Defining, Scoping & Managing PCB Design Rules

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Altium Essentials: PCB Design Rules Creation

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What approach do I use for defining design constraints?

Altium Designer schlägt zwei unterschiedliche Ansätze zur Definition von Design-Constraints vor: den PCB Rule and Constraints Editor Dialog (auf dieser Seite beschrieben) und den Constraint Manager.

Der Constraint Manager ist in einem PCB-Designprojekt nur verfügbar, wenn die Option Constraint Management beim Erstellen dieses Projekts im Dialog Create Project dialog aktiviert wurde. Beachten Sie dabei:

  • Wenn der Constraint Manager für das PCB-Projekt aktiviert wurde, ist der PCB Rule and Constraints Editor Dialog im PCB-Editor not verfügbar.

  • Wenn der Constraint Manager für das PCB-Projekt not aktiviert wurde, können nur die bisherigen Ansätze zur Definition von Design-Constraints (Verwendung von Design-Direktiven und des PCB Rule and Constraints Editor Dialogs) genutzt werden.

Um schnell zu prüfen, welcher Ansatz für das Management von Design-Constraints im aktuellen PCB-Projekt verwendet wird, öffnen Sie das PCB-Dokument des Projekts, klicken Sie auf das Hauptmenü Design und prüfen Sie, welcher Befehl verfügbar ist:

  • Constraint Manager – der Constraint Manager wird für dieses Projekt verwendet.

  • Rules – der PCB Rule and Constraints Editor Dialog wird für dieses Projekt verwendet.

Der PCB-Editor verwendet das Konzept von Design Rules, um die Anforderungen eines Designs zu definieren. Designanforderungen werden mit einem eleganten target these objects and apply those requirements -Ansatz umgesetzt. Design Rules bilden zusammen einen „Befehlssatz“, dem der PCB-Editor folgt. Sie decken jeden Aspekt des Designs ab – von Leiterbahnbreiten, Abständen, Verbindungsstilen für Kupferflächen, Via-Stilen für das Routing usw. Viele der Regeln können in Echtzeit durch die Online-Design Rule Checker (DRC) überwacht werden, und Sie können jederzeit auch einen Stapeltest ausführen, um einen DRC-Bericht zu erzeugen. Regeln werden unabhängig von den Objekten definiert.

Design Rules zielen auf bestimmte Objekte ab und werden hierarchisch angewendet; zum Beispiel gibt es eine Abstandsregel für die gesamte Leiterplatte, dann vielleicht eine Abstandsregel für eine Klasse von Netzen und dann vielleicht noch eine weitere für eines der Pads in einer Klasse. Mithilfe von Regelpriorität und Geltungsbereich kann der PCB-Editor bestimmen, welche Regel auf jedes Objekt im Design anzuwenden ist.

Eine Regel adressiert die Objekte mithilfe einer schlüsselwortgesteuerten Abfragesprache, die von allgemeinen Bezeichnern wie NetClass oder All bis hin zu einer eng definierten Abfrage reichen kann, die eine knifflige, situationsspezifische Designanforderung präzise adressiert.

Mit einem gut definierten Satz von Design Rules können Sie Leiterplattendesigns mit unterschiedlichen und oft strengen Designanforderungen erfolgreich abschließen. Da der PCB-Editor außerdem regelgesteuert arbeitet, ermöglicht Ihnen die Zeit, die Sie zu Beginn des Designs in das Einrichten der Regeln investieren, die eigentliche Designarbeit effizient auszuführen – in dem Wissen, dass das Regelsystem intensiv daran arbeitet, den Erfolg sicherzustellen.

Ausführliche Informationen zur Prüfung definierter Design Rules finden Sie unter Design Rule Checking (DRC).

Grundlagen des PCB-Regelsystems

Das in den PCB-Editor der Software integrierte Regelsystem besitzt mehrere grundlegende Merkmale, die es von den meisten anderen Design-Rule-Systemen unterscheiden, die in anderen PCB-Bearbeitungsumgebungen eingesetzt werden:

  • Rules are separate from the objects – eine Regel wird nicht als Attribut eines Objekts hinzugefügt, sondern vielmehr zur allgemeinen Regelliste hinzugefügt und dann so eingegrenzt, dass sie auf dieses Objekt angewendet wird. Dadurch können Regeln auf mehrere Objekte angewendet und geändert oder auf andere Objekte angewendet werden, was andernfalls mühsam wäre, wenn Regelattribute auf Ebene einzelner Objekte geändert werden müssten.

  • Rules are targeted (scoped) by writing a query – anstatt einen Satz fester, vordefinierter Regel-Geltungsbereiche zu verwenden, wird ein flexibles Abfragesystem genutzt, um die Objekte zu definieren, auf die eine Regel angewendet wird. Dies ermöglicht eine präzise Kontrolle über das Ziel jeder einzelnen Design Rule.

  • Rules for any design situation – mehrere Regeln desselben Typs können definiert und auf unterschiedliche Objektsätze angewendet werden, was eine vollständige Kontrolle über die Definition der Leiterplatten-Constraints ermöglicht. So können beispielsweise unterschiedliche Breitenregeln definiert werden, um Netze mit unterschiedlichen Breiten auf verschiedenen Lagen zu routen.

  • Each rule has a priority – jedes Designobjekt kann durch mehrere Regeln desselben Typs adressiert werden, um allgemeine und spezifischere Situationen abzudecken. Um Regelkonflikte aufzulösen, wird die Regelpriorität verwendet. Das System durchläuft die Regeln einfach von der höchsten zur niedrigsten Priorität und wählt die erste aus, deren Scope-Ausdruck/-Ausdrücke mit dem/den geprüften Objekt(en) übereinstimmen.

  • There are two types of rules – unäre Regeln (Regeln, die das erforderliche Verhalten eines Objekts definieren) und binäre Regeln (Regeln, die die Interaktion zwischen zwei Objekten definieren).

Design Rules in Altium Designer werden im PCB Rules and Constraints Editor Dialog definiert und verwaltet, wie auf dieser Seite beschrieben. Als alternativer Ansatz zur Verwaltung der Design-Constraint-Regeln kann der dokumentbasierte Constraints Editor (Dokumentregisterkarte [Constraints]) verwendet werden.

 
 
 
 
 

Design Rules definieren und verwalten

Auf den PCB Rules and Constraints Editor Dialog greifen Sie zu, indem Sie den Befehl Design » Rules in den Hauptmenüs wählen.

Ist der Befehl Rules nicht im Menü Design vorhanden? Prüfen Sie, ob Ihnen der Dialog PCB Rules and Constraints Editor zur Verfügung steht – mehr erfahren.

Der PCB Rules and Constraints Editor Dialog hat zwei Bereiche:

  1. Die Baumstruktur auf der linken Seite listet die verschiedenen Regelkategorien auf. Erweitern Sie eine Kategorie, um die verfügbaren einzelnen Regeltypen anzuzeigen. Erweitern Sie einen Regeltyp, um alle aktuell definierten Regeln dieses Typs anzuzeigen.

    Weitere Informationen zu verfügbaren Regeltypen und ihren Constraints finden Sie auf der Seite PCB Design Rule Types und deren Unterseiten.

  2. Die rechte Seite des Dialogs zeigt Informationen zu dem aktuell im Baum ausgewählten Element an – entweder eine Zusammenfassung der definierten Regeln des ausgewählten Regeltyps oder der ausgewählten Kategorie, aller definierten Regeln für das gesamte System oder, wenn eine konkrete Regel ausgewählt ist, die Constraints für diese Regel.

    • Klicken Sie auf den Stammordner, um im Hauptbearbeitungsbereich des Dialogs eine zusammenfassende Liste aller spezifischen Regeln aufzurufen, die für alle Design-Rule-Typen über alle Kategorien hinweg definiert wurden.

    • Klicken Sie auf einen Kategorieordner, um eine zusammenfassende Liste aller spezifischen Regeln aufzurufen, die für alle zugehörigen Design-Rule-Typen dieser Kategorie definiert wurden.

    • Klicken Sie auf einen Regeltypordner, um eine zusammenfassende Liste aller spezifischen Regeln aufzurufen, die für diesen Typ definiert wurden.

    In einer Zusammenfassungsliste wird jede Regel anhand der folgenden Angaben aufgeführt:

    • Name - der Name der Regel.

    • Priority - die aktuelle Priorität der Regel.

    • Enabled - ob die Regel derzeit aktiviert oder deaktiviert ist (zum Umschalten klicken). Eine deaktivierte Regel wird in einer Zusammenfassungsliste ausgegraut dargestellt.

    • Type - der Regeltyp.

    • Category - die Regelkategorie, zu der sie gehört.

    • Scope - der Geltungsbereich der Regel (d. h. auf welche(s) Objekt(e) sie angewendet wird).

    • Attributes - die für die Regel definierten Constraint-Attribute.

    Klicken Sie im Ordnerbaum auf den Eintrag einer bestimmten Regel (oder doppelklicken Sie in einer Zusammenfassungsliste auf ihren Eintrag), um Steuerelemente zur Verwaltung ihrer Definition aufzurufen:

    • Name - der aktuelle Name der Regel. Dieser kann bei Bedarf geändert werden.

    • Comment - dieses Feld zeigt jeden Kommentar an, der der Regel hinzugefügt wurde, zum Beispiel eine aussagekräftige Beschreibung, wofür die Regel verwendet wird.

    • Unique ID - die eindeutige Kennung der Regel. Jede Regel ist selbst ein Designobjekt und damit ein greifbares Datenelement. Die Verwendung einer ID stellt die Eindeutigkeit sicher. Besonders wichtig wird die Unique ID bei einer Regel, die innerhalb des Schaltplanbereichs erstellt wurde. Wenn Design-Rule-Parameter zu Objekten in einem Schaltplan hinzugefügt werden, erhält jeder Regelparameter eine eindeutige ID. Dieselben IDs werden den entsprechenden Design Rules zugewiesen, die im PCB erstellt werden. Mit dieser Unique ID können die Constraints einer Regel entweder auf der Schaltplan- oder auf der PCB-Seite bearbeitet und die Änderungen bei der Synchronisierung übernommen werden.

    • Test Queries - klicken Sie hier, um den Dialog Test Queries Result dialog zu öffnen, der die Anzahl der von der Regel betroffenen Objekte unter Berücksichtigung der von Ihnen definierten Regelspezialisierungen anzeigt. So können Sie sehen, ob es Objekte gibt, die auf die Abfrage reagieren, und außerdem prüfen, ob die Menge der von Filtern und Regeln betroffenen Objekte Ihren Vorstellungen entspricht. 

    • Rule Scoping Controls - dieser Bereich stellt Steuerelemente bereit, um den Geltungsbereich der Regel hinsichtlich der Objekte festzulegen, auf die sie angewendet wird oder zwischen denen sie gilt.

    • Constraints - dieser Bereich des Dialogs zeigt die Constraints an, die für den bearbeiteten Regeltyp gelten. Verwenden Sie die verschiedenen Steuerelemente, um diese Constraints nach Bedarf zu konfigurieren. Drücken Sie F1 über dem Constraint-Bereich, um eine Seite für diesen Regeltyp im Dokumentationsbereich PCB Design Rule Types aufzurufen.

Der PCB Rules and Constraints Editor Dialog – die zentrale Schaltstelle für die Verwaltung von Design Rules.
Der PCB Rules and Constraints Editor Dialog – die zentrale Schaltstelle für die Verwaltung von Design Rules.

  • Die Suchfunktion des Dialogs ermöglicht eine unkomplizierte Verwendung im einfachen Suchmodus, indem Sie die relevanten Schlüsselwörter Name, Type, Category oder Attribute in das Hauptfeld Search eingeben.

  • Klicken Sie unten im Dialog auf die Schaltfläche Switch to Document View , um den Constraints Editor zu öffnen, ein interaktives Regel-Dokument. 

Design Rules überprüfen

Die standardmäßig von der Software erstellte neue Platine enthält Regeln, die nicht in jedem Design benötigt werden, und viele weitere Designregeln müssen an die Anforderungen Ihres Designs angepasst werden. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, die Designregeln zu überprüfen. Dies kann im PCB Rules and Constraints Editor erfolgen. Wählen Sie oben im Baum auf der linken Seite Design Rules aus und durchsuchen Sie dann die Spalte Attributes nach allen Regeln, um schnell diejenigen zu finden, deren Werte angepasst werden müssen.

Wenn Sie eine neue Platine erstellen, enthält sie standardmäßige Designregeln, die für Ihr Design möglicherweise nicht benötigt werden. Überflüssige Regeln können deaktiviert werden, indem Sie auf den Eintrag Design Rules oder einen bestimmten Kategorieeintrag im PCB Rules and Constraints Editor klicken und die Regeln deaktivieren (entfernen Sie die Häkchen in der Spalte Enabled).

Die Standardplatine verwendet außerdem imperiale Einheiten. Wenn Ihre Platine metrische Einheiten verwendet, ändern sich viele Regelwerte, wie z. B. die Lötstoppmaskenerweiterung, von gerundeten Werten wie 4mil zu 0,102mm, oder der Standardwert für die minimale Lötstoppmaskenstegbreite ändert sich von 10mil zu 0,254mm. Auch wenn diese niederwertigste Stelle, zum Beispiel 0,002mm, bei der Ausgabegenerierung unbedeutend ist, können Sie diese Einstellungen in den Designregeln bearbeiten, falls Sie das stört.

Beachten Sie bei der Überprüfung der Designregeln, dass die Spaltenreihenfolge bei Bedarf geändert werden kann.
Beachten Sie bei der Überprüfung der Designregeln, dass die Spaltenreihenfolge bei Bedarf geändert werden kann.

Standard-Designregeln

Wenn ein neues PCB-Dokument erstellt wird, enthält es eine Reihe von Standardregeln, die für das korrekte Funktionieren des Design Rule Check-Systems vorhanden sein müssen. Wenn eine Standardregel gelöscht wird, wird sie automatisch neu erstellt, wenn das PCB Rules and Constraints Editor geschlossen wird. Wenn es Designregeln gibt, die Sie nicht verwenden möchten, besteht der richtige Ansatz zur Verwaltung dieser Regeln darin, sie zu deaktivieren. 

Um eine Regel zu deaktivieren, schalten Sie die entsprechende Option Enable für diese Regel in einer der Übersichtslisten auf der rechten Seite des Dialogs PCB Rules and Constraints Editor um. Eine deaktivierte Regel wird „ausgegraut“ dargestellt. Erfahren Sie mehr über das Deaktivieren von Designregeln.

Verwenden Sie die Option Enable, um eine Regel zu deaktivieren, die Sie nicht benötigen. Eine deaktivierte Regel wird „ausgegraut“ dargestellt.Verwenden Sie die Option Enable, um eine Regel zu deaktivieren, die Sie nicht benötigen. Eine deaktivierte Regel wird „ausgegraut“ dargestellt.

Standardregelwerte sind intern in mil definiert und können Werte haben, die nicht zu Ihren Designs passen. Um Ihre eigenen Standardregeln und -werte zu verwenden, können Sie:

  • eine Projektvorlage erstellen und verwenden, oder

  • eine geeignete leere Board-Datei mit den von Ihnen benötigten Regeln erstellen und eine Kopie dieser Platine für Ihr neues Projekt verwenden, oder

  • Ihren Satz an Vorlagenregeln in eine PCB-Regeldatei exportieren (*.RUL) und diese Regeln dann in Ihr aktuelles Platinen-Design importieren. Erfahren Sie mehr über das Exportieren und Importieren von Designregeln.

Klicken Sie auf die Schaltfläche Create Default Rules, um den Standardsatz der Designregeln für die PCB neu zu erzeugen. Wenn Sie Regeln entfernen, können Sie Ihre Standard-Regelliste durch Klicken auf diese Schaltfläche wiederherstellen. Wenn eine Standardregel geändert wurde, wird sie dadurch nicht zurückgesetzt oder ersetzt.

Erstellen einer neuen Regel

Um eine neue Designregel innerhalb des Dialogs PCB Rules and Constraints Editor hinzuzufügen, navigieren Sie im linken Baum zum gewünschten Regeltyp und wählen Sie ihn aus. Klicken Sie dann unterhalb der Regelübersichtsliste auf die Schaltfläche New Rule oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den gewünschten Regeltyp und wählen Sie dann New Rule aus dem Kontextmenü.

Die neue Regel wird zum Ordnerbaum hinzugefügt und erscheint außerdem in der Übersichtsliste für diesen Regeltyp. Der Regelname wird fett dargestellt, um ihn als neu und noch nicht „angewendet“ zu kennzeichnen.

Beispiel für das Erstellen einer neuen PCB-Designregel.
Beispiel für das Erstellen einer neuen PCB-Designregel.

Wenn eine neue Regel hinzugefügt wird, erhält sie zunächst einen Standardnamen, der auf dem jeweiligen Regeltyp basiert. Wenn Sie beispielsweise eine neue Clearance-Regel hinzufügen, lautet der Standardname Clearance. Wenn diese Standardbenennung nicht geändert wird, führt das Hinzufügen einer weiteren neuen Regel desselben Typs zum gleichen Regelnamen mit einem erhöhten numerischen Suffix (d. h. Clearance_1, Clearance_2 usw.).

Wenn eine neue Regel für einen bestimmten Regeltyp erstellt wird, erhält sie automatisch Priorität 1 (die höchste Priorität). Falls bereits andere Regeln dieses Typs vorhanden sind, werden deren Prioritäten entsprechend um eins verschoben (verringert). Sie gelten dann als geändert – auch wenn sie auf Scope-/Constraint-Ebene möglicherweise nicht ausdrücklich geändert wurden. Alle vorhandenen Regeln dieses Typs werden daher im geänderten Zustand angezeigt (fett mit einem Sternchen).

Um auf die Scope- und Constraint-Attribute der Regel zuzugreifen, klicken Sie entweder auf den Eintrag der Regel im Ordnerbaum oder doppelklicken Sie auf ihren Eintrag in einer Übersichtsliste. Das Hauptbearbeitungsfenster des Dialogs ändert sich dann, sodass Sie Zugriff auf die Steuerelemente zum Definieren der Scope- und Constraint-Attribute für diese Regel erhalten.

Zugriff auf die detaillierten Steuerelemente für die Regel, einschließlich Scope und Constraints.
Zugriff auf die detaillierten Steuerelemente für die Regel, einschließlich Scope und Constraints.

Um die neue Regel vollständig zu definieren:

  • Geben Sie der Regel einen aussagekräftigen Namen, damit sie leicht identifizierbar ist.
  • Definieren Sie den Scope der Regel, indem Sie Scope-Optionen aus den Dropdown-Menüs auswählen oder eine Abfrage eingeben (bzw. Abfragen bei einer binären Regel).
  • Legen Sie die Constraints der Regel fest.
  • Legen Sie die Priorität der Regel fest.

Verwenden des Rule Wizard zum Erstellen einer neuen Regel

Eine neue Regel kann auch mit dem Design Rule Wizard erstellt werden. Der Zugriff erfolgt direkt über den Befehl Design » Rule Wizard oder durch Klicken auf die Schaltfläche Rule Wizard unten im Dialog PCB Rules and Constraints Editor.

Die Schaltfläche Rule Wizard ist nicht verfügbar, wenn Änderungen an vorhandenen Regeln vorliegen, die noch nicht „angewendet“ wurden.

Verwenden Sie die Seiten des Wizard, um eine neue Designregel zu erstellen. Die Schritte sind:

  1. Wählen Sie den gewünschten Regeltyp aus und geben Sie ihm einen aussagekräftigen Namen (und bei Bedarf einen Kommentar).
  2. Definieren Sie den Scope der Regel. Sie haben die Möglichkeit, den Scope mithilfe einer in den Wizard integrierten Ausprägung des Query Builder weiter zu verfeinern.
  3. Legen Sie die Regelpriorität fest.
Wenn die Option Launch main design rules dialog auf der letzten Seite des Wizard aktiviert ist, wird beim Klicken auf die Schaltfläche Finish der Dialog PCB Rules and Constraints Editor geöffnet. Dieser Dialog kann verwendet werden, um die Constraints für Ihre neu erstellte Regel zu bearbeiten.

Verwenden Sie den Design Rule Wizard, um die Regelerstellung zu vereinfachen.
Verwenden Sie den Design Rule Wizard, um die Regelerstellung zu vereinfachen.

Duplizieren einer vorhandenen Regel

Um schnell eine identische Kopie einer vorhandenen Regel zu erstellen, verwenden Sie die Duplizieren-Funktion. Auf diese Funktion kann auf zwei Arten zugegriffen werden:

  • Verwenden Sie den Baum auf der linken Seite, um zur gewünschten vorhandenen Regel zu navigieren, klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf und wählen Sie dann Duplicate Rule aus dem Kontextmenü.

  • Navigieren Sie im Baum auf der linken Seite zum spezifischen Regeltyp, wählen Sie in der Übersichtsliste auf der rechten Seite die zu duplizierende Regel aus und klicken Sie dann unterhalb der Liste auf die Schaltfläche Duplicate Rule.

Vereinfachen Sie die Erstellung ähnlicher Regeln mithilfe der Regelduplizierungsfunktion.
Vereinfachen Sie die Erstellung ähnlicher Regeln mithilfe der Regelduplizierungsfunktion.

Die duplizierte Regel erhält denselben Namen wie das Original, ergänzt um ein Suffix (z. B. _1) zur Unterscheidung. Ihre Definition (Scope, Constraints usw.) ist mit der des Originals identisch. Hinsichtlich der Priorität erhält sie die nächstniedrigere Priorität unterhalb der des Originals. Wenn die Originalregel also beispielsweise die Priorität 1 hat, erhält das Duplikat die Priorität 2.

Erstellen einer Regel aus dem PCB Filter Panel

Da eine Designregel so scoped ist, dass sie auf eine Zielmenge von Designobjekten angewendet wird, kann es einfacher (und schneller) sein, diese Objekte zunächst zu identifizieren und dann eine Designregel zu erstellen, die auf sie abzielt. Das PCB Filter panel bietet die Möglichkeit, eine Designregel zu erstellen, deren Scope den aktuell im Panel definierten Abfrageausdruck verwendet. Anstatt also mühsam zu visualisieren, worauf Ihr Abfrageausdruck might abzielt, verwenden Sie das Panel PCB Filter, um einen Abfrageausdruck zu testen und anzupassen, bis nur noch die gewünschten Objekte gefiltert werden. Wenn Sie dann eine Regel erstellen, die diesen Abfrageausdruck verwendet, ist sichergestellt, dass Sie auf die richtige Objektmenge abzielen.

So fügen Sie eine neue Designregel hinzu:

  1. Klicken Sie auf die Schaltfläche Create Rule. Der Dialog Choose Design Rule Type wird angezeigt. Dieser Dialog listet alle Regelkategorien und Regeltypen auf, die im PCB-Dokument verfügbar sind.
  2. Wählen Sie den zu erstellenden Regeltyp aus und klicken Sie dann auf OK (oder doppelklicken Sie direkt auf den Eintrag).
  3. Der Dialog PCB Rules and Constraints Editor wird angezeigt. Eine Regel des gewählten Typs wird erstellt, und das Hauptbearbeitungsfenster für die Regel wird angezeigt, bereit zum Definieren spezifischer Constraints für die Regel. Die Scope-Option für die Regel ist auf Custom Query gesetzt, und der Abfrageausdruck aus dem Panel PCB Filter wird entsprechend in den Abfragebereich eingetragen.
  4. Nehmen Sie bei Bedarf Änderungen am Namen und an den Constraints der Regel vor. Ändern Sie auch ihre Priorität, falls erforderlich (standardmäßig erhält sie die höchste Priorität).

Erstellen Sie eine neue Designregel direkt aus dem Panel PCB Filter – der Filter-Abfrageausdruck wird als Scope für die Regel verwendet.
Erstellen Sie eine neue Designregel direkt aus dem Panel PCB Filter – der Filter-Abfrageausdruck wird als Scope für die Regel verwendet.

Wiederverwenden früherer Abfrageausdrücke

Im Laufe der Zeit wird beim Layout verschiedener Leiterplatten eine Reihe nützlicher Abfrageausdrücke erstellt. In der Regel möchten Sie dieselben Abfragen anwenden und erneut anwenden, nicht nur im selben Design , sondern auch über verschiedene Designs hinweg. Um dies zu ermöglichen, unterstützt das PCB Filter panel das Konzept von Historical und Favorite Abfragen.

Wenn eine Abfrage im Panel eingegeben und angewendet wird, wird sie zu einer Abfrage-„Verlaufsliste“ hinzugefügt. Zusätzlich kann diese Abfrage durch Klicken auf die Schaltfläche Add To Favorites zur Abfrage-„Favoritenliste“ hinzugefügt werden. Verwenden Sie die Schaltflächen History und Favorites im Panel, um auf die entsprechenden Registerkarten gleichen Namens im Dialog Expression Manager dialog zuzugreifen und diese Listen anzuzeigen.

Greifen Sie auf einen Verlauf angewendeter Abfrageausdrücke zu und erstellen Sie eine Liste bevorzugter Ausdrücke, die immer wieder verwendet werden können.
Greifen Sie auf einen Verlauf angewendeter Abfrageausdrücke zu und erstellen Sie eine Liste bevorzugter Ausdrücke, die immer wieder verwendet werden können.

Um einen Ausdruck aus einer der beiden Listen zu verwenden, doppelklicken Sie auf seinen Eintrag oder wählen Sie den Eintrag aus und klicken Sie auf die Schaltfläche Apply Expression. Der Dialog Expression Manager wird geschlossen und der Ausdruck wird in den Bereich Filter des Panels PCB Filter geladen.

Diese Funktionalität vereinfacht (und beschleunigt) die Erstellung von Regeln mit dem erforderlichen Geltungsbereich – rufen Sie einen früher verwendeten oder bevorzugten Abfrageausdruck ab, prüfen Sie, ob er weiterhin auf die erforderliche Objektmenge abzielt (wenden Sie den Filter an), und erstellen Sie dann eine Regel, die diesen Ausdruck in ihrem Geltungsbereich verwendet, wie im vorherigen Abschnitt beschrieben.

Den Geltungsbereich einer Design Rule festlegen

Der PCB-Editor von Altium Designer ist eine regelgesteuerte Umgebung. Designanforderungen werden durch einen klar definierten Satz von Designregeln durchgesetzt, die zusammen die Einschränkungen für die Leiterplatte festlegen. Designregeln zielen auf bestimmte Objekte innerhalb eines Designs ab. Damit das PCB-Regelsystem weiß, für welche Objekte eine bestimmte Regel gilt, muss es den Geltungsbereich dieser Regel kennen, d. h. den Umfang ihrer Anwendung. Scoping, oder das Ziel der Regel festlegen, erfolgt im Dialog PCB Rules and Constraints Editor.

Die Standard-Designregeln oder eine neu hinzugefügte Regel haben den Standard-Geltungsbereich All, was bedeutet, dass sie auf all objects auf der Leiterplatte angewendet werden. Über die Dropdown-Liste kann schnell ein einfacher Regel-Geltungsbereich konfiguriert werden.

Legen Sie den Geltungsbereich einer Designregel fest, um ihre Anwendung auf die Designobjekte zu definieren.
Legen Sie den Geltungsbereich einer Designregel fest, um ihre Anwendung auf die Designobjekte zu definieren.

Anstatt auf eine vordefinierte Liste möglicher Zieloptionen beschränkt zu sein, kann jede Designregel durch das Schreiben einer sogenannten Query genauer eingegrenzt werden.

Um eine Abfrage einzugeben, setzen Sie die erste Dropdown-Liste Where The Object Matches auf Custom Query. Daraufhin wird die Abfrage angezeigt, die von der Regel-Engine für diese Regel auf Grundlage der aktuellen Dropdown-Einstellungen verwendet wird.

Eine Abfrage ist im Wesentlichen eine Anweisung an die Software, die die Menge der anzusprechenden Designobjekte definiert. Abfragen werden mithilfe von Abfrage-Schlüsselwörtern geschrieben. Genauso wie eine Abfrage in einem Filter Panel geschrieben werden kann, um eine bestimmte Objektmenge zu finden, kann eine Abfrage auch geschrieben werden, um die Objekte zu definieren, auf die jede Regel abzielt. Ein Beispiel wäre:

InNet('VBAT') And OnLayer('Bottom Layer')

Wenn diese Abfrage als Geltungsbereich für eine Width rule verwendet würde, würde sich beim Routen des VBAT-Netzes und beim Wechsel auf die Bottom-Layer die Leiterbahnbreite automatisch auf die in den Einschränkungen dieser Regel angegebene Breite ändern. Außerdem müsste beim Ausführen einer Design Rule Check jedes Routing des VBAT-Netzes auf der Bottom-Layer die angegebene Breite haben, andernfalls würde es als Verstoß markiert.

Die Festlegung des Geltungsbereichs der Regeln basiert auf dem Abfragesystem. Verwenden Sie die Option Custom Query, um die aktuelle Abfrage anzuzeigen und sie bei Bedarf mithilfe der Abfrage-Schlüsselwörter zu ändern.
Die Festlegung des Geltungsbereichs der Regeln basiert auf dem Abfragesystem. Verwenden Sie die Option Custom Query, um die aktuelle Abfrage anzuzeigen und sie bei Bedarf mithilfe der Abfrage-Schlüsselwörter zu ändern.

Je nachdem, ob die Regel unär oder binär ist, müssen Sie entsprechend einen oder zwei Geltungsbereiche definieren. Für eine unäre Designregel werden Steuerelemente bereitgestellt, um einen einzelnen Regel-Geltungsbereich zu definieren. Verwenden Sie die im Bereich Where The Object Matches verfügbaren Optionen, um den Abfrageausdruck zu erstellen; dieser wird im Bereich rechts daneben angezeigt. Für eine binäre Designregel werden Steuerelemente für Where The First Object Matches  und Where The Second Object Matches  bereitgestellt, um beide Regel-Geltungsbereiche zu definieren. Verwenden Sie die verfügbaren Dropdown-Listen jedes Bereichs, um den Abfrageausdruck zu erstellen. Die Steuerelemente sind gleich, unabhängig davon, ob ein oder zwei Regel-Geltungsbereiche definiert werden.

Wenn Änderungen an PCB-Komponentenbezeichnern oder Polygonnamen vorgenommen werden, werden die Verweise in Designregeln, die benutzerdefinierte Abfragen verwenden, automatisch aktualisiert. Die Abfragen in Designregeln, die auf PCB-Komponentenbezeichner verweisen, werden geändert, wenn Bezeichner neu annotiert, durch ein ECO aktualisiert oder manuell auf der Leiterplatte bearbeitet werden.

Das Aktualisieren von Regelabfragen bei Änderungen von Komponentenbezeichnern ist verfügbar, wenn die Option PCB.Rules.UpdateQueryOnComponentDesignatorChange im Dialog Advanced Settings dialog aktiviert ist.

Das Aktualisieren von Regelabfragen bei Änderungen von Polygonnamen ist verfügbar, wenn die Option PCB.Rules.UpdateQueryOnPolygonNameChange im Dialog Advanced Settings dialog aktiviert ist.

Wenn die Abfrage einen Syntaxfehler enthält, wird die Regel als ungültig betrachtet und im Dialog PCB Rules and Constraints Editor sowohl im linken Regelbaum als auch in jeder Zusammenfassungsansicht (Regelkategorie oder Regeltyp), in der die Regel erscheint, rot hervorgehoben. Darüber hinaus wird auch der Text für Regeltyp und Regelkategorie im linken Regelbaum rot dargestellt. Wenn Sie also einen Bereich des Regelbaums eingeklappt haben, der eine ungültige Regel enthält, werden Sie dennoch auf einer höheren Ebene der Hierarchie darauf aufmerksam gemacht. Außerdem erscheint eine Warnmeldung, wenn Sie versuchen, den Dialog zu schließen. Ein Regel-Geltungsbereich mit Syntaxfehler kann den Online- und Batch-DRC-Analyseprozess erheblich verlangsamen. Stellen Sie sicher, dass alle Regel-Geltungsbereiche syntaktisch korrekt sind.

Optionen für den Geltungsbereich

Es stehen einfache Optionen zur Festlegung des Geltungsbereichs zur Verfügung, mit denen Sie schnell Abfragen für den Geltungsbereich erzeugen können. Wählen Sie eine der Optionen aus dem ersten Dropdown-Feld aus und verwenden Sie bei Bedarf die nachfolgenden Dropdown-Listen, um das passende Ziel auszuwählen, z. B. ein Netz, eine Layer, einen Footprint, ein Package usw. Die angezeigten Optionen zur Festlegung des Geltungsbereichs sind auf den Regeltyp abgestimmt.

Erstellen Sie schnell eine Abfrage mithilfe der einfachen Optionen zur Festlegung des Geltungsbereichs.
Erstellen Sie schnell eine Abfrage mithilfe der einfachen Optionen zur Festlegung des Geltungsbereichs.

Beispiele für einfache Optionen zur Festlegung des Geltungsbereichs sind:

  • All - erzeugt eine Geltungsbereichsabfrage, die auf alle Designobjekte abzielt.

  • Net - erzeugt eine Geltungsbereichsabfrage, die auf alle Objekte in einem bestimmten Netz abzielt. Es erscheint eine zusätzliche Dropdown-Liste, aus der Sie das gewünschte Netz aus einer Liste verfügbarer Optionen auswählen können, einschließlich No Net.

  • Net Class - erzeugt eine Geltungsbereichsabfrage, die auf alle Objekte in einer bestimmten Netzklasse abzielt. Es erscheint eine zusätzliche Dropdown-Liste, aus der Sie die gewünschte Netzklasse aus einer Liste verfügbarer Optionen auswählen können, einschließlich All Nets.

  • Layer - erzeugt eine Geltungsbereichsabfrage, die auf alle Objekte auf einer bestimmten Layer abzielt. Es erscheint eine zusätzliche Dropdown-Liste, aus der Sie die gewünschte Layer aus einer Liste verfügbarer Optionen auswählen können.

  • Net and Layer - erzeugt eine Geltungsbereichsabfrage, die auf alle Objekte in einem bestimmten Netz und auf einer bestimmten Layer abzielt. Es erscheinen zwei zusätzliche Dropdown-Listen, aus denen Sie das gewünschte Netz und die gewünschte Layer auswählen können.

Wenn Sie den Geltungsbereich der Regel mithilfe der einfachen Optionen festlegen, wird dennoch eine Abfrage erstellt. Die Abfrage wird angezeigt, wenn Sie im ersten Dropdown-Feld Custom Query auswählen.

Die Option Custom Query ermöglicht es Ihnen, Ihre eigene, möglicherweise komplexere, aber auch spezifischere Abfrage zu schreiben. Sie können Ihre eigene spezifische Abfrage für den Regel-Geltungsbereich direkt in den Abfragebereich rechts eingeben. Alternativ stehen zwei Funktionen zur Verfügung, die bei der Erstellung logischer Abfrageausdrücke helfen. Dies sind der Query Builder und der Query Helper. Diese können nützlich sein, wenn Sie sich bei der Syntax einer Abfrage oder den verfügbaren Schlüsselwörtern nicht sicher sind.

Verwenden Sie die Option Custom Query, um einen komplexeren Abfrageausdruck zu erstellen.
Verwenden Sie die Option Custom Query, um einen komplexeren Abfrageausdruck zu erstellen.

  • Wenn Sie mit der Query Language vertraut sind, können Sie einen Abfrageausdruck direkt im Abfragebereich eingeben. Sie können auch einen Abfrageausdruck aus Ihrem bevorzugten Editor direkt in den Bereich einfügen oder einen Abfrageausdruck in einen externen Editor kopieren oder die Abfrage sogar in den zweiten Geltungsbereich einer binären Regel einfügen. Dies ist besonders nützlich, wenn die beiden Geltungsbereiche komplex sind und sich nur geringfügig unterscheiden.

  • Der Query Builder ist eine einfachere Methode zum Erstellen einer Abfrage, bei der kontextsensitive Bedingungstypen und Werte verwendet werden, sodass Sie nur mit relevanten „Bausteinen“ arbeiten können. Für die erweiterte Erstellung von Abfragen mit vollständiger Schlüsselwortspezifikation und Operatorsyntax verwenden Sie Query Helper.

Festlegen des Geltungsbereichs einer Regel mit dem Query Builder

Wenn die Option Custom Query ausgewählt ist, klicken Sie auf die Schaltfläche , um den Dialog Building Query from Board dialog zu öffnen. Dieser ermöglicht es Ihnen, eine Abfrage zu erstellen, um bestimmte Objekte im Designdokument anzusprechen, indem Sie einfach eine Zeichenfolge bedingter Anweisungen zusammenstellen.

Der linke Bereich des Dialogs wird verwendet, um die Bedingung(en) festzulegen, die erforderlich sind, um die gewünschte Menge an Objekten gezielt auszuwählen. Jede Bedingung besteht aus einem Condition Type und einem Condition Value. Die Dropdown-Felder dafür werden jeweils mit Einträgen gefüllt, die für das Erstellen eines Geltungsbereichs für den aktuellen Regeltyp bzw. mit Werten für den gewählten Bedingungstyp relevant sind.

Sobald eine Bedingung definiert wird, wird im rechten Bereich des Dialogs eine Vorschau der aktuell aufgebauten Abfrage angezeigt. Bedingungen können mit AND und/oder OR verknüpft werden; außerdem kann eine Priorisierung (durch die Verwendung von Klammern/Einrückungen) integriert werden, um die Zielmenge der Objekte weiter zu verfeinern. Wenn der Ausdruck für die Abfrage wie gewünscht definiert wurde, wird durch Klicken auf OK der Ausdruck in den Abfragebereich des Dialogs PCB Rules and Constraints Editor geladen.

Beachten Sie, dass beim Anzeigen im Dialog PCB Rules and Constraints Editor am Anfang bzw. Ende des Abfrageausdrucks zusätzliche öffnende und schließende Klammern hinzugefügt werden.

Verwenden Sie Query Builder, um einen logischen Abfrageausdruck mithilfe einer Reihe bedingter Anweisungen zu erstellen.
Verwenden Sie Query Builder, um einen logischen Abfrageausdruck mithilfe einer Reihe bedingter Anweisungen zu erstellen.

Den Geltungsbereich einer Regel mit dem Query Helper festlegen

Wenn die Option Custom Query ausgewählt ist, klicken Sie auf die Schaltfläche , um auf den Dialog Query Helper zuzugreifen. Die zugrunde liegende Query Engine analysiert das PCB-Design und listet alle verfügbaren Objekte zusammen mit allgemeinen Schlüsselwörtern für die Verwendung in Abfragen auf.

Die Arbeit mit dem Query Helper ist recht intuitiv, insbesondere wenn man ihn in drei klar abgegrenzte Bereiche unterteilt, wie im folgenden Bild gezeigt:

Beispiel einer komplexen Abfrage, die mit dem Query Helper definiert wurde.
Beispiel einer komplexen Abfrage, die mit dem Query Helper definiert wurde.

Diese Bereiche sind:

  1. Query Region – verwenden Sie diesen Bereich des Dialogs, um einen Abfrageausdruck zusammenzustellen. Der aktuell für den Regel-Geltungsbereich verwendete Ausdruck wird beim Öffnen des Dialogs standardmäßig in diesem Bereich bereitgestellt. Sie können direkt in diesem Bereich tippen; zur Unterstützung wird eine kontextsensitive „Vorschlagsliste“ möglicher Schlüsselwörter oder Objekte angezeigt.
  2. Operators – dieser Bereich des Dialogs stellt eine Reihe mathematischer und logischer Operatoren bereit, die beim Erstellen eines Ausdrucks verwendet werden können. Klicken Sie auf eine Schaltfläche, um den entsprechenden Operator an der aktuellen Cursorposition innerhalb des Abfrageausdrucks im obenstehenden Bereich Query einzufügen.
  3. Categories, Keywords and Objects – dieser Bereich des Dialogs bietet Zugriff auf verfügbare PCB-Funktionen, PCB-Objektlisten und Systemfunktionen, die zum Erstellen des Abfrageausdrucks verwendet werden können. Wenn Sie in jedem dieser drei Bereiche auf eine Unterkategorie klicken, wird im Bereich rechts davon eine Liste der entsprechenden Schlüsselwörter oder Objekte angezeigt. Suchen Sie das Schlüsselwort oder Objekt, das in der Abfragezeichenfolge verwendet werden soll, und doppelklicken Sie dann auf den entsprechenden Eintrag; der Eintrag wird an der aktuellen Cursorposition innerhalb des Abfrageausdrucks im obenstehenden Bereich Query eingefügt.

Verwenden Sie die Schaltfläche (unten links im Dialog), um zu überprüfen, ob ein Ausdruck syntaktisch korrekt ist. Wenn der Ausdruck für die Abfrage wie gewünscht definiert wurde, wird durch Klicken auf OK der Ausdruck in den Abfragebereich des Dialogs PCB Rules and Constraints Editor geladen.

Wenn Sie den Dialog Query Helper zum Erstellen einer Abfrage verwenden, können Sie durch Klicken auf ein Schlüsselwort in einer der verfügbaren Listen und anschließendes Drücken von F1 die Dokumentation für dieses spezielle Schlüsselwort in der Query Language Reference aufrufen.

Operatorrangfolge in Abfrageausdrücken

Bevor wir diesen Bereich verlassen, lohnt sich ein Blick auf die geltende Rangfolge der Operatoren, die in logischen Abfrageausdrücken verwendet werden. Denn ohne dieses Wissen kann es sein, dass ein Ausdruck nicht die gewünschten Objekte adressiert.

Klammern haben die höchste Priorität innerhalb der für die verschiedenen Operatoren definierten Rangfolge, die bestimmt, wie Abfragen von der Software interpretiert werden (wenn der Benutzer keine Klammern angegeben hat). Die Reihenfolge dieser Rangfolge von der höchsten zur niedrigsten ist wie folgt:

  1. Klammern
  2. Not
  3. ^, *, /, Div, Mod, And
  4. +, -, Or, Xor
  5. =, <>, <, >, <=, >=
  6. &&, ||

Diese Rangfolge ähnelt der in Pascal-ähnlichen Sprachen verwendeten. Mehrdeutigkeiten werden durch Auswertung von links nach rechts aufgelöst. Klammern werden von innen nach außen ausgewertet, und Operatoren derselben Ebene werden von links nach rechts ausgewertet.

Es ist dringend zu empfehlen, Klammern immer dann zu verwenden, wenn auch nur die geringste Möglichkeit besteht, dass die Abfrage nicht korrekt interpretiert werden könnte. Eine großzügige Verwendung von Klammern beseitigt Zweifel und macht die resultierenden Abfragen für andere leichter lesbar.

Regelpriorisierung

Um den Prozess der Definition und Verwaltung von Regeln zu vereinfachen, besteht die Idee darin, allgemeine Regeln zu definieren, die breite Anforderungen abdecken, und diese dann in spezifischen Situationen durch spezifische Regeln zu überschreiben. Damit dies möglich ist, müssen Sie die Regeln priorisieren können, um anzugeben, welche verwendet werden soll, wenn ein Objekt von mehreren Regeln desselben Typs erfasst wird.

Um beispielsweise die am häufigsten verwendete Leiterbahnbreite auf der Platine festzulegen, definieren Sie eine einzelne Regel, die für jedes Netz auf der Platine gilt. Diese Regel kann dann für ein bestimmtes Netz (oder auch für eine Klasse von Netzen) durch Hinzufügen einer weiteren Regel desselben Typs, jedoch mit höherer Priorität, überschrieben werden.

Ein weiteres Beispiel wären die Anforderungen an die Lötstoppmaske. Hier würden Sie eine Maskenregel definieren, die auf jedes Pad und jede Via auf der Platine abzielt und die dann für die Pads einer bestimmten Footprint-Art überschrieben werden kann. Diese footprintspezifische Regel könnte bei Bedarf wiederum für ein bestimmtes Pad in diesem Footprint überschrieben werden.

Ein wichtiger Aspekt bei der Verwaltung der Regeln besteht darin, sicherzustellen, dass alle Prioritäten passend gesetzt sind. Wenn eine neue Regel erstellt wird, erhält sie standardmäßig die höchste Priorität. Verwenden Sie die Schaltfläche Priorities unten im Dialog PCB Rules and Constraints Editor, um die Prioritäten im Dialog Edit Rule Priorities zu konfigurieren.

Ändern Sie die Regelprioritäten im Dialog Edit Rule Priorities.
Ändern Sie die Regelprioritäten im Dialog Edit Rule Priorities.

Anfangs listet der Dialog alle Regelinstanzen für den Regeltyp auf, der aktuell im Dialog PCB Rules and Constraints Editor ausgewählt ist. Verwenden Sie das Feld Rule Type, um den Regeltyp zu ändern und die für diesen Typ definierten spezifischen Regeln aufzulisten. Die definierten Regeln werden in der Reihenfolge ihrer aktuellen Priorität aufgeführt – von 1 (höchste Priorität) abwärts. Wählen Sie einen Regeleintrag aus und verwenden Sie die Schaltflächen Increase Priority und Decrease Priority, um ihn in der Prioritätsreihenfolge nach oben bzw. unten zu verschieben.

Wenn Sie einem Regeltyp, der bereits eine oder mehrere vorhandene Regeln enthält, eine neue Regel hinzufügen, wird die Priorität auf 1 gesetzt (d. h. die höchste Priorität). Wenn eine Regel dupliziert wird, erhält die Kopie eine Priorität unterhalb der Quellregel.

Es können mehrere Regeln desselben Typs eingerichtet werden. Es kann vorkommen, dass ein Designobjekt von mehr als einer Regel mit demselben Geltungsbereich abgedeckt wird. In diesem Fall liegt ein Konflikt vor. Alle Konflikte werden durch die Prioritätseinstellung aufgelöst. Das System durchläuft die Regeln von der höchsten zur niedrigsten Priorität und wählt die erste aus, deren Geltungsbereichsausdruck/-ausdrücke mit dem/den geprüften Objekt(en) übereinstimmen. Es gibt eine Ausnahme davon: Auf Objekte können mehrere Matched Length-Designregeln angewendet werden, und alle Regeln werden auf diese Objekte angewendet.

Vorhandene Regeln ändern

Regeln können natürlich jederzeit geändert werden. Tatsächlich sind auf dem Weg zum endgültigen funktionierenden Regelsatz oft einige wichtige Verfeinerungen hier und da erforderlich. Typischerweise betrifft dies den Geltungsbereich, um sicherzustellen, dass die Ziel-Designobjekte wie erforderlich von den jeweiligen Regeln „erfasst“ werden. Wählen Sie im Dialog PCB Rules and Constraints Editor eine vorhandene Regel aus und nehmen Sie die erforderlichen Änderungen an ihrem Geltungsbereich und ihren Einschränkungsattributen vor.

Änderungen an vorhandenen Regeldefinitionen werden sowohl im Ordnerbaum-Bereich als auch in den entsprechenden Übersichtslisten hervorgehoben. Solche Einträge sind daran zu erkennen, dass der Regelname fett dargestellt wird und rechts neben dem Namen ein Sternchen angezeigt wird. Das Sternchen zeigt an, dass es sich um eine vorhandene Regel handelt, die geändert wurde, und nicht um eine neu erstellte Regel (diese wird fett, aber ohne Sternchen angezeigt).

Beispiel für eine vorhandene Regel, die geändert wurde. Ein Sternchen kennzeichnet die Änderung, zusätzlich zur Fettdarstellung des Regelnamens.
Beispiel für eine vorhandene Regel, die geändert wurde. Ein Sternchen kennzeichnet die Änderung, zusätzlich zur Fettdarstellung des Regelnamens.

Wenn für einen bestimmten Regeltyp eine neue Regel erstellt wird, erhält sie automatisch Priorität 1. Falls bereits andere Regeln dieses Typs vorhanden sind, werden deren Prioritäten entsprechend um eins nach hinten verschoben (verringert). Sie gelten dann als geändert, auch wenn sie auf Geltungsbereichs-/Einschränkungsebene möglicherweise nicht ausdrücklich geändert wurden. Alle solchen vorhandenen Regeln dieses Typs werden daher im geänderten Zustand angezeigt (fett mit Sternchen).

Ungültige Regeln kennzeichnen

Wenn eine Regel vom System als ungültig erkannt wird – zum Beispiel, weil es ein Problem mit ihrem Geltungsbereichs-Abfrageausdruck gibt oder ein Wert für eine Einschränkung nicht zulässig ist –, wird sie als ungültig markiert. Eine solche Regel wird im Dialog PCB Rules and Constraints Editor rot hervorgehoben, sowohl im linken Regelbaum als auch in jeder Übersichtsansicht (Regelkategorie oder Regeltyp), in der die Regel erscheint. Darüber hinaus werden auch der Text für den Regeltyp und die Regelkategorie im linken Regelbaum rot dargestellt. Wenn Sie also einen Bereich des Regelbaums eingeklappt haben, der eine ungültige Regel enthält, werden Sie dennoch auf einer höheren Ebene der Hierarchie darauf aufmerksam gemacht. Außerdem wird eine Warnmeldung angezeigt, wenn Sie versuchen, den Dialog zu schließen.

Ein Regel-Geltungsbereich mit einem Syntaxfehler kann die Online- und Batch-DRC-Analyse erheblich verlangsamen. Stellen Sie daher sicher, dass alle Regel-Geltungsbereiche syntaktisch korrekt sind.

Ein Beispiel dafür, wie das System eine ungültige Designregel kennzeichnet – in diesem Fall einen fehlerhaften Geltungsbereichs-Abfrageausdruck.
Ein Beispiel dafür, wie das System eine ungültige Designregel kennzeichnet – in diesem Fall einen fehlerhaften Geltungsbereichs-Abfrageausdruck.

Regeln deaktivierenIn der regelgesteuerten Umgebung des PCB-Editors der Software ist es nicht ungewöhnlich, eine beeindruckende und umfassende Sammlung von Regeln aufzubauen, mit denen sich Ihre Leiterplatten erfolgreich einschränken lassen. Aus welchen Gründen auch immer können Sie im Verlauf einige Regeln deaktivieren wollen; vielleicht sind sie für die betreffende Leiterplatte nicht anwendbar oder sie müssen vorübergehend deaktiviert werden, um den Design Rule Checker zu entlasten (und dadurch seine Leistung zu erhöhen!). Das Deaktivieren ist eine gute Möglichkeit, solche Regeln beizubehalten, falls sie in Zukunft wieder benötigt werden.

Um eine Regel zu deaktivieren, schalten Sie die entsprechende Enable Option für diese Regel in einer der relevanten Übersichtslisten auf der rechten Seite des Dialogs PCB Rules and Constraints Editor um. Eine deaktivierte Regel wird außerdem ausgegraut dargestellt.

Beispiel für deaktivierte Regeln, die in einer Übersichtsliste in grauer Schrift erscheinen.
Beispiel für deaktivierte Regeln, die in einer Übersichtsliste in grauer Schrift erscheinen.

Regeln können auch direkt im PCB Rules And Violations panel deaktiviert/aktiviert werden. Schalten Sie dazu die zugehörige On Option der Regel um. Dies wird in der Enable Option der Regel im Dialog PCB Rules and Constraints Editor widergespiegelt.

Löschen von Regeln

So löschen Sie eine einzelne Designregel im Dialog PCB Rules and Constraints Editor:

  • Verwenden Sie die Baumstruktur auf der linken Seite, um zur gewünschten vorhandenen Regel zu navigieren, klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf und wählen Sie dann Delete Rule aus dem Kontextmenü.
  • Navigieren Sie in der Baumstruktur auf der linken Seite zum spezifischen Regeltyp und wählen Sie dann die zu löschende Regel in der Übersichtsliste auf der rechten Seite aus. Klicken Sie anschließend auf die Schaltfläche Delete Rule(s) unterhalb der Liste.

Der Regelname wird fett und durchgestrichen angezeigt, um kenntlich zu machen, dass es sich um eine Löschung handelt, die noch nicht „angewendet“ wurde.

Löschen einer einzelnen Regel.
Löschen einer einzelnen Regel.

  • Wenn eine bestimmte Designregel nicht mehr benötigt wird, aber in Zukunft möglicherweise wieder verwendet werden könnte, kann sie statt gelöscht einfach deaktiviert werden. Schalten Sie dazu die entsprechende Enable Option für die Regel in einer der relevanten Übersichtslisten auf der rechten Seite des Dialogs PCB Rules and Constraints Editor um.

  • Mehrere Regeln können in einer einzigen Aktion aus einer Übersichtslistenansicht gelöscht werden. Wählen Sie dazu die zu löschenden Regeln aus (die Standard-Tastenkombinationen Shift+click und Ctrl+click werden unterstützt) und klicken Sie dann auf die Schaltfläche Delete Rule(s) unterhalb der Liste.

  • Bestimmte Regeln müssen vorhanden sein, damit das Design-Rule-Check-System funktioniert; wenn eine dieser Regeln gelöscht wird (sodass keine Regel dieses Typs mehr vorhanden ist), wird sie automatisch neu erstellt. Erfahren Sie mehr über Standard-Designregeln.

Für viele Regeltypen werden beim Erstellen eines neuen PCB-Dokuments Standardregeln angelegt. Wenn in ähnlicher Weise alle spezifischen Regeln eines dieser Regeltypen gelöscht werden, wird die Standardregel beim nächsten Öffnen des Dialogs PCB Rules and Constraints Editor automatisch wieder hinzugefügt. Alternativ können Standardregeln erneut erstellt werden, indem Sie unten im Dialog auf die Schaltfläche Create Default Rules klicken.

Exportieren und Importieren von Regeln

Designregeln können aus dem Dialog PCB Rules and Constraints Editor exportiert und in ihn importiert werden. Dadurch können Sie bevorzugte Regeldefinitionen zwischen verschiedenen Designs speichern und laden.

  • To export – klicken Sie mit der rechten Maustaste irgendwo in die Baumstruktur auf der linken Seite des Dialogs und wählen Sie Export Rules. Daraufhin wird der Dialog Choose Design Rule Type dialog geöffnet, in dem Sie die zu exportierende(n) Designregel(n) auswählen können. Im sich öffnenden Dialog Export Rules to File können Sie die .rul-Datei benennen und den Speicherort auswählen. Exportierte Regeln werden in einer PCB-Regeldatei gespeichert (*.rul).
  • To import – klicken Sie mit der rechten Maustaste irgendwo in die Baumstruktur auf der linken Seite des Dialogs und wählen Sie Import Rules. Daraufhin wird der Dialog Choose Design Rule Type dialog geöffnet, in dem Sie die zu importierende(n) Designregel(n) auswählen können. Im sich öffnenden Dialog Import File navigieren Sie zur zu importierenden .rul-Datei. 

Beim Importieren wird, falls Regeln eines ausgewählten Typs bereits vorhanden sind, die Option angeboten, die vorhandenen Regeln vor dem Import zu löschen. Ein Klick auf Yes führt dazu, dass alle vorhandenen Regeln dieses Typs gelöscht und anschließend durch die in der Datei .rul ersetzt werden. Ein Klick auf No behält die vorhandenen Regeln bei. Wenn jedoch vorhandene Regeln und importierte Regeln denselben Namen haben, überschreiben die importierten Regeln die vorhandenen.

Designregelberichte

Ein Bericht über die aktuell definierten Designregeln kann im Dialog PCB Rules and Constraints Editor erstellt werden. Der Bericht kann sich auf alle Regelkategorien, eine bestimmte Regelkategorie oder einen bestimmten Regeltyp beziehen, abhängig vom ausgewählten Eintrag in der Ordnerbaumstruktur. Ein Bericht kann erstellt werden durch:

  • Aufrufen der gewünschten Übersichtsliste, Rechtsklick und anschließendes Auswählen des Befehls Report aus dem Kontextmenü oder durch Klicken auf die Schaltfläche Report unterhalb der Liste.
  • Rechtsklick auf den entsprechenden Eintrag in der Ordnerbaumstruktur und anschließendes Auswählen des Befehls Report aus dem Kontextmenü.

Der Dialog Report Preview wird geöffnet, wobei der entsprechende Bericht bereits geladen ist. Verwenden Sie diesen Dialog, um den Bericht mithilfe verschiedener Seiten-/Zoom-Steuerelemente zu prüfen, bevor Sie ihn schließlich in eine Datei exportieren oder ausdrucken.

Einen PCB-Regelbericht erzeugen.
Einen PCB-Regelbericht erzeugen.

Definieren von Regeln im Schaltplan

Design-Constraints (Regeln) können bereits vor dem PCB-Layout definiert werden, indem den Schaltplan-Quelldokumenten Parameter-Set-Direktiven mit konfigurierten Regeln hinzugefügt werden. Der Geltungsbereich der entsprechenden PCB-Designregel, die beim Übertragen des Designs in das PCB-Dokument erstellt wird, wird durch die Art des Objekts bestimmt, dem der Parameter zugewiesen ist. Die folgende Tabelle fasst die unterstützten Optionen für den Geltungsbereich von Schaltplanparametern zu PCB-Regeln zusammen.

Eine Regel hinzufügen zu einem/einer ... Von ... Für einen PCB-Regel-Geltungsbereich von ...
Draht dem Properties panel (beim Durchsuchen der Eigenschaften des ausgewählten Parameter-Set-Objekts), nachdem ein Parameter Set object auf dem Draht mit dem Befehl Place » Directives » Parameter Set platziert wurde. Netz
Bus dem Properties panel (beim Durchsuchen der Eigenschaften des ausgewählten Parameter-Set-Objekts), nachdem ein Parameter Set object auf dem Bus mit dem Befehl Place » Directives » Parameter Set platziert wurde. Netzklasse
Kabelbaum dem Properties panel (beim Durchsuchen der Eigenschaften des ausgewählten Parameter-Set-Objekts), nachdem ein Parameter Set object auf dem Kabelbaum mit dem Befehl Place » Directives » Parameter Set platziert wurde. Netzklasse
Blanket dem Properties panel (beim Durchsuchen der Eigenschaften des ausgewählten Parameter-Set-Objekts), nachdem ein Parameter Set object an der Kante des Blanket mit dem Befehl Place » Directives » Parameter Set platziert wurde. Fügen Sie eine Klasse mit dem erforderlichen Namen hinzu, um eine Netzklasse für alle vom Blanket abgedeckten Netze zu erstellen, die dann für den Regel-Geltungsbereich verwendet wird. Netzklasse

In jedem Fall ist die Methode zum Hinzufügen eines regelbasierten Parameters dieselbe:

  1. Einen Parameter als Regel hinzufügen.

  2. Auswählen, welcher Regeltyp verwendet werden soll.

  3. Die Constraints für den gewählten Regeltyp konfigurieren.

Wenn Designregel-Parameter zu Objekten in einem Schaltplan hinzugefügt werden, wird jedem Regelparameter eine eindeutige ID zugewiesen. Dieselben IDs werden den entsprechenden Designregeln zugewiesen, die auf dem PCB erstellt werden. Mit dieser eindeutigen ID können die Constraints einer Regel entweder auf der Schaltplan- oder auf der PCB-Seite bearbeitet und die Änderungen bei der Synchronisierung übernommen werden.

Mehr über Parameter Sets erfahren.

Sehen Sie sich ein Beispiel für die Verwendung der Differential-Pair-Direktive zusammen mit einem Blanket an, um Designregeln im Schaltplan zu definieren.

Regelanwendung prüfen

Je nach Board-Design müssen möglicherweise eine ganze Reihe von Designregeln mit Geltungsbereichen definiert werden, die von sehr einfach bis sehr komplex reichen. Es ist sinnvoll zu prüfen, dass die definierten Regeln tatsächlich auf die vorgesehenen Objekte abzielen. Sorgfalt bei der Definition der Regeln kann unnötigen Zeit- und Arbeitsaufwand beim Nachverfolgen von Verstößen vermeiden, die durch einen falschen Regel-Geltungsbereich verursacht werden.

Es gibt im Wesentlichen zwei Methoden zur Überprüfung von Regel-Geltungsbereichen – entweder durch Auswahl von Designobjekten und Abfrage der Regeln, die aktuell auf sie angewendet werden, oder indem eine Regel betrachtet wird (an verschiedenen Stellen in der Software) und beobachtet wird, welche Objekte in ihren Geltungsbereich fallen.

Aus der Perspektive eines Objekts

Für jedes platzierte Objekt im aktuellen Design können Sie schnell Informationen darüber abrufen, welche unären Designregeln auf dieses Objekt angewendet werden. Positionieren Sie den Cursor über dem Objekt, klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie dann Applicable Unary Rules. Alle definierten Designregeln, die auf das ausgewählte Objekt angewendet werden könnten, werden analysiert und im Dialog Applicable Unary Rules aufgelistet.

Designregeln, die auf ein einzelnes Beispiel-Designobjekt anwendbar sind – unäre Regeln.
Designregeln, die auf ein einzelnes Beispiel-Designobjekt anwendbar sind – unäre Regeln.

Jede im Dialog aufgeführte Regel hat entweder ein Häkchen () oder ein Kreuz () daneben. Ein Häkchen kennzeichnet die Regel mit der höchsten Priorität unter allen anwendbaren Regeln desselben Typs; dies ist die aktuell angewendete Regel. Regeln desselben Typs mit niedrigerer Priorität werden mit einem Kreuz daneben aufgeführt, was anzeigt, dass sie anwendbar sind, aber aktuell nicht angewendet werden, da sie nicht die Regel mit der höchsten Priorität sind.

Regeln, die auf das Objekt anwendbar wären, derzeit jedoch deaktiviert sind, würden ebenfalls mit einem Kreuz versehen und durchgestrichen dargestellt.

In ähnlicher Weise können Sie auch Informationen über die binären Designregeln abrufen, die zwischen zwei platzierten Objekten in einem Design gelten. Positionieren Sie den Cursor über einem beliebigen Objekt, klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie dann Applicable Binary Rules. Folgen Sie den Anweisungen, um zwei Objekte im Design auszuwählen. Anschließend wird der Dialog Applicable Binary Rules geöffnet und zeigt alle binären Designregeln an, die zwischen diesen Objekten gelten.

Wenn auf die beiden ausgewählten Objekte keine binären Regeln angewendet werden, wird die Binary Version des Applicable Rules Dialogs nicht geöffnet.

Designregeln, die zwischen zwei Beispiel-Designobjekten anwendbar sind – binäre Regeln.
Designregeln, die zwischen zwei Beispiel-Designobjekten anwendbar sind – binäre Regeln.

Aus der Perspektive einer Regel

Prüfung über das PCB Rules And Violations Panel

Sie können auch schnell sehen, auf welche Objekte eine bestimmte Regel angewendet wird, und zwar über das PCB Rules And Violations panel. Das Panel listet alle aktuell für das Design definierten Regeln auf. Es können alle Regeln angezeigt werden, oder Sie können gezielt nach Regeltyp suchen – vorausgesetzt, für das aktive Design wurde mindestens eine Regel eines beliebigen Typs definiert. Wenn Sie im Bereich Rules des Panels auf eine bestimmte Regel klicken, wird eine Filterung angewendet, wobei die Regel als Geltungsbereich des Filters verwendet wird. Es werden nur die Designobjekte gefiltert, die in den Geltungsbereich der Regel fallen. Mithilfe der Hervorhebungsfunktion Mask (oder Dim) können Sie schnell die resultierenden Objekte sehen, auf die die Regel abzielt.

 
 
 
 
 

Ein Beispiel für die Verwendung des PCB Rules And Violations Panels, um zu prüfen, auf welche Objekte eine ausgewählte Regel angewendet wird.
Ein Beispiel für die Verwendung des PCB Rules And Violations Panels, um zu prüfen, auf welche Objekte eine ausgewählte Regel angewendet wird.

Wenn die Hervorhebungsmethode im Dialog auf Mask eingestellt wurde, passen Sie den Grad der Maskierung an, der auf Objekte angewendet wird, die nicht in den Geltungsbereich des aktiven Filters fallen, indem Sie den Schieberegler Masked Objects verwenden, der über den Abschnitt Mask and Dim Settings auf der Registerkarte View Options des View Configuration panel zugänglich ist. Wenn die Hervorhebungsmethode im Dialog auf Dim eingestellt wurde, passen Sie den Grad der Abdunkelung an, der auf Objekte angewendet wird, die nicht in den Geltungsbereich des aktiven Filters fallen, indem Sie den Schieberegler Dimmed Objects verwenden, der ebenfalls in diesem Abschnitt des Panels verfügbar ist.

Die Verwendung des PCB Rules And Violations Panels zur Abfrage, auf welche Objekte eine Regel angewendet wird, ist besonders nützlich, wenn eine Abfrage für den/die Geltungsbereich(e) einer Regel erstellt wird, da eine Regel direkt im Panel bearbeitet werden kann und die Abfrage daher so lange „optimiert“ werden kann, bis die gewünschten Objekte vom/von den Geltungsbereich(en) erfasst werden.

Um den/die Geltungsbereich(e) einer Regel sowie ihre Constraints zu bearbeiten, doppelklicken Sie entweder auf den Regeleintrag im Panel oder klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie Properties aus dem Kontextmenü. Der entsprechende Edit PCB Rule Dialog wird angezeigt, in dem die Änderungen vorgenommen werden können.

Die vom Dialog angebotenen Steuerelemente und sein Bannertext variieren je nach Typ der bearbeiteten Designregel.

 
 
 
 
 

Regeln können direkt im PCB Rules And Violations Panel bearbeitet werden, sodass Sie Regel-Geltungsbereiche und/oder Constraints direkt weiter verfeinern können.
Regeln können direkt im PCB Rules And Violations Panel bearbeitet werden, sodass Sie Regel-Geltungsbereiche und/oder Constraints direkt weiter verfeinern können.

Prüfung über den Dialog PCB Rules and Constraints Editor

Der PCB Rules and Constraints Editor Dialog enthält eine Funktion zum Testen von Abfragen, mit der Sie schnell sehen können, auf welche Objekte eine bestimmte Regel angewendet wird. Klicken Sie oben rechts im Dialog der zu testenden Regel auf die Schaltfläche . Der Dialog Test Queries Result wird angezeigt. Der Dialog zeigt Folgendes an:

  • Expression result – die Anzahl der Objekte, die in den Geltungsbereich des Ausdrucks fallen.

  • Objects applicable to rule – die Anzahl der anwendbaren Objekte basierend auf dem Ausdruck und dem Typ der aktuellen Regel.

  • Expression and rule priority (nur für eine unäre Regel) – die Anzahl der anwendbaren Objekte basierend auf dem Ausdruck, dem Typ und der Priorität der aktuellen Regel (d. h. wenn es eine Regel mit höherer Priorität gibt, werden Objekte, die in den Geltungsbereich dieser Regel fallen, für diesen Wert nicht berücksichtigt).

  • Rules with highest priorities (nur für eine unäre Regel) – wenn es Regeln mit höherer Priorität gibt, wird deren Liste im Dialog angezeigt, zusammen mit der Anzahl der Objekte, auf die sie anwendbar sind (d. h. ihre Expression and rule priority-Werte).

Durch Klicken auf einen Link auf der rechten Seite können Sie schnell filtern, um die jeweils anwendbaren Objekte direkt im Designbereich anzuzeigen. Verwenden Sie das Dropdown-Menü Mask, um NormalMask, oder Dim  auszuwählen – je nachdem, wie die betroffenen Objekte im PCB-Dokument hervorgehoben werden sollen. Wenn Zoom  aktiviert ist, zoomt das PCB-Dokument außerdem auf die betroffenen Komponenten.

 
 
 
 
 

Zeigen Sie mit der Funktion „Test Queries“ schnell die von einem Geltungsbereichsausdruck einer Regel erfassten Objekte an.
Zeigen Sie mit der Funktion „Test Queries“ schnell die von einem Geltungsbereichsausdruck einer Regel erfassten Objekte an.

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