布线规则类型
概览
- 了解 Altium Designer 中各类布线规则的适用范围,包括线宽、布线缩颈和布线拓扑。
- 了解这些规则如何影响交互式布线、自动布线,以及在线或批量 DRC 检查。
- 了解用于控制走线宽度、较窄布线段和网络连接拓扑的关键配置选项。
下面介绍 Routing 类别的设计规则。
了解有关 定义、限定作用范围和管理 PCB 设计规则的更多信息。
了解有关交互式布线的更多信息。
宽度
此约束定义在交互式布线和自动布线期间放置在铜(信号)层上的走线宽度,同时还定义在线和批量 DRC 期间允许的宽度。电路板通常会有多条宽度规则,分别针对所有网络(优先级最低的宽度规则)、特定网络以及网络类。
约束
宽度约束设置
| 默认规则 | 必需 |
| Preferred Width | 指定电路板布线时走线使用的首选宽度。 |
| Min Width | 指定电路板布线时允许使用的最小走线宽度。 |
| Max Width | 指定电路板布线时允许使用的最大走线宽度。 |
| Check Tracks/Arcs Min/Max Width Individually | 对于该规则所针对网络中的每条布线路径,检查每段走线和圆弧的宽度是否处于最小值与最大值的范围内( |
| Check Min/Max Width for Physically Connected | 对于该规则所针对网络中的每条布线路径,检查由走线、圆弧、填充、焊盘和过孔组合形成的布线铜箔的实际宽度是否处于最小值与最大值的范围内( )。 |
| Use Impedance Profile | 在 Layer Stack Manager 中定义了至少一个阻抗配置文件后,此选项才可用。启用后,使用下拉列表选择所需的阻抗配置文件。 当规则配置为此模式时,各布线层所需的首选宽度将作为指定阻抗配置文件的一部分进行计算(启用此选项时,最小宽度和最大宽度也会设置为该值)。 定义规则后,当您为属于该规则作用范围的网络布线时,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,无法在规则中编辑首选宽度,但可以编辑最小宽度和最大宽度。 了解有关为阻抗控制布线配置层叠的更多信息。 |
| Show values for layer stack | 当层叠管理器中定义了多个层叠时,会显示此选项。如果电路板包含多个层叠,则必须使用图像上方适用于所有层的字段,或层属性表中各层专用的字段( 了解有关定义和配置子层叠的更多信息。 |
| Layer Attributes Table | 对话框底部的网格区域显示层叠中定义的所有信号层,除非启用了 Use Impedance Profile 选项。如果启用了此选项,则仅显示所选阻抗配置文件中可用的层。 网格显示最小、最大和首选布线宽度,以及其他各层专用的信息。可以在图像上方的约束字段中定义数值,以全局设置布线宽度字段,也可以直接在表中输入数值进行单独设置。 启用 Use Impedance Profile 选项后,系统会自动计算各层所需的宽度值,并将其填入表中。在此模式下,无法编辑首选宽度值,但可以编辑最小宽度和最大宽度值。 |
| 定义差分对中的宽度 | 差分对中每个网络的宽度均由适用的差分对布线规则监控。 |
| 规则应用 |
|
了解有关在交互式布线期间更改宽度的更多信息。
布线缩颈
网络在电路板上布线时,不同位置采用不同宽度是很常见的。例如,进入或离开 BGA 的布线通常需要扇出走线,其宽度小于所应用阻抗配置文件允许的首选布线宽度。 此约束可用于定义此类较窄走线允许的最大总长度,从而确保布线路径仍能满足所需的阻抗要求。
约束
布线缩颈设置
| 默认规则 | 非必需。 |
| Neck-Down Length | 指定连续走线(规则作用范围内的每个网络中)的最大允许长度,这些走线的宽度介于适用的布线宽度规则所定义的 Min Width 和 Preferred Width之间。 也可以使用表格按层定义允许的长度。 |
| 规则应用 | 在 Design Rule Checker 对话框中,为在线和/或批量检查启用 Routing Neck-Down 规则类型检查,以在相应的 DRC 模式下检测违反布线缩颈规则的情况。检测到的规则违规将在设计空间中相应的走线上以阴影线图案标记。 |
了解有关布线期间自动缩颈的更多信息。
布线拓扑
此约束指定在电路板上进行网络布线时采用的拓扑结构。网络拓扑是引脚间连接的排列方式或模式。默认情况下,每个网络的引脚间连接均按总连接长度Shortest的方式排列。应用此拓扑后,每次移动元件时,都会重新分析并更新拓扑。
为网络应用特定拓扑有多种原因:对于必须尽量减小信号反射的高速设计,可将网络排列为菊花链拓扑;对于地网络,可采用星形拓扑,以确保所有走线都返回到一个公共点。
约束
布线拓扑设置
| 默认规则 | 必需 |
| Topology | 定义规则作用范围(完整查询)所针对的网络要使用的拓扑。可应用以下拓扑:
|
| Custom topology | 可以使用 From-To(手动定义的引脚间连接)定义自定义拓扑。 对应用于相应网络的布线拓扑设计规则执行批量 DRC 时,可以检查此拓扑。 如果某个 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。 对于焊盘数量过多(超过 20 个)或图元数量过多(超过 1024 个)的网络,不会检测违规。 |
| 在自动布线期间应用拓扑 | 使用自动布线器时,如果使用 Shortest 以外的拓扑,完成布线所需的时间可能更长。 |
| 规则应用 | 批量 DRC、自动布线期间。 |
了解有关网络拓扑的更多信息。
布线优先级
此约束为规则所针对的网络分配布线优先级。自动布线器使用分配的优先级值来衡量设计中各网络的布线重要性,从而确定应先对哪些网络进行布线。
约束
布线优先级设置
| 默认规则 | 必需 |
| Routing Priority | 将优先级值分配给规则作用范围(完整查询)所针对的网络。输入一个介于 0 和 100 之间的值。分配的数值越大,自动布线期间的优先级越高。 |
| 规则应用 | 自动布线期间。 |
布线层
此约束指定允许使用哪些层进行布线。
约束
布线层设置
| 默认规则 | 必需 |
| Enabled Layers | 列出层堆叠中当前定义的每个信号层。根据需要,使用对应的 Allow Routing 选项启用或禁用某一层上的布线。 |
| 自动布线期间 | 使用自动布线器时,设计中每个已启用信号层的布线方向均在 Situs 自动布线器设置中定义。布线方向在层方向对话框中指定,单击Situs 布线策略对话框中的 Edit Layer Directions 按钮即可打开该对话框。 |
| 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。 |
进一步了解层和层叠。
布线拐角
此约束指定自动布线期间使用的拐角样式。 此约束适用于通过后处理实现 45° 布线的第三方自动布线器。Situs 自动布线器原生支持 45° 布线,因此不遵循此约束。
约束
布线拐角设置
| 默认规则 | 必需 |
| Style | 指定使用哪种布线拐角样式。有以下三种样式可供选择:
|
| Setback | 这两个字段用于定义使用 |
| 规则应用 | 此约束适用于通过后处理实现 45° 布线的第三方自动布线器。Situs 自动布线器原生支持 45° 布线,因此不遵循此约束。 |
布线过孔样式
此约束指定布线时可使用的过孔样式。您可以在规则约束中为过孔直径和孔径定义具体的最小值、最大值和首选值,也可以使用电路板设计中可用的模板。
约束
布线过孔样式设置
| 默认规则 | 必需 |
| Mode | 使用下拉列表从以下两种模式中选择:
|
Mode = (约束设置) |
Via Diameter - 指定布线期间放置的过孔直径的 Minimum、Preferred 和 Maximum 值。 Via Hole Size - 指定布线期间放置的过孔孔径的 Minimum、Preferred 和 Maximum 值。 |
Mode = (在布线期间更改过孔尺寸) |
Routing Via Style 设计规则定义过孔的 X-Y 属性。在交互式布线期间放置过孔时,可以按 |
Mode = (约束设置) |
|
Mode = (在布线期间更改过孔尺寸) |
在交互式布线期间即将放置布线过孔时,可以按 4 键循环切换已启用的过孔模板。选定的模板会显示在抬头显示区和状态栏中。也可以在布线时按 Tab 键打开 Properties 面板,在其中更改当前应用的过孔模板。 |
| 在布线期间更改过孔类型 | Via Type 定义每个过孔在 Z 平面上跨越的层。 如果在层叠管理器中定义了多种过孔类型,例如通孔和盲孔/埋孔,则当前的换层操作可能可以使用不同的过孔类型。在这种情况下,按 6 键可循环切换允许的过孔类型。选定的过孔类型会显示在抬头显示区和状态栏中。也可以按 8 键显示允许的过孔类型弹出菜单,然后单击所需的类型()。 |
| 控制盲孔和埋孔的尺寸 | 要控制盲孔和埋孔的尺寸,可以针对不同的层对设置单独的规则。例如,要控制顶层与中间层 1 之间的盲孔尺寸,可以使用以下作用范围(完整查询):
要控制中间层 2 与中间层 3 之间的埋孔尺寸,可使用以下作用范围:
或者,也可以不创建单独的规则,而是使用 OR 扩展同一条规则的查询,如下所示:
|
| 规则应用 | 适用于在线 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,需注意以下事项:
|
了解有关使用焊盘和过孔的更多信息。
了解有关在布线期间更改过孔的更多信息。
扇出控制
此约束指定扇出选项,用于对设计中连接到信号网络和/或电源平面网络的表面贴装元件焊盘进行扇出。从布线角度来看,扇出通过添加过孔及连接走线,实际上将 SMT 焊盘转换为通孔焊盘。这样可以使信号连接到所有布线层,而不仅仅是顶层或底层,从而大大提高电路板成功布通的概率。对于布线空间非常紧张的高密度设计,这一点尤为重要。
约束
扇出控制设置
| Default Rule | 必需 |
| Fanout Style | 指定扇出过孔相对于 SMT 元件的放置方式。可用选项如下:
|
| Fanout Direction | 指定扇出方向。可用选项如下:
|
| Direction From Pad | 指定扇出方向。对 BGA 元件进行扇出时,其焊盘会划分为四个象限,各象限内的焊盘同时进行扇出。可用选项如下:
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| Via Placement Mode | 指定扇出过孔相对于 BGA 元件焊盘的放置方式。可用选项如下:
|
| 默认扇出约束 | 系统会自动创建以下默认扇出控制设计规则,涵盖常见的元件封装类型(按优先级从高到低列出)。您可以根据具体设计要求编辑这些规则或定义其他规则。
|
| 扇出过孔 | 扇出过孔所使用的样式遵循适用的布线过孔样式设计规则。扇出过程中从焊盘到过孔添加的走线遵循适用的布线宽度设计规则。 |
| 对元件进行扇出 | 要对元件的焊盘进行扇出,请确保该元件下方的任何层上均无多边形覆铜。可以在创建扇出前暂存多边形覆铜,并在完成后恢复。 |
| 规则应用 | 在交互式布线和自动布线期间应用。 |
了解有关扇出和逃逸布线的更多信息。
引线键合
此约束定义相邻键合线之间的允许距离(Wire To Wire)、 Min Wire Length和 Max Wire Length,以及 Bond Finger Margin,后者是指键合线与其所连接的键合指焊盘边缘之间的距离/边距。
Constraints
引线键合设置
| 默认规则 | 必需 |
| Wire To Wire | 指定相邻键合线的 3D 实体之间允许的最小距离。指定相邻键合线的 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 | 指定距键合指焊盘边缘允许的最小边距。 |
| 规则应用 | 批量 DRC。 |
引线键合查询关键字
-
IsBondFinger – 返回铜层上连接有键合线的 SMD 焊盘图元。
-
IsBondWire – 返回键合线图元。
-
IsBondWireConnected – 返回连接有键合线的任何图元。
了解有关 引线键合的更多信息。
差分对布线
此约束定义差分对中每条网络的布线宽度,以及该差分对中两条网络之间的间距(或间隙)。差分对通常采用特定的线宽和间隙设置进行布线,以实现该网络对所需的差分阻抗。这些设置可以手动定义;如果已在 Layer Stack Manager 中定义差分对阻抗配置,也可以选择一个阻抗配置,自动定义首选线宽和间隙设置。
约束
差分对布线设置
| 默认规则 | 必需 |
| Min Width | 指定差分对布线时走线允许使用的最小宽度。 |
| Min Gap | 指定布线时,同一差分对内不同网络上的图元之间允许的最小间距。此设计规则中的 最小、首选和最大 间隙设置用于差分对的布线、重新布线或交互式修改(交互式滑动期间)。请注意,这些间隙设置NOT 用于规则检查 (DRC)。在 DRC 期间,间隙由适用的间距约束规则进行检查——有关如何管理此设置的更多信息,请参阅下方的注意事项。 |
| Preferred Width | 指定差分对布线时走线使用的首选宽度。 |
| Preferred Gap | 指定同一差分对内不同网络上的图元之间的首选间距。 |
| Max Width | 指定差分对布线时走线允许使用的最大宽度。 |
| Max Gap | 指定同一差分对内不同网络上的图元之间允许的最大间距。 |
| Max Uncoupled Length | 指定差分对内正、负网络之间允许的最大非耦合长度值。 |
| Use Impedance Profile | 当在 Layer Stack Manager 中定义了至少一个阻抗配置文件时,此选项才可用。启用后,使用下拉列表选择所需的阻抗配置文件。当规则配置为此模式时,各布线层所需的首选宽度和首选间距将作为指定阻抗配置文件的一部分进行计算。定义规则后,在对该规则适用范围内的差分对进行布线时,走线宽度和对内间距将自动设置为该层满足指定阻抗所需的值。 了解有关为受控阻抗布线配置层叠的更多信息。 |
| Show values for layer stack | 当在 Layer Stack Manager 中定义了多个层叠时,对话框中会显示此选项。如果电路板包含多个层叠,则必须使用图像上方适用于所有层的字段、层属性表中的特定层字段,或通过选择阻抗配置文件,为每个层叠配置差分对布线约束。 了解有关定义和配置子层叠的更多信息。 |
| Layer Attributes Table | 对话框底部的表格区域显示层叠中定义的所有信号层,除非选择了阻抗配置文件。如果选择了阻抗配置文件,则仅显示该配置文件中可用的层。表格中显示最小、最大和首选宽度与间距约束,以及其他特定层信息。可以通过在图像上方的约束字段中定义值,全局设置布线宽度和间距字段,也可以直接在表格中输入值,逐层进行设置。选择阻抗配置文件后,系统会自动计算所需的首选宽度,并将其填入表格中的各层条目。在此模式下,首选宽度和首选间距值不可编辑,但最小值和最大值可以编辑。 定义最小、最大和首选宽度和/或间距值时,Layer Attributes Table 会以红色文本突出显示无效条目。例如,当指定的最小约束值大于最大约束值,或设置的首选约束值小于最小约束值 或大于最大约束值时,就会出现这种情况。此外,在 PCB Rules and Constraints Editor 对话框的文件夹树窗格和相应的汇总列表中,规则名称也会变为红色,进一步突出显示错误的规则定义。 |
| 差分对间距检查 | 虽然差分对中各网络的宽度由适用的差分对布线规则监控(而不是由宽度规则监控),但对内网络之间的间距检查仍由适用的间距设计规则控制。如果差分对布线间距小于电路板上不同网络之间允许的最小间距,则差分对中的网络将违反 间距约束。为避免这种情况,必须创建单独的间距约束,将差分对中网络间的间距设置为与差分对间距相同的值。 要在 Constraint Manager 中执行此操作,请将差分对的 Clearance 值设置为与差分对间距相同的值。上方差分对布线幻灯片的第一张演示了此操作,其中差分对的间距已设置为 要在 PCB Rules and Constraints Editor 中执行此操作,请添加一个额外的间距约束,将其间距值设置为与差分对间距相同,并选中 Same Differential Pair 选项。上方差分对布线幻灯片的第四张演示了此操作,其中差分对的间距已设置为 |
| 在电路板的不同区域更改差分对属性 | 虽然电路板的大部分区域可能都能采用最佳的宽度和间距设置,但在某些区域(例如 BGA 元件下方),通常必须使用更小的宽度和更紧密的间距设置。将最小间距定义为小于首选间距,可让布线器在遇到障碍物时,使差分对的两条走线更靠近。虽然这种方法可行,但也有代价:布线操作会变得复杂得多,因此速度也会 变慢。 也可以通过定义多条差分对布线规则来满足此要求:一条较低优先级的规则作用于整个电路板上的差分对,另一条较高优先级的规则作用于需要更窄宽度和更小间距设置的特定区域内的差分对。然后,通过为该区域定义Room 定义规则来指定该区域内的差分对,并将此 Room 用作需要更紧密宽度和间距设置的差分对布线规则适用范围的一部分。 |
| 定义差分对类 | 为简化约束定义过程,可以在原理图中定义差分对类。如果项目使用约束管理器,则在 Constraint Manager( )中进行定义;如果项目使用设计规则,则通过向差分对指令添加 Diff Pair Class 属性来进行定义( )。 |
| 规则应用 | 适用于在线 DRC、批量 DRC、交互式布线(及重新布线)、自动布线、交互式长度调整(应用 Min Gap),以及交互式修改差分对时,例如滑动差分对中某个网络的一段走线。 |
差分对布线查询关键字
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InAnyDifferentialPair – 返回所有差分对对象及其关联的图元。
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InDifferentialPair – 返回与差分对对象关联的所有对象,其中差分对对象的 Name 属性符合查询条件。
-
InDifferentialPairClass – 返回属于指定差分对类的所有差分对对象。
-
IsDifferentialPair – 返回所有差分对对象。
-
IsRule_DifferentialPairsRouting – 返回差分对布线规则对象。
了解有关差分对布线的更多信息
了解有关受控阻抗布线的更多信息



)。
)。
),为每个层叠配置宽度约束。














)。
)。
)。
)。








)中进行定义;如果项目使用设计规则,则通过向差分对指令添加 Diff Pair Class 属性来进行定义(
)。