元器件的位置布局等。
3.设置参数
主要是设置电路板的结构及尺寸、板层参数、通孔的类型、网格大小等。
4.定义元器件封装
原理图绘制完成后，正确加入网络报表，系统会自动地为大多数元器件提供封装，但是
对于用户自己设计的或某些特殊的元器件，必须由用户自己创建或修改元器件的封装。
5.生成并加载网络报表
网络报表是连接电路原理图和印制电路板设计之间的桥梁，是电路板自动布线的灵魂。
只有将网络报表装入 PCB系统后，才能进行电路板的自动布线。
在设计好的 PCB上生成网络报表和加载网络报表，必须保证产生的网表已没有任何错
误，其所有元器件都能够加载到 PCB中。加载网络报表后，系统将产生一个内部的网络报
表，形成飞线。
6.元器件自动布局
元器件自动布局是由电路原理图根据网络报表转换成的 PCB。对于电路板上元器件较多
且比较复杂的情况，可以采用自动布局。由于一般元器件自动布局都不规则，甚至有的相互
重叠，因此必须手动调整元器件的布局。
元器件布局的合理性将影响到布线的质量。对于单面板设计，如果元器件布局不合理将
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无法完成布线操作；而对于双面板或多层板的设计，如果元器件布局不合理，布线时将会放
置很多过孔，使电路板布线变得很复杂。
7.元器件手工布局
对于那些自动布局不合理的元器件，可以进行手工调整。
8.设置布线规则
飞线设置好后，在实际布线之前，要进行布线规则的设置，这是 PCB设计所必须经的
一步。在这里用户要设置布线的各种规则，比如安全距离、导线宽度等。
9.自动布线
Cadence提供了强大的自动布线功能，在设置好布线规则之后，可以利用系统提供的自
动布线功能进行自动布线。只要设置的布线规则正确、元器件布局合理，一般都可以完成自
动布线。
10.手工布线
在自动布线结束后，有可能因为元器件布局的原因，自动布线无法完全满足要求或
产生布线冲突，此时就需要进行手工布线加以调整。如果自动布线完全成功，则可以不
必用手工布线。另外，对于一些有特殊要求的电路板，不能采用自动布线，必须用手工
布线来完成设计。
11.生成报表文件
印制电路板布线完成之后，可以生成相应的各种报表文件，比如元器件报表清单、电路
板信息报表等。这些报表可以帮助用户更好地了解所设计的印制电路板和管理所使用的元
器件。
12.文件保存，打印输出
生成了各种报表文件后，可以将其打印输出保存，包括 PCB文件和其他报表文件均可
打印，以便今后工作中使用。
10.2 设计参数设置
在进行 PCB设计前，首先要对工作环境进行详细的设置。主要包括板形的设置、PCB
图样的设置、电路板层的设置、层的显示、颜色的设置、布线框的设置、PCB系统参数的
设置以及 PCB设计工具栏的设置等。
选择菜单栏中的 “Setup（设置）”
→
“DesignParamenterEditor（设计参数编辑）” 命
令，弹出 “
DesignParamenterEditor（设计参数编辑）” 对话框，如图 10－3所示。该对话框
中主要需要设置的有 7个设置选项卡： “Display（显示）、Design（设计）、Shape（外形）、
FlowPlanning（流程规划）、Route（布线）和 MfgApplications（制造应用程序）”。
1.“Display（显示）”选项卡
“Display（显示）”选项卡如图 10－3所示，设置 “Commandparameters（命令参数）”，
包括五个选项组。
（
1）“Display（显示）”选项组
●
“Connectpointsize”：连接点大小，系统默认值为 10。
●
“DRCmarkersize”：DRC显示尺寸，系统默认值为 25。
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