Allegro 使用培训手册Word文档格式.docx
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3.1.2复制技术说明法27
3.2添加归档文件外框28
3.3高亮显示电源和地网络29
3.4约束管理器的设置29
3.4.1普通线宽和线距设置31
3.4.2电源线宽设置32
3.4.3差分线宽和线距设置34
3.4.3.1与Cadence14.x版本兼容的设置方案34
3.4.3.2Cadence15.0差分信号属性的设置方案38
3.5电源和GND的大致划分区域40
3.6光绘的输出设置43
第四章布线、修线、加测试点和DRC检查48
4.1走线48
4.2移动线49
4.3修线50
4.4查看走线布通率50
4.5加在线测试点52
4.6DRC检查53
第五章调整丝印、Valor检查和铺铜55
5.1丝印调整55
5.2添加板名、条目和防静电标识符55
5.3Valor检查57
5.4铺铜57
第六章光绘输出和检查61
附录1Allegro菜单对应的command命令65
概述
作为流行的EDA工具之一,Cadence一直以来都受到了广大EDA和电路设计工程师的青睐,然而Cadence的使用之繁琐又给广大初学者带来了不少麻烦,对于部分自己做PCB的硬件研发工程师和公司新招募的EDA工程师,许多人都对Cadence软件不熟悉,不知到怎样由原理图打包并转到Allegro的PCB中、不知怎么对Allegro的环境变量进行设置、不知如何进行布局和布线、不知布线之后如何检查和输出光绘等等。
基于以上原因,本人做了该培训文档,通过本部一块PCB单板从原理图打包到生成光绘文件的全套流程的学习,可以使EDA工程师或者硬件研发的新员工能够独立进行PCB设计。
本书采用图解、视频配合文字说明的方式,形象而生动地演示每一个操作步骤,使初学者能够按部就班地操作和实践,并能迅速领会每个布骤的具体含义。
使硬件研发工程师和公司新招募的EDA工程师对Cadence使用有一个总的了解,使他们能对Cadence软件尽快上手。
本书适合cadence15.0的初、中级学员。
本书共分六章:
第一章
原理图打包和Allegro界面概述
第二章
制作板外框、颜色设置、叠层设置、元件布局和尺寸标注
第三章
布局之后的各项设置
第四章
布线、修线、加测试点和DRC检查
第五章
调整丝印、Valor检查和铺铜
第六章
光绘输出和检查
附录1Allegro菜单对应的command命令
我提供的工程文件有七个目录,它们的名称和作用分别是:
1.Chapter1~Chapter6(文中第1章至第6章涉及到的文件)
2.Movie(相应的操作的视频演示,已经链接到文中)
在文中出现的视频演示,如果你不能正常打开的话,请安装TechSmithScreenCaptureCodec解码器,该文件在目录:
\\training\movie\TSCC.exe。
第一章原理图打包和Allegro界面概述
1.1使用Cadence的条件
公司的原理图设计一般选用的是Cadence的Concept-HDL软件,原理图设计完成之后需要打包生成网络表文件并转换到Allegro的PCB环境中,在进行原理图打包之前需要三个条件:
1.映射I盘:
⏹使用康讯的库的时候映射\\Eda-server\kxlib\
⏹使用本部的库的时候映射\\Eda-server\company_libs\
2.将库中焊盘和元件的路径指正确
设置步骤是:
●点击ProjectManager中的Setup按钮弹出如下窗口:
图1.1ProjectManager的Setup按钮窗口
●再点击Allegro的Setup按钮弹出如下窗口:
图1.2设置库中焊盘和元件的路径
关于上图1.2的UserPreferenceEditor的详细介绍请看\\training\chapter1目录下的UserPreference详细说明.PDF和allegro_user_preference.PDF文件。
3.建立PCBENV目录:
在C盘根目录下建立该目录并将Cadence安装目录下\\Cadence\PSD_15.0\share\pcb\text\的env文件Copy到C:
\pcbenv下
1.2打开ProjectManager
当这三个条件满足之后通过开始菜单打开ProjectManager,打开的步骤入下图所示:
图1.3运行ProjectManager
运行
运行ProjectManager之后会出现ProjectManager的窗口:
图1.4ProjectManager窗口
通过原理图培训,大家已经掌握了如何新建了一个项目,在这里不再赘述,如果有不清楚的请看一个操作的例子:
新项目建好之后,其界面和相应的图标说明如下:
图1.5ProjectManager说明窗口
1.3原理图打包
在原理图准备好之后就可以通过点击工具栏图标:
“DesignSync=>
ExportPhysical”按钮进行原理图打包了,显示窗口如下:
图1.6原理图打包到Allegro
其中的各项参数参照图示1.6的选项即可,InputBoard(输入板名)和OutputBoard(输出板名)的地方可以选择同一文件名,也可以选择不同的文件名输出。
选择不同的文件名方式,一旦有错误的话,还可以使用原来的文件,选择相同的文件名方式,一旦有错误的话,原文件就被覆盖掉了,如果事先没有做文件备份,这将是很糟糕的事情,所以,这个地方要注意。
在参数设置好之后,点击“OK”按钮,就进行原理图打包了。
1.4Allegro的使用界面说明
在ProjectManager窗口中,点击“Layout”按钮就可以进入Allegro编辑界面,Allegro的窗口界面的说明如下图所示:
图1.7Allegro窗口说明
1.1.4.1工具栏说明
其中工具栏的图标在相应的菜单栏中都可以找到,其对应关系如下:
图1.8工具栏说明
红色的文字就是菜单栏的选项。
2.1.4.2调整工具栏
如果你嫌工具栏图标太多或者太少,可以通过菜单View=>
Customization=>
Toolbar自己增加或者减少一些不常用的图标,不过,由于Cadence在这个地方存在bug,可能在你修改过之后,下次启动时,又被重新恢复到默认设置状态,所以,提醒大家不要对它进行调整了,就采用默认设置即可。
图1.9更改工具栏
3.1.4.3控制栏说明
控制栏主要有三大选择项:
Option、Find和Visibility。
其中“Option”选项由于选择的命令不同,相应的界面变化较大,在这里就不详细说明了,在接下来的实际操作过程中会有具体说明;
“Find”和“Visibility”相应的界面变化较小。
图1.10工具栏Visibility选项
“Visibility”下的“Views”可以用于快速切换窗口显示,其中的列表项内容是在进行过光绘的输出设置之后,就可以显示出来。
“Visibility”下的“layer”的意思就是对各层进行打开或者关闭显示,将小方框里打上“√”表示打开这层的显示,取消“√”表示不显示该层。
图1.11工具栏Find选项
以移动命令为例,说明一下“Find”选项含义。
选择菜单Edit=>
Move,再看“Find”选项如上图1.11所示,其中有多个复选框可供选择,想移动什么东西,一定要将其对应的复选框钩上“√”,比如,如果想要移动元件,首先点击一下“AllOff”按钮,关闭所有的复选框,然后再将复选框“Symbols”钩上“√”,就可以对元件进行移动了。
4.1.4.4略缩图和状态栏说明
Cmd有三种状态:
1.绿色:
动作正常状态
2.红色:
命令执行状态,不可中断
3.黄色:
命令执行状态,但可以通过点击下边的Stop或Esc按钮退出
图1.12略缩图和状态栏
5.1.4.5命令输入窗口说明
绝大多数的Allegro的菜单中的命令都有相对应的命令名字,我们可以通过在命令行中输入相应的“名字+回车”,可以和通过鼠标点击相应的命令达到一样的效果。
比如,要移动元件,可以输入“move”然后回车即可。
图1.13命令输入窗口
详细的Allegro命令集见本书结尾的附录1。
6.1.4.6颜色设置窗口说明
打开颜色设置层是通过菜单Display=>
Color/Visibility命令或者点击工具栏图标:
“
”。
在Allegro里的设计文件可以包含很多不同的层面,每个层面在板子上对应一个SubClass,又把一定关系的SubClass归类为一个Class,同样把一些一定关系的Class归类为一个Group,所以Allegro在操作打开和关闭每个层面都很方便快捷。
遗憾的是,铜箔不能单独成为一个Class,所以走线和铜箔必须同时显示,或者同时关闭,这一点不方便。
图1.14颜色设置窗口
7.1.4.7记录和回放
该功能可以录制一些常用的动作或一些简单的操作,在下次使用到相同的动作时就可以回放这些录制的Script。
比如:
颜色的设置、网格大小的设置等等。
录制的记录方式采用的是文本文件格式,修改起来比较方便,在\\chapter1的目录中,我提供给大家三个关于网格大小的Script文件(0.1mm的grid、0.5mm的grid、1mm的grid),大家将这三个文件放置到:
\\PSD_15.0\share\pcb\text\script目录中,这是Script的库目录,这样就可以在library中调用这三个文件了。
运行菜单:
File=>
Script,打开的窗口如下图:
图1.15记录和回放使用
1.5Allegro目录结构
8.1.5.1Allegro文件目录结构
Allegro的文件目录可以分为三部分:
安装路径、工作路径和用户环境路径
1.安装路径:
系统默认安装路径为:
C:
\cadence\PSD_15.0
2.工作路径:
系统默认工作路径为:
\PSD_DATA
3.用户环境路径:
●Win2000用户在首次使用Allegro会在系统盘下产生一个pcbenv用户环境目录
●WinXP用户会在系统盘下\\DocumentandSettings下的用户文件夹下面产生pcbenv
9.1.5.2环境目录
作用:
记录软件默认的一些参数,初始化工作界面以及保存用户修改的参数设置
Allegro有两个环境目录文件:
1.系统环境目录:
$INSTAL_DIR\PSD_15.0\share\pcb\text
2.个人环境目录:
$HOME\pcbenv
推荐:
●为了减少不必要的重装软件的麻烦,不要随意更改系统目录中的文件。
●个人环境目录里的文件可以更改
方法:
在系统环境变量里加变量home值:
绝对路径,如d:
\,这样个人环境目录即为:
D:
\pcbenv,环境变量的位置在:
我的电脑=>
右键属性=>
高级=>
环境变量,请看下图:
图1.17环境变量设置窗口
第二章制作板外框、颜色设置、叠层设置、元件布局和尺寸标注
在原理图打包结束之后就可以点击“Layout”图标进入到Allegro环境中,由于部分元件焊盘是在cadence13.6版本上做的,所以,用15.0版本的Cadence打包我提供的原理图可能不会成功,请选用我提供的工程文件:
\\chapter2\Allegro_training_archive,在该目录的physical子目录下有一个chapter2_1.Brd文件就是打包之后的PCB文件,接下来就以该文件为例子进行以下的讲解。
2.1制作板外框
任何一块PCB都要有外框存在,而且都应该是闭合的,有尺寸可以测量的,下面我们学习根据结构图如何绘制PCB的外框。
结构图在\\chapter2目录下,
。
在绘制板框前,先要根据板的外形尺寸确定PCB的工作区域的大小,已知PCB长和宽分别为200mmX128mm,选择菜单目录Setup=>
DrawingSize打开DrawingParameters设置窗口,参照下图进行设置:
1.单位就使用毫米,这样与结构图相一致,使用方便
2.纸张大小就按照默认设置
3.精确度为小数点后4位
DrawingExtents一定要设置好,留有一定的余量放置板的归档框和技术说明,关于这四个参数的意义,请看下面的图示说明:
图2.1设置工作区
原点为:
(0,0),屏幕的左下角坐标(-50,-50);
左上角坐标(-50,300);
右上角坐标(450,300);
右下角坐标(450,-50)。
这样宽度就是500mm,高度为350mm。
图2.2工作区参数的含义
在工作区设置好之后就可以选择命令Add=>
Line或者点击工具栏图标“
”来绘制边框了,注意一下“Option”中的参数的设置,一定要选择BoardGeometry和Outline,具体的图示见下图的参数说明:
图2.3制作边框参数设置
在参数设好之后,我们采用输入坐标的方式精确绘制板框,本部EDA规定一般PCB的左下角为原点(0,0),这么规定的好处是大家步调一致,这样改别人的PCB板,或者别人改你做的板都不会感觉尺寸混乱。
根据结构图计算出PCB右下角坐标将是(200,0);
右上角坐标将是(200,128);
左上角坐标将是(0,128)。
绘制步骤如下:
●选择命令Add=>
”
●设置“Option”的参数
●鼠标点击命令输入窗口,输入字符:
“x00”(x空格0空格0回车键),注意空格和小写字符,引号不必输入,每次命令输入之后一定加回车键确认执行该命令。
●X轴方向增量200mm,输入字符:
“ix200”,注意不要理会鼠标的位置
●Y轴方向增量128mm,输入字符:
“iy128”
●X轴方向增量-200mm,输入字符:
“ix-200”
●Y轴方向增量-128mm,输入字符:
“iy-128”
●点击右键,选择Done结束命令
这样PCB的板框就绘制完成了,不清楚的地方请看实际操作的例子:
2.2放置定位孔
根据结构图,我们需要在板四周放置4个Φ3.5mm的孔,其中3个非金属化的,一个是金属化的,这4个孔需要从库中调入到PCB上,下面学习如何从库中调入元件,运行命令Place=>
Manually或者点击工具栏图标“
”,然后选择AdvanceSettings选项,在Listconstruction中,复选框“Library”选上。
然后回到PlacementList表中。
参看图示说明:
图2.4调入元件的库设置
这时的点击Packagesymbols左边的“+”号,就可以看到库中的元件了,如果你看不到Packagesymbols目录,这说明你的环境变量没有设置正确。
请参看上一章的用户参数设置。
下面我们就在这个库中调入4个Φ3.5mm的孔,找到“HOLE3R5”并在它左端的方格中打上“√”表示选中,移动到PCB板上随便放置在哪都可以,等一下精确定位,如此,重复三次,调入三个Φ3.5mm的非金属化孔。
金属化孔的名字是“HOLE3R5P”,找到它也调入到PCB中,这样,就完成了,四个Φ3.5mm的孔的调入,请看操作实例:
下面的任务就是根据结构图精确放置这四个Φ3.5mm的孔了,通过计算得知这四个孔的坐标分别为:
(5,5)、(5,123)、(195,123)、(195,5),其中(5,5)的点放置的是金属化的孔,选取命令Edit=>
Move或者点击工具栏图标“
”,注意右边“Option”和“Find”参数的设置:
图2.5放置元件的参数设置
放置的步骤如下:
●选取命令Edit=>
●“Option”和“Find”参数的设置正确,选择“SymOrigin”
●点取HOLE3R5P元件,在命令行输入“x55”,回车确认
●点取HOLE3R5元件,在命令行输入“x5123”,回车确认
●点取HOLE3R5元件,在命令行输入“x195123”,回车确认
●点取HOLE3R5元件,在命令行输入“x1955”,回车确认
●右键Done结束命令
不清楚的地方请看具体的操作例子:
2.3颜色层的设置
下面学习一下如何设置颜色层,所有EDA软件都是分层管理的,每个层都代表不同的意义,每个层都可以加以颜色区分,可以打开或者关闭其显示,Allegro的颜色管理是按照分类管理的,主要分成7个Group:
1.Geometry
2.Stackup
3.Components
4.Manufacturing
5.Areas
6.Analysis
7.Display
在这7个Group下边又分了许多的子类(Subclass),关于每层的含义在这里就不再详细说明了,自己看一下帮助文件或者摸索一下就会清楚的,毕竟大家都是做PCB的嘛,触类旁通。
一些常用的层需要打开并加以颜色区分,比如,边框层、尺寸标注、丝印、焊盘、走线层等等。
颜色可以根据个人的习惯进行设置,采用默认设置是不可取的,因为Allegro所有层的默认设置都是一种颜色。
接下来的操作实例就是对各层进行颜色设置和打开显示处理,请参照实例进行操作:
2.4添加叠层
Allegro系统默认的PCB板都是两层板,这块板我们需要调整到4层层压结构,即在TOP层和BOTTOM层中间添加GND层和VCC层,由于这两层是电源的平面层,通常要在出光绘的时候需输出成负片,负片的好处是不易出错、数据量小、省事等等。
添加层数的命令是Setup=>
Cross-section或者点击工具栏图标“
”也可以,打开的窗口如下:
图2.6叠层的参数说明
左边的小按钮可以进行添加或者删除叠层的处理,注意每层之间要加入FR-4材料层,具体的操作步骤请参看实例:
2.5元件布局
下面就应该进行元件的布局了,元件的布局有两种方式:
●快速将元件罗列到PCB周围,根据元件管脚的飞线连接状态进行布局。
●根据原理图逐个将元件调入到PCB中,安照原理图的次序进行摆放。
对于第一种方式在PCB不复杂,而且对原理图比较熟悉的情况下适用,通常我们选用第二种方式较合适,原理图的哪些元件是放在一起的,那么,PCB对应的元件也要放在一起。
10.2.5.1第一种方式布局
第一种方式的执行菜单命令为:
Place=>
Quickplace
●Edge的4个参数表示与PCB边框放置的位置:
上、下、左和右。
●Side的两个参数表示放置在顶层还是底层。
●Placeallcomponents表示将所有元件一起放进来,上边的3个参数表示有选择的放入。
●Unplacedsymbolcount表示未放进来的元件的个数,通常没有放进来的元件一般是由两个原因造成的:
1.元件的焊盘不正确或者没有
2.当前的工作区域过小,元件摆不下
图2.7快速放置元件窗口
第一种方式布局的实际操作步骤见例子:
11.2.5.2第二种方式布局
第二种方式布局需要与原理图结合使用,使用时注意以下两点:
●打开原理图,命令状态是SelectObject即功能按钮
是选中的状态
●打开PCB的Place=>
Manually窗口,并一直保持打开状态
然后在原理图中点选一个元件,切换到Allegro窗口并放置到板内,再切换到原理图窗口选取下一个元件,又切换回Allegro窗口并放置到板内,依此类推,将元件放置完毕。
第二种方式布局的实际操作步骤见例子:
上一个例子只是说明如何从原理图中调入元件,仅介绍了方法,并没有将所有元件都布上,布局是一个很复杂的步骤,布局的好坏直接影响到以后的走线效率,布局工作做得好,到以后走线时会节省大量的时间,如果,布局搞得比较糟糕,不仅布线的时间会大大地加长,而且,有可能还会影响到板子的性能和指标,比方说,数字电路部分元件被放置在模拟区;
终端匹配电路被放置到驱动端,这都对性能和指标有严重的影响。
磨刀不误砍柴功,布局花的时间长一点没有什么坏处。
2.6移动元件
在布局的工程中会用到移动和旋转元件,下面以X7(RJ11)接口元件为例说明一下精确放置元件的方法。
结构图给出的尺寸都是以元件中心定位的,但当我们想精确地放置某个元件的时候,最好不要以元件的中心为参考点移动和定位元件,因为,Cadence元件库的中心和结构图给出的器件的中心不一定是一致的,很容易搞错。
通常都是以元件的某个管脚来定位的,一般习惯选用第一脚来定位,也可以选用其它脚,但元件的安装孔则不能选用(没有管脚名)。
通过计算得知X7的第一脚的坐标为(61.825,5.02),下面就以X7的第一脚的坐标来精确放置该元件,其步骤如下:
1.打开Place=>
Manually窗口(或者点击工具栏图标“
”),从“Componentsbyrefdes”列表中找到并选中X7,然后将X7调入到板内
2.点击“OK”按钮关闭placement窗口
3.运行Edit=>
Move命令或者点击工具栏图标“
4.将右边移动命令的参数设置一下,“Find”列表中仅将“Symbols”前面的小方框打上钩(表示选中),其它的都不要选中;
“Option”列表的“Point”的下拉列表项中,将“SymPin#”选中,同时,在下面弹出的“Symbolpin#:
”中填入数字“1”(通常默认是1)
5.点击X7元件,再点击屏幕底下的命令输入行,输入如下命令:
“x61.82515.02”回车确认
6.点击右键Done结束命令
这样就将X7元件移动到指定的位置,具体操作见实例:
旋转元件分两种方式:
固定式和移动式。
●固定式:
元件不动,运行Edit=>
Spin命令,仅将元件旋转某个角度,右边参数可以设定旋转中心点和转角;
状态栏可以动态显示当前旋转的角度。
●移动式:
在移动元件的同时右键选择“Rotate”命令,边移动边调整方向,参数设置、状
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