走线

Parent page: PCB 对象

Track 对象用于布线以及通用的绘制线条。在
上图中放置了四段 Track 线段,另有一段正在放置过程中。

概述

Track 线段是一种基本设计对象,是具有定义宽度的直线。使用 Track 在 PCB 工作区中定义一条直线。 Track 放置在信号层上,用于形成元件焊盘之间的电气互连(即布线)。 放置在非电气层上的 Track 称为 Line(线),用于通用绘图元素,例如创建元件外形、说明信息、禁布边界等。Track 也用于组设计对象中,例如尺寸标注和坐标。

可用性

Track 可在 PCB Editor 和 PCB Library Editor 中放置。

PCB Editor

在 PCB Editor 中,根据你是要将 Track 放在信号层上进行连接布线,还是放在非电气层上作为绘图线条,使用的放置命令不同。尽管 Track 和 Line 实际上是同一种对象,但差异在于软件在放置过程中的行为不同,因此提供了不同的命令。运行 Track 放置命令时,例如 Interactive Routing,软件会监测点击位置,并自动采用点击位置下方现有对象(如焊盘)的网络名(net name)。它也会监测并遵守任何适用的设计规则。运行 Line 放置命令时,则不会发生这些监测行为。 

  • 放置 Track 对象:
    • 在主菜单中单击 Home | Routing | 
    • 在主菜单中使用 Home | Routing |  » Interactive Routing 命令。
Route 按钮关联的菜单还提供差分对与多线(multi-trace)布线命令。
  • 放置 Line 对象:在主菜单中单击 cHome | Place |  lick Home | Place | 

PCB Library Editor

放置 Line 对象:在主菜单中单击 cHome | Place | 

放置

无论使用哪种命令(布线或放置线条),基本的放置行为都是相同的。启动命令后,光标会变为十字准星,并进入 Track 放置模式。放置通过以下动作序列完成:

  1. 单击或按 Enter 以锚定第一段 Track 线段的起点。如果正在运行布线类型的放置命令,并且你在现有对象上单击以开始放置,则 Track 将采用该对象的网络名。线宽将由适用的 Routing Width 设计规则决定,但可通过某些交互式布线选项进行覆盖,详见 below
  2. 移动光标以定义该 Track 线段,然后单击或按 Enter 锚定第一段的终点,该点同时也是下一段相连线段的起点。
  3. 继续定位光标,然后单击或按 Enter 锚定一系列顶点,以定义一系列相连的 Track 线段。
  4. 右键单击或按 Esc 结束当前这一组相连的 Track 线段。

放置过程中还可执行的其他操作包括:

  • 按 * 键在可用信号层之间循环切换。如果正在放置 Track,每次信号层切换时都会根据已定义的钻孔对(drill pairs)以及适用的 Routing Via Style 设计规则自动添加过孔。或者,使用 Shift+Ctrl+Wheel Roll 组合键在布线层之间切换。鼠标滚轮每滚动一格,将切换到下一个(或上一个)可用信号层。
  • 按数字小键盘上的 + 和 - 键,在当前设计中所有可见层之间向前/向后循环切换。
  • 按 Tab 键访问关联的属性 对话框,可在放置过程中即时更改 Track 的属性:

Interactive Routing dialogInteractive Routing dialog

Line Constraints dialogLine Constraints dialog

放置模式

放置 Track 线段时有五种可用的拐角模式,其中四种还包含拐角方向子模式。放置过程中:

  • Shift+Spacebar 在五种拐角模式间循环切换:45 度、带圆弧的 45 度、90 度、带圆弧的 90 度,以及任意角度(Any Angle)。
  • Spacebar 在两种拐角方向子模式之间切换。
  • 在任一圆弧拐角模式下,按住  或  键可缩小或增大圆弧。按住 Shift 键的同时再按上述键,可加速圆弧尺寸调整。
  • 1 快捷键在“每次单击放置 1 段”(下方前五张图)与“每次单击放置 2 段”(下方组图中的最后一张)之间切换。在第一种模式中,空心的 Track 线段称为前瞻线段(look-ahead segment)。
  • Backspace 键移除最后一个顶点。

Shift+Spacebar 在五种可用拐角模式间循环,按 Spacebar 切换拐角方向,按 1 快捷键
在放置时切换为一段或两段。

将 Track 作为 Keepout 放置

Track 可以作为特定层的 keepout 对象或全层 keepout 放置,例如用作放置或布线的屏障。被定义为 keepout 的对象在输出生成(如光绘与打印)时会被忽略。特定层的 keepout Track 本质上就是启用了其 Keepout 属性的 Track 对象;全层 keepout 则是放置在 Keepout 层上的 Track。

  • 要放置特定层的 keepout,可以先在所需信号层上放置标准 Track,然后启用 Keepout 属性使其成为特定层 keepout;或者使用预定义的 Track keepout 放置命令,可通过以下方式使用:
    • PCB Editor - 单击 Home | Place | » Track
    • PCB Library Editor - 单击 Home | Place |  » Keepout » Track
  • 要放置全层 keepout,将 Keepout 层设为活动层,然后从 Ribbon(Home | Place | )放置 Track。

交互式布线与适用的设计规则

在交互式布线期间,软件的默认行为是确保 Track 线段按照适用的电气与布线设计规则放置。这意味着软件不允许放置会违反属于不同网络的现有 Track 线段的新线段;相反,它会裁剪(clip)该线段以满足设计规则。这种交互式布线行为称为 Routing Conflict Resolution 模式。默认模式为 Stop at First Obstacle(当前模式显示在状态栏上),按 Shift+R 可在可用模式间循环切换。

applicable design rules 一词指所有适用于正在放置对象的规则。设计规则引擎采用一种机制:设计者精确限定每条规则要作用于哪些对象。放置过程中,会查询设计规则引擎以确定在当前放置情境下适用的最高优先级规则。交互式布线期间适用的规则包括:

  • 电气间隙(Electrical Clearance)
  • 布线宽度(Routing Width)
  • 布线过孔样式(Routing Via Style)

下方动画演示了布线过程。网络 GND 正在按照已定义且适用的 Routing Width 设计规则进行布线。注意,当光标移动到与 +12V 网络相关的过孔上方时,走线会自动被裁剪,以确保满足适用的 Electrical Clearance Constraint 设计规则。

交互式布线期间会自动遵守适用的布线宽度与间隙设计规则。交互式布线期间会自动遵守适用的布线宽度与间隙设计规则。

布线宽度如何确定

除非禁用规则引擎,否则软件的主导行为始终是确保布线宽度处于适用的 Routing Width 设计规则允许的范围内。常见做法是为某个网络允许一段宽度范围,以便你在满足该网络载流需求的同时,更灵活地完成走线。为此,Routing Width 设计规则提供 MinPreferredMax 设置,可配置为允许宽度范围,或设置为相同值以强制使用特定宽度。宽度也可配置为阻抗(Impedance),并且还可以为每个信号层指定不同的范围。

适用于新 PCB 的默认 Routing Width 设计规则会应用到所有网络。适用于新 PCB 的默认 Routing Width 设计规则会应用到所有网络。

作为设计者,你有多种选项可帮助在开始布线时选择最合适的布线宽度,这些选项在 Preferences dialog 的 PCB Editor — Interactive Routing 页面中配置,如下所示。

交互式布线首选项,注意 Interactive Routing Width / Via Size Sources 选项。这些
决定了开始布线时使用的尺寸。

注意 Track Width Mode;在上图中它被设置为 Rule Preferred,因此当走线从现有网络对象(如焊盘)开始时,将使用该宽度。

当前 Track Width Mode 显示在状态栏上,布线时按 3 快捷键可在各模式间循环切换。

但是,如果走线从现有 Track 开始,则 Pickup Track Width From Existing Routes 选项会覆盖 Track Width Mode,并将新线宽设置为与现有线宽一致。

你也可以按下 Favorite Interactive Routing Widths 按钮来打开 Favorite Interactive Routing Widths 对话框(如下所示),在其中选择不同的线宽;或者在布线时按下 Tab 打开 Interactive Routing for Net 对话框,并输入新的线宽值。所选择或输入的数值必须位于适用规则中定义的 MinMax 设置范围之间;如果不在该范围内,系统会自动将其截断到最接近的边界值。请注意,按下 Shift+W 也会将 Track Width Mode 切换为 User Choice,这表示你已选择覆盖规则设置并手动选择线宽。

交互式布线快捷键

在布线过程中,有许多可用的快捷键。例如,你可以按 Shift+R 在可用的冲突解决模式之间循环切换,或按 Backspace 删除最后放置的顶点(拐角)。要在布线时显示快捷键列表,请按 Shift+F1,或 ~(Tilda)。系统将显示可用的交互式快捷键列表。你可以直接选择所需的快捷键,或按 Esc 关闭菜单后再使用对应的快捷键序列。

图形化编辑

这种编辑方式允许你在工作区中直接选择已放置的走线对象,并以图形方式更改其尺寸、形状或位置。

当选中一个走线对象时,可使用以下编辑手柄:

已选中的走线已选中的走线

  • 单击并拖动 A 以重新定位走线的端点。
  • 单击并拖动 B 以改变走线的形状。

PCB 编辑器包含用于在板上移动走线段的复杂算法,以便保持布线的有序布局。走线段的这种滑动可通过交互方式调用:可以先单击选中走线段,然后在出现特殊光标时单击并按住以滑动该线段;也可以直接在走线段上单击并按住并进行滑动。滑动行为可通过 Preferences 对话框的 PCB Editor - Interactive Routing 页面中的 Dragging 选项进行配置。这些选项允许你将“移动”操作分配给走线,这在你希望能够自由移动单个走线段时非常有用。

通过在首选项级别设置的拖动选项来控制走线滑动行为。通过在首选项级别设置的拖动选项来控制走线滑动行为。

如果通过这些选项分配了 Move 操作,则在移动过程中可以旋转或镜像走线段:

  • 按 Spacebar 使线段逆时针旋转,或按 Shift+Spacebar 使其顺时针旋转。旋转角度遵循 Preferences 对话框的 PCB Editor – General 页面中定义的 Rotation Step 数值。
  • 按 X 或 Y 键,分别沿 X 轴或 Y 轴镜像该线段。

有关与已布线走线相关的图形化编辑技术的更多信息,请参阅:

启用了 Locked 属性的对象无法被选中或进行图形化编辑。请直接双击被锁定的对象,然后禁用 Locked 属性,即可对该对象进行图形化编辑。

非图形化编辑

以下提供非图形化编辑方法:

通过关联的属性对话框

Dialog page: 走线

此编辑方法使用以下方式来修改走线对象的属性。

单个走线段可在 Track 对话框中进行编辑。单个走线段可在 Track 对话框中进行编辑。

放置后,可通过以下方式之一打开该对话框:

  • 双击已放置的走线对象。
  • 将光标悬停在走线对象上,右键单击,然后从右键菜单中选择 Properties

使用 Ctrl+Q 快捷键,可在对话框中快速切换当前使用的计量单位:公制(mm)与英制(mil)。这只影响该对话框,不会更改电路板实际采用的计量单位;板级单位由主菜单 Home | Grids and Units 区域中的 

和  按钮决定。

通过检查器面板进行编辑

Panel pages: PCB InspectorPCBLIB Inspector

Inspector 面板可用于查看并编辑活动文档中一个或多个设计对象的属性。配合适当的过滤功能使用时,该面板可让你在一个便捷位置对多个同类对象进行批量修改。

 

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