當(dāng)我在研究實(shí)驗(yàn)室工作并為我們的自制光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)PCB時(shí)，我的布局很糟糕。我們并不擔(dān)心包裝，有限的電路板空間或緊湊的布線等小事。只要我們能夠?qū)⑺斜匦璧慕M件出現(xiàn)在電路板上并最終電路板成為印刷電路，我們就感到高興。

一旦我們的顯微鏡系統(tǒng)變得更復(fù)雜，連接我們的高速自定義圖像我們的顯微鏡設(shè)備意味著我們現(xiàn)在必須在狹小的空間限制范圍內(nèi)工作，以免我們擁有巨大的PCB，并且在一個(gè)更巨大的顯微鏡的側(cè)面懸掛著一堆光學(xué)連接。我們突然被迫想出創(chuàng)意組件布局和布線策略，只是為了讓我們所有的組件都適合狹小的空間。

除非你正在使用HDI板，否則你的機(jī)械約束很嚴(yán)重設(shè)備，您可能不擔(dān)心您的主板上的可用空間。隨著組件密度的增加和需要更多連接，您需要使用一些創(chuàng)意路由方法和層堆棧，以確保在設(shè)計(jì)規(guī)則中運(yùn)行時(shí)可以放置所有必需的連接。 AltiumDesigner?中功能強(qiáng)大的CAD和布線工具可以幫助您放置和布線組件，同時(shí)節(jié)省可用的電路板空間。

初始原理圖捕獲和布局

工作在多層電路板上，地平面位于頂部信號(hào)層的正下方，可以大大改善您的布線策略。如果成本或某些其他約束禁止使用具有四層或更多層的電路板，您仍然可以使用具有分離電源和接地層的雙層電路板，盡管在所有情況下您的布線可能不會(huì)太緊。使用多層板可以將信號(hào)放置在信號(hào)正下方，從而降低EMI敏感度。您還可以使用過(guò)孔直接連接到地平面來(lái)縮短或消除某些連接。

首先，我們要在Altium中定義層疊層。可以在層堆棧管理器中定義板層疊，預(yù)浸料，芯和表面材料。轉(zhuǎn)到“設(shè)計(jì)”下拉菜單，然后單擊“圖層堆棧管理器”。此對(duì)話框允許您設(shè)計(jì)自己的疊層，或者您可以在“預(yù)設(shè)”下拉菜單中使用模板。下圖顯示了從預(yù)設(shè)模板創(chuàng)建的四層堆棧。

定義四層板在Altium中

此對(duì)話框允許您更改電路板中的許多材料屬性。這為您提供了顯著的可定制性，因?yàn)槟恼鎸?shí)電路板可能會(huì)使用FR-4的替代品作為電路板基板。您還可以在圖層之間定義鉆取對(duì)，并且可以在當(dāng)前疊層中添加或刪除圖層?，F(xiàn)在，我們將堅(jiān)持使用四層板，以便我們可以根據(jù)需要輕松地將一些信號(hào)丟棄到地面。

默認(rèn)情況下，電路板只會(huì)在“組件”之間定義一個(gè)鉆頭對(duì)側(cè)“和”焊接側(cè)“層。在這里，我們要定義“組件側(cè)”和“地平面”層之間的鉆頭對(duì)，以及“組件側(cè)”和“動(dòng)力平面”層之間的鉆頭對(duì)。

在我們的四層板中定義鉆頭

Altium包含許多交互式路由功能易于開(kāi)始布線電路板，尤其是在使用FPGA等高引腳密度元件時(shí)。根據(jù)您為電路板定義的圖層堆棧和鉆孔對(duì)，Altium將決定如何最好地路由您的連接，同時(shí)仍符合您的設(shè)計(jì)規(guī)則。

將原理圖捕獲為PCB布局

一旦定義了電路板疊加，就可以將原理圖捕獲為初始布局并開(kāi)始安排組件。我們將使用的原理圖包括一個(gè)連接到3個(gè)1到32解碼器的緩沖器。為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，我們?cè)诿總€(gè)解碼器中啟用了所有1到8節(jié)，但您可以使用第二個(gè)緩沖區(qū)或其他電路輕松控制每個(gè)1到8節(jié)的啟用/禁用。

在Altium中有幾個(gè)IC的原理圖

接下來(lái)，你需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新PCB并打開(kāi)它。轉(zhuǎn)到“設(shè)計(jì)”菜單，然后選擇“從......導(dǎo)入更改”。這將打開(kāi)一個(gè)ECO對(duì)話框，允許您將原理圖中的所有更改導(dǎo)入空白印刷電路板。單擊“執(zhí)行更改”按鈕后，Altium將檢查錯(cuò)誤，然后將組件放入空白PCB。您新創(chuàng)建的布局如下所示：

Altium設(shè)計(jì)規(guī)則中的布線寬度規(guī)則

現(xiàn)在我們可以按照我們希望它們出現(xiàn)在電路板上的方式開(kāi)始安排組件。您可以根據(jù)自己的需要自由安排組件，但我們希望盡可能地安排它們。這將防止在更高的信號(hào)切換速度下轉(zhuǎn)換到傳輸線行為并消除終止的需要。一種可能的布局如下所示：

在最終確定路由之前我們的初始IC布局。

此時(shí)，我們應(yīng)該決定是自動(dòng)還是手動(dòng)進(jìn)行路由。如果計(jì)算已在原理圖中定義的連接數(shù)，您將看到需要在布局中定義103個(gè)連接。手動(dòng)鋪設(shè)所有這些連接將花費(fèi)大量時(shí)間。相反，我們可以指定路由策略并允許Altium在檢查我們的設(shè)計(jì)規(guī)則時(shí)實(shí)現(xiàn)它。

轉(zhuǎn)到“路徑”菜單，然后選擇“自動(dòng)路由”和“全部...”。這將打開(kāi)Situs?Routing Strategies對(duì)話框，如下圖所示。您將能夠查看適用于多種不同路由策略的所有適用設(shè)計(jì)規(guī)則。您也可以定義自己的策略。在這里，我們將使用“默認(rèn)多層板”策略。

Altium中的路由策略對(duì)話框

單擊“全部路由”按鈕開(kāi)始路由。該工具將需要一些時(shí)間來(lái)執(zhí)行，因?yàn)樗枰鶕?jù)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)則評(píng)估每個(gè)跟蹤。工具完成后，組件之間的連接將顯示在頂層，您現(xiàn)在可以定義板的形狀。在實(shí)際應(yīng)用中，電路板形狀需要更大以容納其他組件，但我們可以了解該電路板占用的不動(dòng)產(chǎn)量。如果您測(cè)量電路板，我們會(huì)看到該電路板占用約5.6平方英寸。

我們的布線電路董事會(huì)

請(qǐng)注意，錯(cuò)開(kāi)每個(gè)1到32個(gè)解碼器會(huì)使自動(dòng)路由工具有足夠的空間在必要時(shí)放置過(guò)孔，并防止多條跡線重疊超出必要的范圍。

一種替代的，效果較差的策略

如果我們只使用沒(méi)有電源或地平面的雙層電路板的默認(rèn)設(shè)置，我們也可以嘗試路由該板使用自動(dòng)路線工具。嘗試返回上面顯示的Layer Stack Manager，選擇默認(rèn)的雙層配置，并創(chuàng)建一個(gè)新的空白PCB。您現(xiàn)在可以創(chuàng)建與以前相同的布局，并使用“自動(dòng)路由”工具放置連接。自動(dòng)路線工具將生成如下所示的布局：

雙層板上的最終路由

< p>此布局占用的面積約為7.2平方英寸。使用四層疊加可以使用比兩層板少24％的空間。由于四層板包括直接位于頂層下方的接地平面，因此與簡(jiǎn)單的雙層板相比，它不易受EMI影響。顯然，創(chuàng)意組件放置不是影響電路板布局的唯一因素;層堆棧起著至關(guān)重要的作用。

如果您沒(méi)有注意到，使用這兩層疊層還需要我們將額外的走線路由到電源/地總線或單獨(dú)的電源/接地點(diǎn)。這可以進(jìn)一步增加所需的印刷電路空間，并且不會(huì)消除此布局中固有的EMI敏感性。

通過(guò)原理圖捕獲捕獲供應(yīng)鏈，Altium的用戶友好型工作流程管理解決方案可以確保您知道實(shí)現(xiàn)任何項(xiàng)目的路徑長(zhǎng)度。 Altium中嚴(yán)格的規(guī)則驅(qū)動(dòng)環(huán)境使您可以控制路由策略。再加上先進(jìn)的CAD工具和布線功能，您將能夠設(shè)計(jì)出符合任何布線要求的現(xiàn)代PCB。 Altium中的CAD工具和布線功能為PCB設(shè)計(jì)樹立了新標(biāo)準(zhǔn)。

如果您想了解更多有關(guān)Altium如何幫助您實(shí)施創(chuàng)意路由策略的信息，請(qǐng)立即與Altium專家交流。/p>