造物笔记/嘉立创EDA 教程(原立创EDA)
基于 嘉立创EDA专业版 V4.1.93
造物笔记 / 嘉立创EDA 教程 / 第 7 章 · PCB 进阶:规则与高速

7.1 设计规则与网络管理

板子一复杂,靠“默认规则 + 手动注意”就不够了:电源线要粗、USB 线要成对、某些线要一样长、某块区域要更细。这一页讲设计规则的完整体系和网络管理工具——让软件替你盯住这些要求。

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先建立一个概念:规则 = 给软件的“检查清单”#

你在 Quickstart 里见过设计规则(A-6):最小线宽 0.127 mm、安全间距 0.152 mm……这些数字就是给软件的检查清单。布线时软件按它约束你,DRC 时按它挑错。默认规则(「嘉立创工艺(双面板)(默认)」)是按嘉立创的生产能力定的,普通板子不用改。需要改的情况是:

  • 某些线要特殊对待(电源线更粗、高压线间距更大)→ 网络规则
  • 两个特定网络之间要离远一点(比如 220V 和 5V)→ 网络-网络规则
  • 某块区域要特殊(芯片引脚很密的地方允许更细的线)→ 区域规则

设计规则体系#

「设计」→「设计规则…」。左边的规则树分四大类,每类下面可以有多套规则(如 copperThickness1oz、copperThickness2oz),带 [默认] 的是当前默认用的那套:

设计规则 → 规则管理:间距 / 物理 / 平面 / 扩展四大类
图 7.1-1设计规则 → 规则管理:间距 / 物理 / 平面 / 扩展四大类
规则一览(V4.1.93 实测默认值,单位 mm)
规则管什么默认值
间距 → 安全间距 copperThickness1oz不同网络的铜之间最少隔多远。表格里是“导线、贴片焊盘、插件焊盘、过孔、铺铜、板框……”两两之间的间距大多 0.152;(另有一套 copperThickness2oz 给 2 盎司厚铜用)
间距 → 其他间距 otherClearance元件到元件、插件焊点到 SMD 元件、钻孔到钻孔0 / 0 / 0.3
物理 → 导线线宽最小 / 默认 / 最大,可分层设置0.127 / 0.254 / 2.54
物理 → 网络长度范围 netLength某网络的总长度必须在什么范围内(可按长度或延迟)0 / 0(不限制)
物理 → 网络长度公差 netLengthTolerance等长组里各线长度允许差多少±25.4
物理 → 差分对 differentialPair差分线的线宽、两线间距、长度误差线宽 0.127/0.254/2.54,间距 0.152,长度误差 0.254(案例 B 改成了 5)
物理 → 盲埋孔 blindVia盲孔/埋孔的起始层、结束层、尺寸(多层板才用)空
物理 → 过孔尺寸 viaSize过孔外径 / 内径的最小、默认、最大外径 0.5/0.61/10,内径 0.3/0.305/6.3
物理 → 高 height元件最大高度(防止撞外壳)0(不限制)
平面 → 内电层 innerPlane多层焊盘接内电层的方式:发散 / 直连,发散线宽、间距、角度发散,0.254,90°
平面 → 铺铜 copperRegion单层焊盘、多层焊盘、导线接铺铜的方式焊盘发散 0.254 / 90°,导线直连
扩展 → 助焊扩展 pasteMaskExpansion钢网开口比焊盘大/小多少焊盘 0,测试点 −25.4(不开钢网)
扩展 → 阻焊扩展 solderMaskExpansion阻焊开窗比焊盘大多少焊盘 0.051,过孔 −25.4(盖油),测试点 0.051
安全间距:一张“谁和谁之间隔多远”的表,点表头可以批量修改
图 7.1-2安全间距:一张“谁和谁之间隔多远”的表,点表头可以批量修改
导线:线宽的最小/默认/最大,可以按层分别设
图 7.1-3导线:线宽的最小/默认/最大,可以按层分别设

三种规则的优先级#

对话框底部写着:“规则分配优先级为:区域规则 > 网络-网络规则 > 网络规则,不同图元设计规则冲突时,将依据优先级取优先级高的值”。也就是:越具体的规则越优先。

网络规则:每个网络用哪套规则(默认都是 copperThickness1oz)
图 7.1-4网络规则:每个网络用哪套规则(默认都是 copperThickness1oz)
区域规则:给某个约束区域指定规则
图 7.1-5区域规则:给某个约束区域指定规则

例子:让所有电源线自动变粗#

  1. 「设计规则」→ 物理 → 导线,右键新建一套规则,起名“power”,默认线宽 0.5 mm
  2. 「设计」→「网络类管理器…」新建网络类“电源”,把 VBUS、3V3、GND 加进去(见下)
  3. 回到设计规则 →「网络规则」标签,把“电源”这个网络类的导线规则改成 power
  4. 以后画这些网络的线,起始线宽自动就是 0.5 mm;DRC 会检查有没有画细了

约束区域#

「放置」→「约束区域」画一个框,然后在「区域规则」里给它指定规则。典型用途:BGA、QFN 芯片下面引脚很密,那一小块允许更细的线和更小的间距,其他地方保持宽松。

导入导出配置#

底部的「导入配置 / 导出配置」可以把整套规则存成文件,换工厂或者团队统一规则时用;「恢复默认」一键回到嘉立创默认工艺。

网络管理#

管理器位置作用
网络类管理器设计菜单把一批网络编成组(如“电源”“USB”),规则按组设置
差分对管理器设计菜单指定哪两根线是一对差分信号(B-3 实测,含“自动生成”要点「应用」的坑)
等长网络组管理器设计菜单指定一组要求长度相等的网络(如 DDR 数据线)
xNet设计 → xNet → 创建 xNet / 根据元件创建 / 根据选择的焊盘创建一根信号中间串了电阻时,把“电阻两边”当成同一条信号来算长度
焊盘对组管理器设计菜单指定两个焊盘之间这一段(而不是整条网络)的长度约束
引脚延迟管理器工具菜单芯片内部引线也有长度,在这里填进去,等长计算更准
网络类管理器:左边新建类,中间“未选择”的网络用 > 移到右边
图 7.1-6网络类管理器:左边新建类,中间“未选择”的网络用 > 移到右边
等长网络组管理器:同样的穿梭框形式
图 7.1-7等长网络组管理器:同样的穿梭框形式
设计 → xNet 子菜单
图 7.1-8设计 → xNet 子菜单
焊盘对组管理器:选两个焊盘组成一对
图 7.1-9焊盘对组管理器:选两个焊盘组成一对