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Allegro X PCB Designer

概述

系统公司受到半导体行业提供的新设备和设计方法的影响。新器件通常带来更多挑战,例如增加缩小引脚间距的球栅阵列(BGA)中封装的引脚数。此外,新设备使用基于标准的演进接口,例如DDR3, DDR4, PCI Express® (PCIe®) Gen3, USB 3. 0等, 这些接口可能需要学习在板上实现新方法。伴随着这些日益复杂的技术,公司希望区分他们的产品,使它们更快,更便宜,功能更多,最终产品尺寸更小。结果,许多公司现在外包给低成本地区的公司或与它们合作。为了应对日益增加的复杂性,PCB设计人员需要解决他们的技术和方法挑战的解决方案。

Cadence®Allegro®X PCB Designer是一种可扩展的,经过验证的PCB设计环境,可解决技术和方法论难题,同时使设计周期更短且可预测。PCB设计解决方案提供基本配置和选件配置, 包含使用完全集成的设计流程创建PCB布局所需的一切。基础-Allegro X PCB Designer-包括一个通用的,一致的约束管理解决方案,PCB编辑器,一个自动交互路由器以及用于制造和机械CAD的接口。 PCB编辑器为从简单到复杂的PCB设计提供了一个完整的布局和布线环境-从基本布局,布局和布线到布局复制和高级互连规划。



产品详情

特性

・按需提供基本配置和选件配置,提供可靠,可扩展,经济高效的PCB编辑和布线解决方案

・通过约束-消除了不必要的迭代-驱动的PCB设计流程

・支持有关物理,间距,制造设计(DFF),组装设计(DFA)和测试设计(DFT),高密度互连(HDI)和电气(高速)域的综合规则集

・具有通用,一致的约束管理系统,用于从头到尾创建,管理和验证约束

・第三方应用程序的开放环境可提高生产率,同时提供对同类最佳集成点工具的访问权限


功能

PCB编辑器技术

Cadence PCB设计解决方案的核心是PCB编辑器——这是一种直观的、易于使用的、约束导向型的环境,方便用户创建和编辑从简单到复杂的PCB。它广泛的功能组合解决了当今设计和制造中存在的各种问题。该PCB编辑器提供了而灵活的布局规划工具。基于Allegro X平台的PCB设计分割技术提供了同步设计功能,其功能可缩短布线时间,并加速产品更早的上市。强大的基于形状的走线推挤功能带来了高生产效率的互联环境,同时可实时地显示长度和时序容限。动态铺铜功能提供了在放置和布线迭代时的实时铺地填充和修复功能。该PCB编辑器还可以产生全套底片加工、裸板装配和测试输出,包括Gerber 274x、NC drill和各种格式的裸板测试。

图1 Cadence PCB设计解决方案集成了从简单到复杂PCB设计所需的所有工具

约束管理

约束管理系统实时地显示了物理/间距和高速规则以及它们的状态(根据设计当前所处的状态),并且可适用于设计过程的任一阶段。每个工作表提供了一个电子数据表界面,能够让用户以层级的方式进行定义、管理和确认不同的规则。这种强大的功能应用可以让设计师用图形创建、编辑和评估约束集,使其作为图形的拓扑结构,当作理想的实现策略的电子蓝图。一旦约束被提交到数据库中,它们就可被用来驱动信号线的放置和布线过程。该约束管理系统是完全集成到PCB编辑器中,而约束可以随着设计过程的进行而被实时地确认。确认过程的结果是用图形化的方式表示约束条件是否满足,满足约束用绿色显示,不满足约束就用红色显示。这可使设计师可以及时地看到设计的进度,以及因电子数据表中任何设计变动而产生的影响。

布图规划与布局

约束和规则驱动的方法有利于强大而灵活的布局功能,包括互动和自动的元件布局。工程师或设计师可以在设计输入或布图规划阶段将元件或支电路分配到特定的“区域”。可以通过REF、封装方式、相关信号名、零件号码或原理图表/页面号码来过滤或选择元件。当今的电路板上有成千上万种元器件,需要精确的管理,通过实时的器件装配分析和反馈,得以实现器件装配时从整体上来考虑并满足EMS规则,以提高设计师的设计速度和效率。DFA(可装配型设计)分析(Allegro PCB Design XL和GXL有提供)实现了在互动式元件放置时,实时地进行DFA规则检查。基于一个器件类型和封装排列的二维电子表格,DFA可以实时地检查器件的边到边、边到端或端到端的距离是否违反最小要求,使得PCB设计师可以同步地放置元器件以实现最优的可布线性、可生产性和信号时序要求。

战略规划和设计意图

(GRE-global rounting environment)

由总线互联主导的高度约束、高密度设计可能会花大量时间用于战略性规划和布线。加上当今元件的密度问题、新的信号标准和特定的拓扑结构要求,传统的CAD工具和技术已经不足以满足捕捉设计师的特定布线意图要求。全局布线环境技术(仅限于Allegro X PCB Design GXL)提供了捕捉和贯彻设计师意图所需的技术和方法。通过交互的流程规划架构和全局布线引擎,用户可以第一时间地将他们的经验和设计意图应用到可以了解他们所需的工具中。该解决方案完成了这一目标,让用户创建抽取的互联数据(通过互联流程规划架构),并迅速汇合于一个解决方案中,用全局布线引擎对其加以处理。使用互联提取功能降低了系统需要处理的元件数量。将元件数量从可能存在的成千上万种减少到数百种,从而使手动操作的需要大大地降低。此外,它也降低了用户在互联流程规划架构中可见器件数量,减少了他们需要在物理上进行管理的元件的数量。使用提取数据功能,布线过程中可以通过提取数据比较可布线空间和用户的设计意图是否相一致,从而得以快速完成。所以该布线引擎可以解决布线细节问题,贯彻特定的意图,用户不用时刻盯着屏幕就可以解决布线问题。这代表着当前设计工具的大幅简化,让用户可以更快更有效地完成他们的设计。如今用户可以比以往任何时候更快、更容易地汇合到一个成功的互联解决方案中,通过效率和设计速度的提高缩短了设计周期时间。

图2 交互的布线规划让用户可以创建提取互联数据

设计分割

设计团队越来越分散于世界各地,这就让缩短设计周期时间的相关问题变得更加复杂。手动操作解决多用户问题非常耗时、缓慢而且易于出错。

PCB设计分割技术(Allegro X PCB设计层有提供)提供了多用户、同步的设计方法,实现了更快地上市,并减少了布局时间。使用该技术,同时作业于一个布局图的多个设计师可以共同调用单个数据库,不管小组相隔多远。

设计分割技术让设计师能够将设计分割为多个部分或者区域,由多个设计组成员进行规划和编辑。这样,所有设计师都可以查看所有被分割的部分,并更新设计视窗,监控其他用户部分的状态和进度。这可以大大缩短整个设计周期,并加速设计流程。

交互式走线编辑

PCB编辑器的交互式布线功能提供了强大的、交互的功能,可以使受控自动操作,以维持用户操作,同时将布线效率最大化。实时的、图形的、任意角度的推挤布线让用户可以选择“推挤优先”、“环绕优先”或“仅环绕”模式。推挤优先模式让用户可以建造最合适的互联路径,而实时的、图形布线器会自动地解决动态推挤障碍。布线会自动跳跃障碍,如引脚或导孔。在需要建造数据总线时,贴线优先模式是完美的解决方案。在在环绕优先模式中,布线器图形会跟随其它互联为优先,只有在没有选择的时候才会推开或跳过障碍。仅环绕型执行起来就像环绕优先模式,但没有对其它蚀刻目标的推挤意图。实时嵌入式图形布线引擎可以通过推挤障碍,或者跟随铜皮的障碍,同时动态地跳跃过孔或元件引脚以优化布线。

在编辑时,设计师可以使用一种能够显示具有高速约束的互联下的时序间隙的实时图形化窗口。互联布线还提供了在多个线路上执行群组布线的能力,以及用高速长度或延迟约束进行线路的交互式调整的能力。

图3 动态推挤功能让交互式布线非常容易

动态铺铜

动态铺铜技术提供了实时灌注/修复功能。Shape参数可以被适用于三个不同的方面,参数可以被添加到全局shape, 同类shape,以及单个shape中。走线、导孔和元件添加到动态铜皮中,将会按照其形状自动连接或避让。当物体被移去时,形状会自动填充回去。在编辑完成后,动态铺铜不需要批量自动避让,也不需要其它的后期加工步骤。

RF设计

RF设计要求包括要比以往更快、更精确地解决高性能/高频率电路。RF/复合信号技术为PCB RF设计提供了一种完整的、从前端到后端,从原理图到布局到制造的解决方案。RF技术包含了高级的RF性能,包括参数化创建和编辑RF器件的智能布局功能,以及一种灵活的图形编辑器。一种双向的IFF界面提供了RF电路数据的快速而有效地传输,并进行仿真和确认。这种双向流程消除了电路仿真和布局之间手动和易于出错的迭代。(Allegro X PCB Design XL和GXL级提供了此功能)。

PCB制造

可以进行全套底片加工、裸板装配和测试输出,包括各种格式的Gerber 274x、NC drill和裸板测试。更重要的是,Cadence通过其Valor ODB++界面(还包含Valor Universal Viewer)支持业界倡导的Gerber-less制造。ODB++数据格式可创建精确而可靠的制造数据,进行高质量的Gerber-less制造。

PCB自动布线器技术

自动化的互联环境

设计复杂度、密度和高速布线约束的提高使PCB的手动布线既困难又耗时。复杂的互联布线问题通过强大的、自动化的技术得以解决。这种强大的、经实践证明的自动布线器含有一种批量布线模式,含有众多的用户可定义的布线策略,以及自动的策略调整。互动的布线环境(具有实时互动走线推挤特性)有助于对走线的快速编辑。具有广泛的布图规划功能和完整的元件放置特点的互动式放置环境,使得无需切换应用程序就可以进行放置变更,优化布线。通过使用自动交互式布图规划和放置功能,设计师可以提高布线质量和效率,这与元件布局直接相关。此外,广泛的规则集让设计师可以控制范围广泛的约束,从默认的板级规则到按照线路种类的规则,再到区域规则。

Allegro X产品提供的高速布线能力能够解决线路安排、时序、串扰、布线层的设置,和当今高速电路所需要的特殊器件要求。

自动布线

高级自动布线技术提供了强大的、基于形状的自动布线,有快速、高效率等特点。它的布线算法可对于类型广泛的PCB互连挑战-从简单到复杂,从低密度到高密度-并可满足高速约束的需要。这些强大的算法最高效率地使用了布线区域。为了给各种情形找到最佳的布线方案,布线器使用一种多通路、重视成本、可解决冲突的算法。广泛的规则集提供了物理和电子约束控制的能力。广泛的规则集具有解决设计中各种布线元素的特定规则的灵活性。用户可以定义满足通用物理/间距线路规则所需的规则,和复杂、层级高速规则的分类规则。

可制造性设计

制造性设计能力可以大大提高制造的良品率。制造算法提供了伸展功能,能够根据可用空间自动地加大铜皮间隙。自动铜皮伸展,将铜皮重新定位,创造铜皮与引脚、铜皮与 SMD 焊盘、以及相邻铜皮之间的额外空间,从而提高可制造性。用户可以灵活地定义各种范围的间距值,或者使用默认值。临近的拐角和测试点可以被添加到布线过程中。制造算法会自动使用最优的规则范围,从最大值开始直到最小值。测试点插入可自动添加到可以测试的导孔或焊盘作为测试点。可测试的导孔可以在前端、后端或 PCB 的两边被探测到,支持单面和双面测试器。设计师可以根据它们的制造需要,灵活选择测试点插入方法。为了避免昂贵的测试设备调整,测试点可以是“固定”的。测试点约束包括测试探测表面、导孔尺寸、导孔栅格,和最小的中心间距。

互动式布线编辑

布线编辑器可以简化走线编辑过程。随着新的走线,推挤功能会自动推开原有的走线,围绕引脚进行布线。使用推挤功能,设计师可以沿着现有的走线移动原有的走线部分或导孔,并且在必要的时候推到其它引脚和导孔前端。重像功能使其更容易评估假定的情况。随着走线部分或导孔在指针控制下移动,周围的走线就会被推挤和动态显示,这样经调整的布线可以在接收最终配置前被评估。布线编辑器非常适合密集的多层电路板,有效导孔的位置很难发现。只要在选定的地点点击两次就可以定位导孔。可能的话,可以通过将走线推挤到所需的板层上创造出可选地点。如果不可行,布线编辑器会显示出DRC,并显示附近的有效导孔位置。此外,复制布线功能可以让现有的布线被复制,以完成未布线的总线连接,简化总线的创建。

布局编辑

布局编辑器让设计师迅速放置元件的同时可以同步评估空间、逻辑流程和拥挤度。移动模式让元件可以被作为单一元件或群组进行翻转、旋转、排列、推挤和移动。指导布局模式选择具有最高连通性的元件,计算出其最理想的位置,而不会破坏设计规则或约束。用户可以拒绝也可以接受该位置。只要直接输入XY轴位置就可以放置元件。这种功能对于放置连接器和有固定位置的元件特别实用。密度分析可以通过将PCB与显示区域范围的色图(从高度拥挤到轻微拥挤的区域)重叠,图形化地显示了电路的拥挤度。这有助于确认在哪里进行布局调整,以缓解拥挤度,并提高布线完成率。


成功案例