講解和分享PCB設(shè)計(jì)規(guī)則檢查器的編寫(xiě)技巧

本文介紹了一種PCB設(shè)計(jì)規(guī)則檢查器(DRC)系統(tǒng)的編寫(xiě)方法。 使用電路圖生成工具獲得PCB設(shè)計(jì)后，可以運(yùn)行DRC來(lái)查找違反設(shè)計(jì)規(guī)則的故障。 這些操作必須在后續(xù)處理開(kāi)始之前完成，并且電路圖生成工具的開(kāi)發(fā)人員必須提供大多數(shù)設(shè)計(jì)人員可以輕松掌握的DRC工具。

編寫(xiě)自己的 PCB 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查器有很多優(yōu)點(diǎn)。 雖然設(shè)計(jì)檢查器并不是那么簡(jiǎn)單，但也不是高不可攀，因?yàn)槿魏问煜がF(xiàn)有編程或腳本語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者都可以完全設(shè)計(jì)檢查器。 這項(xiàng)工作的好處是無(wú)法估量的。

然而，通用的營(yíng)銷(xiāo)工具往往不夠靈活，無(wú)法滿足特定的設(shè)計(jì)需求。 因此，客戶必須向DRC工具開(kāi)發(fā)人員反映新的功能需求，這通常需要一定的資金和時(shí)間，特別是當(dāng)需求不斷更新時(shí)。 幸運(yùn)的是，大多數(shù)工具開(kāi)發(fā)人員可以為客戶提供編寫(xiě)自己的 DRC 的便捷方法，以滿足特定需求。 然而，這個(gè)強(qiáng)大的工具并沒(méi)有得到廣泛的認(rèn)可或使用。 本文提供了最大限度地發(fā)揮 DRC 工具優(yōu)勢(shì)的實(shí)用指南。

由于DRC必須遍歷整個(gè)PCB設(shè)計(jì)電路圖，包括每個(gè)符號(hào)、每個(gè)引腳、每個(gè)網(wǎng)絡(luò)、每個(gè)屬性，因此如果有必要它還可以創(chuàng)建無(wú)限的“附加”文件。 如第 4.0 節(jié)所述，DRC 可能會(huì)指出與設(shè)計(jì)規(guī)則的任何微小偏差。 例如，所附文檔之一可能包含設(shè)計(jì)中使用的所有去耦電容器。 如果電容低于或高于預(yù)期值，電源線可能出現(xiàn)dv/dt問(wèn)題的地方會(huì)被標(biāo)記為紅色標(biāo)記[1]。 這些附加文件可能是必要的，但并非所有商業(yè) DRC 工具都可以創(chuàng)建這些文件。

DRC的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是很容易更新以滿足新的設(shè)計(jì)特征（例如那些可能影響設(shè)計(jì)規(guī)則的特征）的需要。 而且，一旦你在這個(gè)領(lǐng)域獲得了足夠的經(jīng)驗(yàn)，你就可以實(shí)現(xiàn)許多其他的功能。

例如，如果你可以編寫(xiě)自己的DRC，你就可以編寫(xiě)自己的BOM創(chuàng)建工具，這樣你就可以更好地處理特定的用戶需求，例如如何獲取“額外的硬件”（例如插座、散熱裝置或螺絲刀） 對(duì)于不屬于電路圖數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)備。 或者設(shè)計(jì)者可以編寫(xiě)自己的Verilog網(wǎng)表分析器，其在設(shè)計(jì)環(huán)境中具有足夠的靈活性，例如如何獲取適用于特定器件的Verilog模型或時(shí)間文件。 事實(shí)上，由于DRC遍歷整個(gè)設(shè)計(jì)電路圖，因此可以收集所有有效信息以輸出PCB設(shè)計(jì)Verilog網(wǎng)表分析所需的仿真和/或BOM。

在不提供任何程序代碼的情況下討論這些話題是牽強(qiáng)的。 為此，我們以電路圖采集工具為例。 本文采用Mentor GraphICs公司開(kāi)發(fā)的ViewDraw工具，該工具隸屬于PADS designer產(chǎn)品線。 另外，我們還使用了ViewBase工具，它是一個(gè)簡(jiǎn)化的C例程庫(kù)，可以調(diào)用并訪問(wèn)ViewDraw數(shù)據(jù)庫(kù)。 借助ViewBase工具，設(shè)計(jì)人員可以輕松地用C/C語(yǔ)言為ViewDraw編寫(xiě)完整、高效的DRC工具[2][3]。 應(yīng)該注意的是，這里討論的基本原理也適用于任何其他 PCB 電路圖工具。

除了電路圖數(shù)據(jù)庫(kù)之外，DRC還需要一些可以描述特定情況的輸入文件，例如自動(dòng)連接到電源平面的合法電源網(wǎng)絡(luò)名稱。 例如，如果電源網(wǎng)絡(luò)名為 POWER，則電源層將自動(dòng)連接到使用后端封裝設(shè)備（例如 ViewDrawpcbfwd）的電源層。 輸入文件列表如下。 這些文件必須放在一個(gè)固定的全局位置，以便DRC能夠自動(dòng)找到并讀取它們，然后在運(yùn)行時(shí)將這些信息保存在DRC中。

*文件合法_ pwr_ net_ 名稱可選。 該文件包含了POWER信號(hào)的所有合法網(wǎng)絡(luò)名稱，例如VCC和V3_3P和VDD。 在PCB布局/布線工具中，有必要區(qū)分大小寫(xiě)。 一般情況下，VCC不等于Vcc或vcc。 VCC可以是5.0V電源，而V3_3P可以是3.3V電源。 legal_ pwr_ net_ Name 是可選的，因?yàn)楹蠖舜虬O(shè)備配置文件通常必須包含合法電源線網(wǎng)絡(luò)名稱的組合。 如果使用CADence Design System公司的Allegro布線工具，則pcbfwd文件名為Allegro.cfg，入口參數(shù)如下：

• 接地：VSS CGND GND GROUND

• 電源：VCC VDD VEE V3_3P V2_5P 5V 12V

如果DRC可以直接讀取allegro.cfg文件，并且legal_pwr_net_Name，那么可以獲得更好的結(jié)果（即引入錯(cuò)誤的概率很小）。

某些符號(hào)必須具有外部電源線引腳，因?yàn)樗鼈兾催B接到常規(guī)電源線層。 例如，ECL器件的VCC引腳要么連接到VCC，要么連接到GROUND； 其VEE引腳可連接至接地或- 5.0V平面。 另外，電源線插針還可以在到達(dá)電源線層之前先連接濾波器。

電源線引腳通常不外接到設(shè)備符號(hào)。 相反，符號(hào)的屬性（此處稱為 SIGNAL）描述了哪個(gè)引腳是電源引腳或接地引腳，并描述了該引腳應(yīng)連接到的網(wǎng)絡(luò)的名稱。

• 信號(hào)=VCC：10

• 信號(hào)=地：20

DRC可以讀取該屬性并確保網(wǎng)絡(luò)名稱保存在legal_pwr_net_Name文件中，如果legal_pwr_net_name不包含網(wǎng)絡(luò)名稱，那么電源引腳將不會(huì)連接到電源平面，而這個(gè)問(wèn)題是 真的很?chē)?yán)重。PCB加工和PCBA加工廠家將為您講解和分享編寫(xiě)PCB設(shè)計(jì)規(guī)則檢查器的技巧。