PCB设计与布线基础技术 · 基础技术 · 重点理解

foundation-18 Constraint与DRC:不同Net的规则从哪里来

沿需求、规则、检查与修复理解同一几何为何可能得到不同结果,并识别放宽规则掩盖问题的错误做法。

学习本课前,你需要知道

如果还不熟悉,可以先回看对应基础课。

上一课学会量铜与孔的间隔。现在还差一个关键问题:量出来以后,拿什么判断够不够?为什么相同线宽在一条网络上通过,在另一条上却报错?

快速理解 · 检查器比较的是已输入的要求

Constraint(约束) 表达设计要满足什么;Design Rule(设计规则) 把这些要求落实到对应对象上。例如:某类连接允许多宽,哪两种铜之间至少留多少距离。

DRC(Design Rule Check,设计规则检查) 把实际设计与有效规则比较,发现问题时可能显示 DRC Marker(设计规则违规标记)。检查器不会自动知道你漏填或填错的全部工程要求。

下图采用明确的教学假设,只检查一项线宽,不声称是真实电源设计数值。比较“按要求修正铜”和“只放宽规则”:哪个真正解决了原来的要求?

从要求到规则:检查器在比较什么
教学假设:只比较线宽;不是生产设计规则对象:普通控制网生效下限:0.20 mm实际线宽:0.25 mm本项比较结果该线宽项通过其他检查未在图中执行只说明它满足本例普通网线宽下限。所有数值仅为比较练习,未进行电流或温升计算。教学假设:只比较线宽;不是生产设计规则对象:电源支路生效下限:0.40 mm实际线宽:0.25 mm本项比较结果该线宽项不通过其他检查未在图中执行标记同样的铜宽,不满足本例电源支路要求。所有数值仅为比较练习,未进行电流或温升计算。教学假设:只比较线宽;不是生产设计规则对象:电源支路生效下限:0.40 mm实际线宽:0.45 mm本项比较结果该线宽项通过其他检查未在图中执行这里按原要求修正铜宽;随后还须复查周围间隔。所有数值仅为比较练习,未进行电流或温升计算。教学假设:只比较线宽;不是生产设计规则对象:电源支路生效下限:0.10 mm实际线宽:0.25 mm本项比较结果该线宽项通过其他检查未在图中执行规则被放宽了,但铜没变,原设计要求仍未满足。所有数值仅为比较练习,未进行电流或温升计算。

本例假设普通控制网的最小线宽为0.20 mm,实际0.25 mm通过这一项。它不代表所有普通网络的通用宽度,也没有代替间距、连接等其他检查。

为什么?深入理解 · 相同几何可以面对不同要求

网络类别是规则组织,不是把网短接

Net Class(网络类别) 可以让有共同要求的 Net(网络) 共用相应设置。但同类网络仍有各自的电气身份,不能因此连在一起。类别应由真实需求决定,不能为了消除告警把某条网改放到更宽松的类别。

至少认识两组常用规则

Width Rule(线宽规则) 检查 Width(线宽);Spacing Rule(间距规则) 检查 Spacing / Clearance(间距/净距要求)。间距还可能按两个类别之间的关系设置,并非只看某条网单独的一个值。

Via Rule(过孔规则) 还要看允许的层间连接范围、焊盘与孔等条件。不能因为一个过孔模型可以被放进画面,就认为它必然适合当前板和网络。换层的物理连接在下一课展开。

规则可能来自默认设置、网络类别、单个网络、层或对象类别;具体怎样覆盖和生效取决于软件。检查时看当前对象真正使用的有效规则,不能只看某一页表格的默认值。

规则需要真实来源

Fabricator Capability(板厂制造能力) 告诉你相应制造条件能做到什么;Datasheet(器件数据手册)、项目电气要求和公司规范还可能要求更宽或更大的间隔。几类条件要同时满足,板厂能做的最小值并不自动成为所有网络的最佳值。

正确规则下出现违规,应先检查网络归类、对象与测量口径,再修设计。若确认规则配置本身错误,也应根据真实依据修正规则并重新检查,而不是为了把告警数量清零随意放宽。

三种检查视角互相补充

ERC(Electrical Rule Check,电气规则检查) 更偏向原理图中的电气连接约定,例如不合适的引脚类型连接或需要关注的未连接端。是否属于错误还依器件和设计意图判断,不能把每个未连接引脚都当作错误。

DFM(Design for Manufacturing,面向制造的设计) 关注实际加工和装配能力。PCB设计规则检查可以包含部分制造相关规则,但一次检查通过不等于板厂和装配端的全部条件都已覆盖。术语和检查范围在不同工具中也可能有重叠,要看具体执行了什么。

工程应用 · 看到一个标记后怎样处理
  1. 读取违规类别、参与对象和所在层,定位真正的铜、孔或边界。
  2. 核对对象属于哪个网络、规则来自哪里,以及实际值和要求值各是多少。
  3. 规则与依据正确时,调整路径、宽度、间隔或相关位置来修设计。
  4. 改动后重新检查受影响区域,必要时更新整板检查,确认结果对应当前设计。

例如加宽一根线可以修复宽度问题,却可能挤占旁边的合法间隔。删掉或隐藏违规标记也不会修正铜,旧检查结果则不能保证后来的修改仍然合格。

为什么“零违规”仍不等于优秀布局

零违规只说明这次已执行的检查没有发现违反其有效规则的问题。规则可能遗漏、来源可能错,器件位置也可能难以装配,路径可能有不必要绕行。实际连接意图、空间和工程判断仍需复核。

现在只需要记住

需求是依据,规则是表达,检查是比较,修复要回到真实设计。 不用更宽松的类别或参数掩盖没有解决的问题。

后续深入:第5阶段:约束管理器;第5阶段:检查与定位违规;第8阶段:布线中的规则约束。

原要求明确有效,一段电源铜太细。只把检查下限调小,让标记消失,能否认为问题已解决?
提示

规则值改变不会自动改变铜的物理能力。

资料依据与示意边界

依据用户提供《印制电路板(PCB)设计基础》(Christopher T. Robertson著、刘雷波译)印刷第66~67、70~71、76~81、94、101页作原创解释。图示不按比例,不是软件截图;教材历史工艺数值不作为本课制造规则。

教材中检查与分类的原则作原创整理;现代网络类别、生效规则、违规标记及实际软件反馈复用项目已有第5与第8阶段核验材料。示例数值是本课假设,不是教材表格或制造建议。

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00入门未学习
基础PCB设计与布线基础技术未学习
01PCB 基础未学习
02PCB 连接未学习
03层叠未学习
04阻抗未学习
05Allegro未学习
06封装未学习
07布局未学习
08布线未学习
09高速未学习
  • 9-15Allegro 17.4高速实操:从约束到布线、调整与检查待开放
  • 9-16Stage 9综合练习:为一版高速Layout作出有依据的判断待开放
10DFM待开放

课程准备中,开放后会显示在这里。

11项目实战待开放

课程准备中,开放后会显示在这里。

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