CAD工具如何帮助PCB设计中的路由验证程序

2019年7月23日

学生和教练正在进行飞行前验证检查的照片

许多年前，我获得了私人飞行员执照。为了准备期末考试，我花了很多时间在小飞机上学习和训练。我已经通过了学生执照的笔试，现在我准备参加实践考试，以证明我有成为一名正式飞行员的实际操作技能。但当我到达机场参加考试时，考试指导老师先把我带到他的办公室，让我拉上一把椅子，然后他开始口头测试我。显然，在他和我一起上飞机之前，他想确认我是否真的了解飞行的规章制度。

事后看来，这很有道理。他想确认我是否已经完成了作为飞行员应该达到的目标，这样我们在飞机上的时间就不会浪费了。如果你不知道飞行的基本规则，你就拿不到飞行员执照。以同样的方式，我们还需要验证PCB设计上的跟踪路由已经按照要求的规格完成。如果没有正确的信号完整性和可制造性路由，就不可能有一个功能板。这里有一些方法，我们可以用我们的CAD工具在PCB设计中运行一些路由验证程序。

PCB设计中路由验证程序的设计规则和约束

为了运行一些路由验证过程，要做的第一件事是在PCB设计工具中完全设置设计规则和约束。不要仅仅满足于基本的规则，要花一些时间来设置你可以使用的所有规则。设置设计规则检查似乎不是一个实际的验证过程，但我不同意这种说法。由于您设置的规则将在您进行路由时为您提供在线指导，因此它们将在您工作时为您进行验证。

您可以为路由设置许多不同的规则和约束。基本设置包括以下内容:

痕迹宽度和间距:PCB设计CAD工具总是能够分配一个公共跟踪宽度值这是用于路由的，但是这些工具通常能够为特定的网络或网络组分配唯一的值。这也适用于轨迹的间距，而且它不仅仅局限于轨迹之间的间距。将有选项设置间距值不同的设计对象，如垫和通孔。
网类:为了控制一组轨迹的设置，PCB设计工具通常提供了设置网的组或类的能力。通过这种方式，您可以通过单个设置更容易地控制这些网的跟踪宽度和间距参数，而不必处理每个单独的网。
区域规则:在某些情况下，可能需要为特定区域设置一组不同的跟踪参数，而不是为大多数板使用的跟踪参数。其中一个例子是in通常需要较小的迹宽的BGA和间距，以便出衬垫。区域规则允许用户指定区域，在这些区域中，普通规则被一组不同的规则临时替换。
跟踪长度:有些网不能超过指定的长度，或者必须保持在指定长度的严格公差内。对于这些网络，您通常可以为它们分配一个跟踪长度规则。当这些规则被违反时，大多数PCB设计CAD系统都会提醒您。
差分对:一些高速网络是成对路由的，因此它们的返回路径被配置为与输出信号完全相同。CAD工具将有一个连接到差分规则的特殊工具，允许用户将一对的两个网作为一个实体路由。

除了这些规则之外，还有专门用于高速路由的规则和约束。这将包括多个网络的跟踪长度匹配，以及向跟踪添加蛇形路由段的能力，以便将它们调优到特定的长度。可以添加到一组迹的另一个专用高速约束是信号路径规则。由于高速信号经常通过信号源和目标之间的电阻等组件，一个高速信号路径规则可以由多个网组成。该规则允许用户控制所有分配的网的长度和其他参数作为一个单一的网。

设计约束的截图，以帮助PCB设计中的路由验证程序

在约束管理器中设置差分对路由的值

PCB跟踪路由的设计规则检查

正如预期的那样，一旦你的PCB设计规则和约束都设置好了，你就可以在进行中和完成后使用它们来全面检查你的设计。像这样手动运行设计规则检查将会发现在路由过程中发生的问题，这些问题可能是您故意引入的，希望稍后能够清除。您还可能遇到这样的情况:您的规则和约束在设计过程中发生了更改，现在可能需要更改一些以前的路由以使其符合。

无论您的环境是什么，定期检查您的设计是否有错误总是一个好主意。在设计完成之后和之前检查规则是绝对重要的你把它送去制造．是的，PCB设计工具有内置的在线检查，但由于上面提到的需要清理的原因，总是有可能出现路由错误。

Cadence PCB设计工具中的3D路由截图