1、節選自altium designer7使用手冊中部分布局布線部分。元件布局的基本規則按電路模塊進行布局，實現同一功能的相關電路稱為一個模塊，電路模塊中的元件應采用就近原則，同時應將數字電路和模擬電路分開。定位孔、標準孔等非安裝孔周圍1.27mm內不得貼裝元器件，螺釘等安裝孔周圍3.5mm（對應 M2.5 螺釘）、4mm（對應 M3 螺釘）內不得貼裝元器件。繪制 PCB圖 6-8 【Cluster Placer】布局結果圖 6-9 【Statistical Placer】布局結果6.2.3 自動推擠布局多個元件堆積在一起時候（如圖 6-10 所示），可采用自動推擠布局將元件平鋪開。設計自動推擠參

2、數。執行菜單命令【Tools】|【Component Placement】|【Set ShoveDepth】，彈出推擠深度設置對話框，如圖 6-11 所示。推擠深度實際上是推擠次數，推擠次數設置適當即可，太大會使得推擠時間延長。系統執行推擠是類似于雪崩的推擠方式。執行菜單命令【Tools】|【Component Placement】|【Shove】，出現十字光標，在堆疊的元件上單擊鼠標左鍵，會彈出一個窗口，顯示鼠標單擊處堆疊元件列表和元件預覽，如圖 6-12 所示。在元件列表中單擊任何一個元件，開始進 行執行推擠，自動推擠布局結果如圖 6-13 所示。元件堆疊圖 6-10 元件堆疊圖 6-11

3、 推擠深度設置對話框圖 6-12 彈出式疊放列表和預覽圖 6-13 自動推擠布局結果6.3 系統布線當元件的布局布好之后，就需要對整個系統進行布線，布線總體上分為自動布線和手動布線兩種。但是隨著微電子技術的發展對布線的要求有了很高的要求，于是就有了等長臥裝電阻、電感（插件）、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件殼體短路。元器件的外側距板邊的距離為 5mm。貼裝元件的焊盤外側與相鄰插裝元件的外側距離不得大于 2mm。金屬殼體元件和金屬件（屏蔽盒等）不能與其他元器件相碰，不能緊貼印制線、焊盤，其間距應大于 2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其他方孔外側距板邊的尺寸大于 3

4、mm。發熱元件不能緊鄰導線和熱敏元件；高熱器件要均勻分布。電源插座要盡量布置電路板的四周，電源插座與其相連的匯流條接線端應布置在同側。特別應注意不要把電源插座及其他焊接連接器布置在連接器之間，以利于這些插座、連接器的焊接及電源線纜設計和扎線。電源插座及焊接連接器間距應考慮方便電源插頭的插拔。其他元器件的布置：所有的 IC 元件單邊對齊，有極性元件極性標示明確，同一電路板上極性標示不得多于兩個方向，出現兩個方向時，兩個方向應互相垂直。板面布線應疏密得當，當疏密差別太大時候應以網狀銅箔填充，網格大于 8mil（或者 0.2mm）。貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件的虛焊。重要信號線不準從插

5、座腳間通過。貼片單邊對齊，字符方向一致，封裝方向一致。有極性的器件在以同一板上的極性標示方向盡量保持一致。6.2.2 自動布局PCB 編輯器元件布局命令【Component Placement】在【Tools】命令菜單中所示。元件布局和布線前，應在電路板的“KeepOutLayer”層，用 Line 或 Arc 畫出禁止布線的區域。執行菜單命令【Tools】|【Component Placement】|【Auto Placer】,打開自動防置對話框，【Cluster Placer】：群集式放置。系統根據元件之間的連接性，將元件劃分成一個個的群集（Cluster），并以布局面積最小為標準進行布局

6、。這種布局適合于元件數量不太多的情況。【Statistical Placer】：統計式放置。系統以元件之間連接長度最短（原理圖中），為標準進行布局。這種布局適合于元件數目比較多的情況（如元件數目大于100）。選中【Quick Component Placement】復選項，系統采用高速布局。該選項同時具有優化布局的功能，因此，勾選時，布局結果更合理。按圖所示選擇自動放置選項，單擊 OK 按鈕，系統開始自動布局。選擇不同的自動布局模式會有不同的布局結果，為【Cluster Placer】布局結果，【Statistical Placer】布局結果。自動布局的結果往往不能滿則設計需求，還需要手工布局

7、。用戶可以參考本例項目電路板的布局調整。布線、實時阻抗布線、多線軌布線、交互式布線、智能交互式布線、交互式調整布線長度等。下面將逐一介紹：6.3.1 自動布線1. 布線的一般規則畫定布線區域距 PCB 邊1mm 的區域內，以及安裝孔周圍 1mm 內，禁止布線。電源線盡可能寬，不應低于 18mil；信號線寬不應低于 12mil；CPU 入出線不應低于10mil（或 8mil）；線間距不低于 10mil。正常過孔不低于 30mil。雙列直插：焊盤 60mil，孔徑 40mil。1/4W 電阻：51×55 平方 mil（0805 表貼），直插時焊盤為 62mil，孔徑為 42mil。無極電

8、容：51×55 平方 mil（0805 表貼），直插時焊盤為 50mil，孔徑為 28mil。注意電源線與地線應盡可能呈放射狀，以及信號線不能出現回環布線。上述一般布線規則只針對于普通的低密度板設計。Altium Designer 7.0 具有 Altium 的 Situs Topological Autorouter 引擎，該引擎完全集成到 PCB 編輯器中。Situs 引擎使用拓撲分析來映射板卡空間。在布線路徑過程中判斷方向，拓撲映射提供很大的靈活性，可以更加有效地利用不同的規則的布線路徑。Altium 也完全雙線支持 SPECCTRA 自動布線。在導出時可自動保持現有板塊布線，

9、通過 SPECCTRA 焊盤堆棧控制 Altium Designer，應用網絡類別到 SPECCTRA 進行有效的基于類的布線約束，生成 PCB 布線。自動布線前，一般需要根據設計要求設置布線規則，在這里只采用系統默認的布線規則。Altium Designer 中自動布線的方式靈活多樣，根據用戶布線的需要，既可以進行全局布線，也可以對用戶指定的區域、網絡、元件甚至是連接進行布線。因此可以根據設計過程中的實際需要選擇最佳的布線方式。下面將對各種布線方式做簡單介紹。單擊菜單【Auto Route】，打開自動布線菜單。2. 全局自動布線執行菜單命令【Auto Route】|【All】，將彈出布線策略

10、對話框，以便讓用戶確定布線的報告內容和確認所選的布線策略，【Routing Setup Report】區域【Errors and Warnings 0 Errors 0 Warnings 1 Hint】：錯誤與警告。本例有 1個提示（Hint）：Hint：no default SMDNeckDown rule exists（未定義 SMDNeckDown 規則）。單擊灰色【default SMDNeckDown】，打開 SMDNeckDown 規則對話框（所示），設置引線相對于焊盤的收縮量，在這里不用修改。圖 6-18 自動布線結果3. 指定網絡布線執行菜單命令【Auto Route】|【Ne

11、t】，出現十字光標。單擊布線的網絡（焊盤），彈出窗口顯示相關的網絡信息，如圖 6-19 所示。圖 6-19 彈出窗口顯示網絡信息將光標指向彈出窗口的列表中，單擊要布線的網絡名稱或焊盤，系統開始布線，布線結果如圖 6-20 所示。被點擊網絡布線完成后，光標仍處于網絡布線狀態，可以繼續點擊其他網絡進行布線。4. 網絡類布線執行菜單命令【Auto Route】|【Net Class】，打開選擇網絡類布線對話框，如圖 6-21所示。選擇要布線的網絡類，單擊 OK 按鈕，系統對該網絡類進行布線，布線結果如圖 6-22所示。布線完成后，回到選擇網絡類布線對話框，繼續選擇其他網絡類進行布線。單擊 Cance

12、l按鈕，結束網絡類自動布線。圖 6-20 網絡布線結果 圖 6-21 選擇網絡類布線對話框圖 6-22 網絡類布線結果5. 指定連接布線執行菜單命令【Auto Route】|【Connection】，出現十字光標。圖 6-23 彈出窗口顯示信息13第 6 章 繪制 PCB圖 6-14 自動布線菜單圖 6-15 布線策略對話框【Report Contents】：報告內容列表包括如下規則內容。【Routing Widths】：布線寬度規則。【Routing Via Styles】：過孔類型規則。【Electrical Clearances】：電氣間隙規則。【Fanout Styles】：布線扇出類

13、型規則。【Layer Directions】：層布線走向規則。【Drill Pairs】：鉆孔規則。【Net Topologies】：網絡拓撲規則。【SMD Neckdown Rules】：SMD 焊盤線頸收縮規則。10第 6 章 繪制 PCB在焊盤或者飛線上單擊左鍵，出現如圖 6-23 所示對話框。系統對被點擊連線布線。與指定網絡布線的最大區別是，指定連線布線每次只完成一條飛線的連接。如果被點擊處有多個連接存在，也會出現彈出窗口。指定連接布線結果如圖 6-24 所示。完成一個連接布線后，光標仍處于布線狀態，可以繼續進行布線，單擊鼠標右鍵取消布線狀態。圖 6-24 指定連接布線結果6. 指定區

14、域布線執行菜單命令【Auto Route】|【Area】，出現十字光標。點擊確定布線區域的起點，移動光標出現一個白色框，如圖 6-25 所示。再點擊則確定布線區域的終點，系統開始對完全在區域內的連接進行布線，布線結果如圖 6-26 所示。圖 6-25 設置布線區域 圖 6-26 指定連接布線結果7. 指定空間布線在較為復雜的設計中，通常將元件按功能劃分為多個模塊，每個模塊指定為一個空間（Room）。Altium Designer 可以對每個 Room 進行單獨布線。打開軟件自帶實例 D:Program FilesAltium Designer Summer 08ExamplesReferenc

15、e【Unroutable pads】：未布線焊盤規則。【SMD Neckdown Width Warnings】：SMD 焊盤線頸收縮錯誤規則。【Pad Entry Warnings】：焊盤入口錯誤規則。單擊規則名稱，窗口自動跳轉到相應的內容，同時也提供打開相應規則設置對話框的入口。圖 6-16 SMDNeckDown 規則設置對話框【Routing Strategy】區域列表框，列出布線策略名稱，用戶可以添加新的布線策略，系統默認為雙面板布線策略。單擊 RouteAll 按鈕，系統開始按照布線規則自動布線，同時自動打開信息面板，顯示布線進程信息，如圖 6-17 所示，布線結果如圖 6-18

16、所示。圖 6-17 信息面板11Altium Designer 7 使用指導手冊DesignsMulti-Channel Mixer 中的 Mixer_Placed.PcbDoc。執行菜單命令【Auto Route】|【Room】，出現十字光標。在其中一個 Room 中單擊，系統開始對該 Room 中的元件布線，布線結果如圖 6-27所示。圖 6-27 Room 自動布線結果8. 指定元件布線執行菜單命令【Auto Route】|【Component】，出現十字光標。在要布線的元件上單擊鼠標左鍵，系統開始對元件的連接進行布線，如圖 6-28 所示。圖 6-28 指定元件自動布線結果9. 指定元

17、件類布線15第 6 章 繪制 PCB執行菜單命令【Auto Route】|【Component Class】，打開選擇元件類布線對話框，如圖 6-29 所示。圖 6-29 選擇元件類自動布線結果選擇元件類，單擊“OK”按鈕，系統對選擇的元件類進行布線，布線結果如圖 6-30所示。圖 6-30 指定元件類自動布線結果10. 選中的元件的連接關系布線選中要布線的元件。執行菜單命令【Auto Route】|【Connection On Selected Components】，系統對選中的16Altium Designer 7 使用指導手冊元件布線，如圖 6-31 所示。圖 6-31 選擇元件的自動

18、布線結果該布線方法也可以針對多個選擇的元件。11. 選中元件間的連接布線選中要布線的元件。執行菜單命令【Auto Route】|【Connection Between Selected Components】，系統對選中的元件之間布線、元件間的連接都會完成布線（包括元件本身內部的連接）如圖6-32 所示。圖 6-32 選擇元件間的自動布線結果12. 扇出布線扇出布線主要針對表貼式元件焊盤，將SMD元件的焊點往外拉出一小段銅膜走線后，再放置導孔與其他網絡完成連接。Altium Designer 提供 9 種扇出布線方式，集中在菜單【Auto Route】|【Fanout】，如圖 6-33 所示。

19、圖 6-33 扇出布線菜單全局扇出布線【All】：對當前電路板所有的 SMD 元件的焊點進行分析，對能夠扇出布線的焊盤進行扇出布線。圖 6-34 所示為扇出布線的當前情況。執行菜單命令【Auto Route】|【Fanout】|【All】，彈出扇出選項對話框，如圖 6-35所示，對話框各選項的設置如下。【Fanout Pads Without Nets】：扇出焊盤，包括無網絡的。【Fanout Outer 2 Rows of Pads】：兩行焊盤向外扇出。【Include escape routes after fannout completion】：扇出成功后包括逃逸布線。單擊 OK 按鈕后

20、，執行扇出布線。圖 6-34 扇出布線前的情況18第 6 章 繪制 PCBMembers”列出當前的 PCB 中所有網絡名稱。“Members”列表框為當前類中包含的網絡名稱，此時為空白。圖 6-36 對象類資源管理器在“Non Members”列表框中選擇要等長布線的網絡名稱，單擊右向單箭頭，將其歸入當前類“ZGD”，如圖 6-37 所示，單擊 Close 按鈕，關閉對象類資源管理器。執行菜單命令【Design】|【Rules】，打開 PCB 規則系統參數編輯器，如圖 6-38 所示。在左側規則目錄區域的“High SpeedMatched Net Lengths”上單擊鼠標右鍵，從右鍵菜單

21、中執行【New Rule】，添加新規則。新規則作為【Matched Net Lengths】的子規則，默認名稱是 Matched Net Lengths，單擊該名稱，PCB 規則系統參數編輯器右側規則編輯窗口打開，如圖 6-39 所示。圖 6-37 將指定網絡歸入當前類20Altium Designer 7 使用指導手冊圖 6-38 PCB 規則系統參數編輯器圖 6-39 設置布線規則執行菜單命令【Auto Route】|【Net Class】，打開選擇網絡類布線對話框，如圖 6-40所示。選擇等長布線的網絡名稱“ZGD”。單擊 OK 按鈕，系統按一般布線規則進行布線，如圖 6-41 所示。執

22、行菜單命令【Tools】|【Equalize Net Lengths】，系統按等長布線規則匹配一次等長布線，通常布線的復雜程度決定了匹配次數的多少。21第 6 章 繪制 PCB圖 6-40 選擇網絡類布線對話框圖 6-41 一般規則布線的結果6.3.3 實時阻抗布線高速高密度多層 PCB 的 SI/EMC（信號完整性/電磁兼容）問題長久以來一直是設計師不得不面對的最大設計挑戰。目前隨著主流的 MCU、DSP 和處理器大多工作在 100MHz以上（少數甚至已工作到 GHz 以上），而且越來越多的高速 I/O 端口和 RF 前端也都工作在 GHz 級以上，再加上應用系統的小型化趨勢導致的 PCB

23、空間縮小問題，這些因素均使得今天的高速高密度 PCB 設計變得越來越普遍。高速信號會導致 PCB 上較長的互連走線產生傳輸線效應，它使得 PCB 設計師必須考圖 6-35 扇出選項對話框電源層網絡扇出布線【Power Plane Net】：只對電源層（內電層）網絡的表貼焊盤進行扇出布線。信號層網絡扇出布線【Signal Net】：只對信號層網絡的表貼焊盤進行扇出布線。網絡扇出布線【Net】：對單個網絡進行扇出布線。執行該命令后出現十字光標，在要執行的扇出布線的網絡上（焊盤）單擊左鍵，單擊的網絡被扇出布線。連接扇出布線【Connection】：對有連接關系的表貼焊盤進行扇出布線，結果與網絡扇出布

24、線類似。元件扇出布線【Component】：元件本身的焊盤扇出布線。選中的元件扇出布線【Selected Component】：與元件扇出布線類似，只是可以同時對多個選中的元件進行扇出布線。焊盤扇出布線【Pad】：對被單擊的焊盤進行扇出布線，而與其有連接關系的其他焊盤不執行扇出布線。空間扇出布線【Room】：對 Room 內的所有表貼焊盤進行扇出布線。6.3.2 等長布線高速電路布線特別是差分信號布線通常要求布線平行和長度相等。平行的目的是要確保差分阻抗的完全匹配，布線的平行間距不同會造成差分阻抗不匹配。等長的目的是確保時序的準確與對稱性，即確保信號在傳輸線上的延遲相同。因為差分信號的時序跟這

25、兩個信號交叉點（或相對電壓差值）有關，如果不等長，則此交叉點不會出現在信號振幅的中間，也會造成相鄰的兩個時間間隔不對稱，增加時序控制的難度，不利于提供信號的傳輸速度。不等長也會增加共模信號的成分，影響信號完整性。例如像 CPU 到北橋芯片的時鐘線，它不同于普通電器上的線路，在這些線路上以100MHz 左右或更高的頻率高速運行的信號對線路長度十分敏感，不等長的時鐘布線路徑會引起信號的不同步，進而造成系統不穩定。這樣某些線路需要以彎曲的方式走線，以調節長度，下面就來簡單介紹等長布線執行菜單命令【Design】|【Classes】，打開對象類資源管理器，如圖 6-36 所示。首先要確定電路中需要等長

26、布線的網絡，鼠標并將它們歸入一個大類中，如“NetClasses”。在左側的類目錄樹區域的 Net Classes 上單擊鼠標右鍵，從彈出的右鍵菜單選擇執行【Add Class】，即添加一個類。在類目錄樹區域和右側的列表框中都出現“New Class”。在目錄樹區域使用直接編輯功能（單擊兩次激活文本框）修改類名稱，如“ZGD”。右側出現兩個列表框“Non19Altium Designer 7 使用指導手冊慮傳輸線的延時和阻抗匹配問題，因為接收端和驅動端的阻抗不匹配都會在傳輸線上產生反射信號，而這會對信號完整性產生很大的影響。另一方面，高密度 PCB 上的高速信號或時鐘走線會對間距越來越小的相鄰

27、走線產生越難準確量化的干擾問題，從而產生惱人的EMC 問題。SI 和 EMC 問題均會導致 PCB 設計過程的反復，從而導致產品的開發周期一再延誤。一般來說，高速高密度 PCB 需要復雜的阻抗受控布線策略才能確保電路正常工作。隨著新型器件的電壓越來越低、PCB 密度越來越大、邊沿轉換速率越來越快、以及開發周期越來越短，SI/EMC 挑戰日趨嚴峻。為了滿足這一挑戰，今天的 PCB 設計師必須采用系的方法來確保 PCB 設計是可工作的和可制造的。采用過去的設計規則已經無法滿足今天的時序和信號完整性要求，現在必須采取新的包含仿真功能的工具才能確保設計成功。阻抗（Impedance）是傳輸線（transmission line）上輸入電壓對輸入電流的比率值。Altium Designer 提供了實時阻抗控制布線的功能，即阻抗控制布線長度，下面就簡單介紹一下實時阻抗