Routing Rule Types

下面将介绍 Routing 类别的设计规则。

Routing 类别的设计规则

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宽度

默认规则：必需 i

该规则定义放置在铜（信号）层上的走线宽度。

约束

宽度规则的约束，适用于所有层。在网格中输入特定层的数值（将光标悬停其上以显示）。

• Preferred Width - 指定在布线时用于走线的首选宽度。

• Min Width - 指定在布线时允许使用的最小走线宽度。

• Max Width - 指定在布线时允许使用的最大走线宽度。

• Check Tracks/Arcs Min/Max Width Individually – 对于该规则所作用网络中的每一条布线路径，检查每一段独立的走线与圆弧的宽度是否落在最小与最大范围内（）。

• Check Min/Max Width for Physically Connected – 对于该规则所作用网络中的每一条布线路径，检查由走线、圆弧、覆铜、焊盘和过孔组合形成的实际布铜宽度是否落在最小与最大范围内（）。

• Use Impedance Profile - 当在 Layer Stack Manager 中至少定义了一个阻抗配置文件时，此选项可用。启用后，使用下拉列表选择所需的阻抗配置文件。当规则以此模式配置时，每个布线层所需的 Preferred Width 会作为指定阻抗配置文件的一部分进行计算（启用该选项时，Min Width 和 Max Width 也会被设置为该值）。规则定义完成后，当你布线一个落在该规则作用范围内的网络时，走线宽度会自动设置为满足该层指定阻抗所需的宽度。启用此选项后，规则中的 Preferred Width 不能编辑，但 Min Width 和 Max Width 可以编辑。

  ► 了解更多关于 为受控阻抗布线配置层叠

• Show values for layer stack – 当在 Layer Stack Manager 中定义了多个层叠时，此选项会出现在对话框中。如果板子包含多个层叠，则必须为每个层叠配置 Width Constraints，可使用图像上方的全层字段，或使用 Layer Attributes Table 中的分层字段。

  ► 了解更多关于 定义与配置子层叠

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  为设计中的每个层叠配置约束。

• Layer Attributes Table - 对话框底部的网格区域会显示层叠中定义的所有信号层，除非启用了 Use Impedance Profile 选项。若启用该选项，则只显示所选阻抗配置文件中可用的层。网格中会显示最小、最大与首选布线宽度以及其他分层信息。布线宽度字段既可通过在图像上方的约束字段中定义数值来全局设置，也可通过直接在表格中输入数值来逐层设置。当启用 Use Impedance Profile 选项时，所需宽度条目会自动计算并填入表格。在此模式下，Preferred Width 数值不可编辑，但 Min Width 和 Max Width 数值可以编辑。

规则应用

Preferred Width 设置会被 Autorouter 遵循。

Min Width 和 Max Width 设置会被 Online DRC 和 Batch DRC 遵循。它们也决定了交互式布线期间可使用的允许数值范围（布线时按 Tab 键，可通过 Properties panel 在已定义范围内更改走线宽度）。如果输入的数值超出该范围，将会自动被裁剪到范围内。

注意

差分对中每个网络的宽度由适用的 Differential Pairs Routing rule 进行监控。

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布线颈缩（Neck-Down）

默认规则：非必需

网络在跨越电路板布线时以不同宽度布线并不少见。例如，进入或离开 BGA 时通常需要比应用的阻抗配置文件所允许的首选宽度更窄的扇出走线。该规则允许你定义这类较窄走线的最大允许总长度，从而使该布线路径仍能提供所需阻抗。

该规则既可在 Constraint Manager 的 Physical 视图中定义，也可在 PCB Rules and Constraints Editor 对话框中定义。

约束

Routing Neck-Down 规则的约束 

Neck-Down Length 用于指定连续布线路径（在该规则作用范围内的每个网络中）的最大允许长度，这些布线路径的宽度介于适用的 Routing Width 规则所定义的 Min Width 与 Preferred Width 之间。或者，也可以使用网格按层定义允许长度。

规则应用

在 Design Rule Checker 对话框中启用 Routing Neck-Down 规则类型检查，以便在在线和/或批量检查中检测相应 DRC 模式下对 Routing Neck-Down 规则的违规。检测到的违规会在设计空间中对应走线上以斜线填充（hatched pattern）标记。

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布线拓扑

默认规则：必需 i

该规则指定在电路板上布线网络时应采用的拓扑。网络的拓扑是指引脚到引脚连接的排列或模式。默认情况下，每个网络的引脚到引脚连接会被安排为总体连接长度最短。出于多种原因会对网络应用拓扑；例如在必须最小化信号反射的高速设计中，网络会采用菊链拓扑；对于地网络，可以应用星形拓扑以确保所有走线回到同一个公共点。

约束

Routing Topology 规则的默认约束

Topology - 定义对该规则作用范围（完整查询）所针对的网络应使用的拓扑。可应用以下拓扑：

• Shortest - 该拓扑连接网络中的所有节点，以获得最短的总体连接长度。

• Horizontal - 该拓扑连接所有节点，并以 5:1 的比例更偏好水平方向的短于垂直方向的短。使用此方法可强制走线朝水平方向布线。

• Vertical - 该拓扑连接所有节点，并以 5:1 的比例更偏好垂直方向的短于水平方向的短。使用此方法可强制走线朝垂直方向布线。

• Daisy-Simple - 该拓扑将所有节点依次串接成链。串接顺序会被计算以获得最短的总体长度。如果指定了源端与终端焊盘，则所有其他焊盘会被串接在它们之间以获得尽可能短的长度。编辑焊盘可将其设置为源端或终端。若指定了多个源端（或终端），它们会在链的两端分别串接在一起。

• Daisy-MidDriven - 该拓扑将源节点置于菊链中心，将负载平均分配，并从源节点两侧分别串接出去。需要两个终端，分别位于两端。多个源节点会在中心串接在一起。如果终端数量不恰好为两个，则使用 Daisy-Simple 拓扑。

• Daisy-Balanced - 该拓扑将所有负载分成若干条等长链，链的总数等于终端数量。然后这些链以星形方式连接到源端。多个源节点会串接在一起。

• Starburst - 该拓扑将每个节点直接连接到源节点。如果存在终端，则它们会在每个负载节点之后连接。多个源节点会像 Daisy-Balanced 拓扑那样串接在一起。

规则应用

批量 DRC，在自动布线期间。

备注

• 使用 Autorouter 时，采用 Shortest 以外的拓扑可能会使布线完成时间更长。

• 使用 From-Tos 定义的自定义拓扑的实现情况，可在对相应网络应用 Routing Topology 设计规则的 Batch DRC 期间进行检查。若 From-To 的焊盘之间存在电气连接，且最短路径中包含该网络的至少一个其他焊盘，则会检测到违规。对于焊盘数量较多（超过 20）或图元数量较多（超过 1024）的网络，将不会检测到违规。

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布线优先级

默认规则：必需 i

此规则为该规则所针对的网络分配布线优先级。自动布线器会使用所分配的优先级数值来衡量设计中每个网络的布线重要性，从而决定应优先布线哪些网络。

约束

Routing Priority 规则的默认约束

Routing Priority - 分配给该规则作用域（完整查询）所针对网络的优先级数值。请输入介于 0 与 100 之间的数值。数值越大，布线时优先级越高。

规则应用

在自动布线期间。

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布线层

默认规则：必需 i

此规则指定允许用于布线的层。

约束

Routing Layers 规则的默认约束

Enabled Layers - 会列出当前为该设计定义的每个信号层（由层叠结构定义）。根据需要使用相应的 Allow Routing 选项启用/禁用某一层上的布线。

规则应用

在线 DRC、批量 DRC、交互式布线期间以及自动布线期间。

注释

使用自动布线器时，设计中每个已启用信号层的布线方向是在 Situs Autorouter 设置中定义的。方向在 Layer Directions dialog 中指定，可通过在 Situs Routing Strategies dialog 中单击 Edit Layer Directions 按钮访问。

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布线拐角

默认规则：必需 i

此规则指定自动布线期间使用的拐角样式。

约束

Routing Corners 规则的默认约束

• Style - 指定使用哪种布线拐角样式。提供以下三种样式：
  • 90 Degrees。
  • 45 Degrees。
  • Rounded。
• Setback - 这两个字段允许你在使用 45 Degrees 与 Rounded 拐角样式时定义 setback 的最小值与最大值。setback 是从“真实”拐角位置（即使用 90 Degrees 样式时会存在的位置）到自动布线器开始倒角或圆角处理的点之间的距离，用于有效控制斜接尺寸或拐角半径。

规则应用

此规则旨在供第三方自动布线器使用，这些自动布线器将 45° 布线作为后处理来实现。Situs Autorouter 不遵循此规则，因为它将 45° 布线作为原生过程实现。

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布线过孔样式

默认规则：必需 i

此规则指定布线时可使用的过孔样式。你可以在规则约束中为过孔的直径与孔径定义特定的最小/最大/首选值，或使用板级设计中可用的模板。

约束

Routing Via Style 规则的默认约束。将鼠标悬停在图像上可对比两种可用模式。

Mode - 使用下拉列表从以下两种模式中选择：

• Min/Max preferred - 选择此模式可在规则本身中设置过孔直径与孔径的允许值（最小/最大/首选）。
• Template preferred - 选择此模式可使用通过板可用的过孔模板所定义的过孔样式。

Mode = Min/Max preferred

选择此模式后，约束区域会变为以下选项：

• Via Diameter - 指定在布线时放置的过孔直径必须遵守的约束范围值。可定义以下单项数值：
  • Minimum - 过孔直径允许的最小值。
  • Maximum - 过孔直径允许的最大值。
  • Preferred - 过孔直径的首选值。
• Via Hole Size - 指定在布线时放置的过孔孔径必须遵守的约束范围值。可定义以下单项数值：
  • Minimum - 过孔孔径允许的最小值。
  • Maximum - 过孔孔径允许的最大值。
  • Preferred - 过孔孔径的首选值。

Mode = Template preferred

选择此模式后，约束区域会变为以下选项：

• Templates List - 列出可与该规则一起使用的过孔模板。这些是作为 Local Pad & Via Library 一部分而对板设计可用的过孔模板（本地模板或在 Pad Via Template Libraries 中定义的模板）（可通过 PCB Pad Via Templates 面板访问）。对于每个可用模板，会显示以下信息：
  • Template Name - 模板名称（只读）。对于本地模板，会按 IPC 标准使用自动生成的命名。对于来自 PvLib 的模板，该命名可在该库内的模板配置中自定义。
  • Description - 为模板编写的描述（只读）。
  • Library - 模板来源库。可以是 <Local>（过孔在 PCB 文档中定义并随 PCB 文档保存）或已对 PCB 文档开放的外部 Pad Via Template Library（<LibraryName>.PvLib）的名称。
  • Enabled - 启用此选项可使该模板在交互式布线期间可用于放置过孔。

规则应用

在线 DRC、批量 DRC、自动布线期间以及交互式布线期间。

当规则模式设置为 Min/Max preferred 时，适用以下注意事项：

• Preferred 过孔属性由自动布线器使用。
• Minimum 与 Maximum 过孔属性会被在线 DRC 与批量 DRC 遵循。
• Maximum 与 Minimum 过孔属性也决定了交互式布线期间可使用的允许值范围——当你按数字键盘上的 +（或 *）键以切换布线信号层并放置过孔、按数字键盘上的 / 键放置扇出过孔，或按 2 快捷键在不换层的情况下放置过孔时。
• 在交互式布线期间即将放置布线过孔时，你可以按 4 键在 Minimum / Preferred / Maximum / User Choice 过孔定义之间循环切换。当前选中状态会显示在 Heads-Up Display 和状态栏中。你也可以在布线时按 Tab 键打开 Properties panel，并在其中在 Min/Max 规则范围内编辑过孔属性。如果输入的值超出范围，将自动被裁剪到范围内。

• 如果在 Layer Stack Manager 中定义了多个 Via Types（例如通孔与盲/埋孔），则在当前层切换时可能会使用不同的 Via Types。在这种情况下，按 6 键可在允许的 Via Types 之间循环切换。所选 Via Type 会显示在 Heads-Up Display 和状态栏中。或者，按 8 键显示允许 Via Types 的弹出菜单，然后单击所需项。

  User Choice表示上一次使用的过孔设置或所选模板。要更改当前 User Choice 数值，请在交互式布线期间、当过孔悬浮在光标上时按 Shift+V。将打开 Choose Via Sizes dialog，选择一个过孔模板，或输入所需数值（在 Min/Max 规则范围内）。

当规则模式设置为 Template preferred 时，适用以下注意事项：

• 在交互式布线期间即将放置布线过孔时，你可以按 4 键在已启用的过孔模板之间循环切换。所选模板会显示在 Heads-Up Display 和状态栏中。你也可以在布线时按 Tab 键打开 Properties panel，并在其中更改当前应用的过孔模板。
• 如果在 Layer Stack Manager 中定义了多个 Via Types（例如通孔与盲/埋孔），则在当前层切换时可能会使用不同的 Via Types。在这种情况下，按 6 键可在允许的 Via Types 之间循环切换。所选 Via Type 会显示在 Heads-Up Display 和状态栏中。或者，按 8 键显示允许 Via Types 的弹出菜单，然后单击所需项。

注释

为了控制盲孔与埋孔的尺寸，可以针对不同的层对分别设置单独的规则。例如，要控制顶层与中间层 1 之间盲孔的过孔尺寸，可使用以下作用域（完整查询）：

(StartLayer = 'Top Layer') and (StopLayer = 'Mid-Layer1')

要控制中间层 2 与中间层 3 之间埋孔的过孔尺寸，则应使用以下作用域：

(StartLayer = 'Mid-Layer2') and (StopLayer = 'Mid-Layer3')

或者，不创建单独规则也可以，通过 OR 扩展同一条规则查询，如下所示：

((StartLayer = 'Top Layer') and (StopLayer = 'Mid-Layer1')) or((StartLayer = ' Mid-Layer2') and (StopLayer = 'Mid-Layer3'))

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扇出控制

默认规则：必需 i

此规则指定在设计中对连接到信号和/或电源平面网络的表面贴装器件焊盘进行扇出（fanout）时所使用的扇出选项。从布线角度看，扇出通过添加过孔及其连接走线，将一个 SMT 焊盘“转换”为一个通孔焊盘。这样会大幅提高电路板成功布线的概率，因为信号不再只在顶层或底层可用，而是可在所有布线层上使用。这在高密度设计中尤为必要，因为布线空间非常紧张。

约束

扇出控制规则（Fanout_Default）的默认约束

• Fanout Style - 指定扇出过孔相对于 SMT 器件的放置方式。可用选项如下：
  • Auto - 选择最适合器件工艺/封装的样式，以获得最佳布线空间效果。
  • Inline Rows - 扇出过孔放置在两排对齐的行内。
  • Staggered Rows - 扇出过孔放置在两排交错的行内。
  • BGA - 扇出按照指定的 BGA 选项进行。
  • Under Pads - 扇出过孔直接放置在 SMT 器件焊盘正下方。
• Fanout Direction - 指定扇出方向。可用选项如下：
  • Disable - 不允许对该规则所针对的 SMT 器件进行扇出。
  • In Only - 仅向内扇出。所有扇出过孔及连接走线将放置在器件外接边界矩形内。
  • Out Only - 仅向外扇出。所有扇出过孔及连接走线将放置在器件外接边界矩形外。
  • In Then Out - 先将所有器件焊盘向内扇出。无法按此方向扇出的焊盘应改为向外扇出（如可行）。
  • Out Then In - 先将所有器件焊盘向外扇出。无法按此方向扇出的焊盘应改为向内扇出（如可行）。
  • Alternating In and Out - 尽可能以交替方式对所有器件焊盘扇出，先向内再向外。
• Direction From Pad - 指定 BGA 扇出方向。当对 BGA 器件进行扇出时，其焊盘会被划分为四个象限，并对每个象限内的焊盘同时应用扇出。可用选项如下：
  • Away From Center - 每个象限内焊盘的扇出沿远离器件中心的 45° 方向进行。
  • North-East - 每个象限内所有焊盘均向东北方向扇出（相对水平线逆时针 45°）。
  • South-East - 每个象限内所有焊盘均向东南方向扇出（相对水平线顺时针 45°）。
  • South-West - 每个象限内所有焊盘均向西南方向扇出（相对水平线顺时针 135°）。
  • North-West - 每个象限内所有焊盘均向西北方向扇出（相对水平线逆时针 135°）。
  • Towards Center - 每个象限内焊盘的扇出沿朝向器件中心的 45° 方向进行。在大多数情况下，由于所需扇出空间可能已被其他焊盘的扇出过孔占用，方向无法保持一致。此时，扇出将按下一个可用方向进行（东北、东南、西南、西北）。
• Via Placement Mode - 指定扇出过孔相对于 BGA 器件焊盘的放置方式。可用选项如下：
  • Close To Pad (Follow Rules) - 在不违反已定义间距规则的前提下，扇出过孔将尽可能靠近其对应的 SMT 器件焊盘放置。
  • Centered Between Pads - 扇出过孔将居中放置在 SMT 器件焊盘之间。

规则应用

在交互式布线与自动布线期间。

说明

• 系统会自动创建以下默认的扇出控制设计规则，覆盖常见的器件封装类型（按优先级从高到低列出）。这些规则可编辑，或可根据你的具体设计需求定义其他规则。

  • Fanout_BGA – 查询条件为 IsBGA。
  • Fanout_LCC - 查询条件为 IsLCC。
  • Fanout_SOIC - 查询条件为 IsSOIC。
  • Fanout_Small - 查询条件为 (CompPinCount < 5)。
  • Fanout_Default - 查询条件为 All。

   

• 扇出过孔所使用的样式将遵循适用的 Routing Via Style 设计规则。扇出过程中从焊盘到过孔所铺设的附加走线将遵循适用的 Routing Width 设计规则。

• 要对器件焊盘进行扇出，请确保该器件在任何层上方/下方都没有多边形覆铜（polygon pour）。在创建扇出之前可以先将多边形搁置（shelve），完成后再恢复。

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引线键合

默认规则：不需要

此规则定义与包含 Wire Bonding 的设计相关的约束。

Constraints

• Wire To Wire – 指定相邻键合线 3D 实体之间允许的最小距离。
• Min Wire Length – 指定键合线允许的最小长度。
• Max Wire Length – 指定键合线允许的最小长度。
• Bond Finger Margin – 指定距键合指（bond finger）焊盘边缘允许的最小边距。

Rule Application

批量 DRC

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差分对布线

默认规则：必需 i

此规则定义差分对中每条网络的布线宽度，以及该对网络之间的间距（或间隙）。差分对通常以特定的“宽度-间隙”设置进行布线，以提供该网络对所需的差分阻抗。

了解更多：Differential Pair Routing了解更多：Controlled Impedance Routing

约束

差分对布线规则的默认约束

• Min Width - 指定布线差分对时走线允许的最小宽度。
• Min Gap - 指定在布线期间，同一差分对内不同网络的图元之间允许的最小间距。此设计规则中的 Min、Preferred 与 Max Gap 设置会在差分对被布线、重布线或交互式修改（交互式推挤/滑动，Interactive Sliding）时使用。注意，这些 Gap 设置在 NOT 规则检查（DRC）期间会被使用。在 DRC 期间，Gap 由适用的间距约束（Clearance Constraint）规则进行测试——更多关于如何管理请参阅下方 Notes 。
• Preferred Width - 指定布线差分对时走线的首选宽度。
• Preferred Gap - 指定同一差分对内不同网络图元之间的首选间距。
• Max Width - 指定布线差分对时走线允许的最大宽度。
• Max Gap - 指定同一差分对内不同网络图元之间允许的最大间距。
• Max Uncoupled Length - 指定差分对中正、负网络之间允许的最大非耦合长度（uncoupled length）。

• Use Impedance Profile - 当在 Layer Stack Manager 中至少定义了一个阻抗配置文件（impedance profile）时，此选项可用。启用后，使用下拉列表选择所需的阻抗配置文件。当规则以此模式配置时，每个布线层所需的 Preferred Width 与 Preferred Gap 将作为所选阻抗配置文件的一部分被计算出来。规则定义完成后，当你布线一个落在该规则作用范围内的差分对时，走线宽度与对间隙将自动设置为该层满足指定阻抗所需的数值。

  了解更多：Configuring the Layer Stack for Controlled Impedance Routing。

• Show values for layer stack - 当在 Layer Stack Manager 中定义了多个层叠（layer stack）时，此选项会出现在对话框中。如果电路板包含多个层叠，则必须针对每个层叠配置差分对布线约束，可使用图像上方的全层字段，或使用 Layer Attributes Table 中的分层字段。

  了解更多：Defining and Configuring Substacks。
• Layer Attributes Table - 对话框底部的网格区域会显示层叠中定义的所有信号层，除非启用了 Use Impedance Profile 选项。若启用该选项，则只显示所选阻抗配置文件中可用的层。表格中会显示最小、最大与首选的宽度和间隙约束，以及其他分层信息。布线 Width 与 Gap 字段既可通过图像上方的约束字段进行全局设置，也可在表格中直接输入以逐层设置。当启用 Use Impedance Profile 选项时，所需的宽度条目将为表格中的每一层自动计算并填入。在此模式下，Preferred Width 与 Preferred Gap 值不可编辑，但 Min 与 Max 值可以编辑。

规则应用

在线 DRC、批量 DRC、交互式布线（及重布线）、自动布线、交互式长度调谐（应用 Min Gap），以及在交互式修改差分对时（例如滑动该对中某一网络的走线段）。

注意事项

• 虽然差分对中每条网络的线宽由适用的 Differential Pairs Routing 规则监控（而不是由 Width 规则监控），但该对内网络之间的间距（clearance）检查仍由适用的 Clearance design rule 进行约束。如果用于布线差分对的 gap 值小于 Electrical Clearance 设计规则中为差分对网络之间设置的最小允许间距，则会产生 Electrical Clearance 设计规则违规。换句话说，必须定义一条针对该差分对（在需要的特定层上）的 Clearance 规则，并将其连接性检查模式设置为 Same Differential Pair ，同时将其间距设置为等于或小于该层在适用的 Differential Pairs Routing 规则中定义的 Min Gap 约束值。
• 差分对中的某条网络与任何 other 不属于该对的电气对象之间的间距，由适用的 Clearance 规则监控。
• 虽然在电路板的大部分区域都可能实现最佳的 Width-Gap 设置，但通常会存在一些区域（例如在 BGA 器件下方），必须使用更小、更紧的 Width-Gap 设置。将 Min Gap 定义得小于 Preferred Gap，可使布线器在障碍物要求时让差分对成员彼此更靠近。虽然可行，但会带来代价：布线操作会变得更复杂，因此速度更慢。也可以通过定义多条差分对布线规则来实现这一需求——一条较低优先级的规则用于在全板范围内约束该差分对，另一条较高优先级的规则用于在需要更窄 Width-Gap 设置的特定区域内约束该差分对。然后，通过为该区域定义一条 Room Definition rule，并将该 room 作为需要更紧 Width-Gap 设置的差分对布线规则作用域的一部分，从而在该区域内对差分对进行约束。
• 可以在原理图上定义 Differential Pair 类，以用于规则作用域限定。

► 了解更多关于 Differential Pair Clearance Checking