Verstehen der Konnektivität auf Ihrer Leiterplatte

Im PCB-Editor wird die Konnektivität zwischen den Knoten eines Netzes durch eine Reihe von Punkt-zu-Punkt-Verbindungslinien dargestellt, die zusammen als Luftlinien (Ratsnest) bezeichnet werden. Wenn das Design aus dem Schaltplan übertragen wird (Design » Update PCB), werden die Bauteile auf der PCB-Designfläche platziert und die Verbindungslinien angezeigt (als dünne, durchgezogene Linien).

Innerhalb eines einzelnen Netzes verbinden die Verbindungslinien alle Knoten dieses Netzes. Das Muster bzw. die Reihenfolge, in der sie verbunden werden, wird als Net Topology bezeichnet und weiter unten erläutert.

Die Knoten im Netz werden gemäß der geltenden Regel „Routing Topology“ durch Verbindungslinien verbunden (die Standardeinstellung ist „Shortest“).

In diesem Design werden die Verbindungslinien der Netze GND und 5V in einer anderen Farbe dargestellt.

Die Verbindungslinien sind nicht nur eine hilfreiche Orientierung bei der Bauteilplatzierung, sondern auch beim interaktiven Routing und beim Autorouting.

Der PCB-Editor enthält einen Netzanalysator, der die Position aller Objekte auf der Designfläche kontinuierlich überwacht und die Verbindungslinien aktualisiert, sobald ein netzzugehöriges Objekt bearbeitet (oder verschoben) wird. Wenn beispielsweise ein Bauteil verschoben wird, kann das entfernte Ende jeder Verbindung dieses Bauteils von einem Zielpad zu einem anderen springen, da die Verbindungen aktualisiert werden, um die durch die geltende Designregel festgelegte Topologie beizubehalten. Ein Beispiel dafür zeigt das folgende Video anhand des GND-Netzes; dieses Netz verwendet die Topologie „Shortest“.

Beachten Sie, wie die GND-Verbindungslinien beim Verschieben des Widerstands umspringen und automatisch neu angeordnet werden, um die kürzeste Gesamtverbindungslänge beizubehalten.

Ein Netz auf der Leiterplatte finden

Eine noch nicht geroutete Leiterplatte kann einschüchternd wirken – eine Vielzahl von Verbindungslinien kreuzt sich auf der gesamten Leiterplatte. Ein guter Ansatz für das Routing ist, vom Schaltplan auszugehen, in dem Sie wichtige Bauteile und kritische Netze leicht finden können. Sie können Cross-Selection und Cross-Probing direkt von den Bauteilen und Netzen im Schaltplan aus verwenden, um das entsprechende Element auf der Leiterplatte hervorzuheben. Weitere Informationen finden Sie unter Arbeiten zwischen Schaltplan und Leiterplatte.

Eine nützliche Funktion des PCB-Editors ist die Möglichkeit, Objekte auf der Designfläche zu maskieren oder abzudunkeln. Diese Filterfunktion blendet alles außer den Objekten aus, die den Filter passieren. Die folgende Abbildung zeigt ein einzelnes ausgewähltes Netz, wobei das Filtersystem so eingestellt ist, dass alle Objekte, die den Filter nicht passieren, mit Dim dargestellt werden.

Um dies auszuprobieren, stellen Sie das PCB-Panel auf den Modus Nets ein. Dadurch wird eine Liste der Netze auf der Leiterplatte angezeigt. Stellen Sie den Filtermodus über das Dropdown-Menü auf Dim oder Mask ein und aktivieren Sie anschließend die Optionen Select und Zoom, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Wenn Sie im Panel auf einen Netznamen klicken, ändert sich die Darstellung der Designfläche: Die Ansicht zoomt auf die Knoten des Netzes und blendet alles außer den Pads und Verbindungslinien dieses Netzes aus. Dadurch wird das Netz optisch vom Rest der Leiterplatte getrennt. Beachten Sie, dass der Filter auch dann aktiv bleibt, wenn Sie in den Arbeitsbereich klicken. Das ausgewählte Netz bleibt deutlich sichtbar und lässt sich so leicht untersuchen oder routen.

Verwenden Sie die Filterfunktion, um ein Netz oder eine Netzklasse leichter zu finden.

Klicken Sie oben im Panel PCB auf die Schaltfläche Clear, um den Filter zu entfernen und die gesamte Designfläche wieder mit normaler Helligkeit anzuzeigen (oder drücken Sie die Tastenkombination Shift+C).

Beachten Sie, dass Sie neben einem einzelnen Netz auch eine Netzklasse (sofern Klassen definiert sind) im Abschnitt Net Classes des Panels filtern und mehrere Netze interaktiv auswählen können (halten Sie Ctrl gedrückt, während Sie im Panel PCB auf einen Netznamen klicken).

Netze durchsuchen

Im Modus Nets des PCB-Panels ändern sich dessen drei Hauptbereiche entsprechend der Netzhierarchie des aktuellen PCB-Designs (von oben nach unten):

• Net Classes, wie auf der Leiterplatte definiert.
• Einzelne zugehörige Nets innerhalb einer Klasse.
• Einzelne Primitives innerhalb eines Netzes (Pads, Vias, Leiterbahnen und Füllflächen).

Netzklassen

Klicken Sie im oberen Bereich des Panels (Net Classes) mit der rechten Maustaste auf einen Netz- oder Netzelementeintrag und wählen Sie anschließend Properties aus dem angezeigten Menü (oder doppelklicken Sie direkt auf den Eintrag), um den Dialog Netzklasse bearbeiten zu öffnen. Dort können Sie die Netzzugehörigkeit der Klasse anzeigen oder bearbeiten, die Klasse umbenennen oder weitere Klassen hinzufügen.

Sie können Netzklassen auch mit den folgenden Befehlen im Untermenü Design » Netlist der Hauptmenüs oder im Untermenü Net Actions des Kontextmenüs ausgewählter Netzobjekte verwalten:

• Create NetClass from Selected Nets – Mit diesem Befehl erstellen Sie eine neue Netzklasse aus zwei oder mehr auf der Designfläche ausgewählten Netzen. Nach dem Aufrufen des Befehls öffnet sich der Dialog Object Class Name. Geben Sie hier den gewünschten Namen für die neue Netzklasse an. Nach einem Klick auf OK wird die Netzklasse erstellt und die ausgewählten Netze werden als Mitglieder hinzugefügt.
• Add Selected Net(s) to NetClass – Mit diesem Befehl fügen Sie ein oder mehrere ausgewählte Netze zu einer bestehenden Netzklasse hinzu. Nach dem Aufrufen des Befehls öffnet sich der Dialog Choose Net Class. Dieser Dialog listet alle bestehenden Netzklassen auf. Wählen Sie die Zielklasse aus und klicken Sie anschließend auf OK. Die Netze werden dieser Klasse als Mitglieder hinzugefügt.
• Remove Selected Net(s) From NetClass – Mit diesem Befehl entfernen Sie ein oder mehrere ausgewählte Netze aus einer bestehenden Netzklasse. Nach dem Aufrufen des Befehls öffnet sich der Dialog Choose Net Class. Dieser Dialog listet alle bestehenden Netzklassen auf. Wählen Sie die Zielklasse aus und klicken Sie anschließend auf OK. Die Netze werden als Mitglieder aus dieser Klasse entfernt.

Der Dialog Choose Net Class

Netze

Im mittleren Bereich des Panels werden die Netze der Netzklassen angezeigt, die im darüberliegenden Bereich ausgewählt sind.

Standardmäßig werden für jedes Netz die folgenden Informationen aufgeführt:

• – diese Funktion hat zwei Aufgaben:

  • Color background – die dem Netz zugewiesene Farbe. Diese Farbe wird immer auf die Verbindungslinien des Netzes angewendet. Mithilfe der Funktion zur Übersteuerung der Netzfarbanzeige kann sie auch auf das Routing dieses Netzes angewendet werden. Doppelklicken Sie, um die Farbe für dieses Netz zu bearbeiten, oder klicken Sie mit der rechten Maustaste, um die Farbe für alle aktuell ausgewählten Netze zu bearbeiten.

  • checkbox – aktivieren Sie diese Option, um die Farbe auf das Routing dieses Netzes anzuwenden (und damit die Übersteuerung der Netzfarbanzeige zu aktivieren). Klicken Sie mit der rechten Maustaste, um die Übersteuerung der Anzeige für alle aktuell ausgewählten Netze zu aktivieren oder zu deaktivieren. Drücken Sie F5, um die Übersteuerung der Netzfarbanzeige im Designbereich zu aktivieren bzw. zu deaktivieren.

    ► Weitere Informationen finden Sie unter Übersteuerung der Netzfarbe – Anzeigen der Netzfarbe bei gerouteten Netzen.

   

• Name – Name des Netzes.

• Node Count – die Gesamtzahl der Pads in diesem Netz.

• Routed Length – die Summe der Längen der platzierten Leiterbahn- und Bogensegmente, aus denen das Routing besteht, zuzüglich der vertikalen Strecke durch Vias (siehe Hinweis unten). Die Berechnung der gerouteten Länge berücksichtigt keine Überlappungen von Leiterbahnsegmenten oder gewundene Leiterbahnverläufe innerhalb von Pads.

• Signal Length – genaue Berechnung der gesamten Entfernung von Knoten zu Knoten. Die platzierten Objekte werden analysiert, um übereinanderliegende oder überlappende Objekte sowie gewundene Verläufe innerhalb von Pads zu berücksichtigen; auch die Via-Längen werden einbezogen. Ist das Netz nicht vollständig geroutet, wird zusätzlich die Manhattan-Länge (X + Y) der Verbindungslinie berücksichtigt.

  Wenn Designregeln für die Länge konfiguriert sind, wird auch der Routingstatus jedes von der Regel erfassten Netzes farblich angezeigt: gelb, wenn die Routinglänge < Regelminimum ist, ohne Hervorhebung, wenn das Netz die Regel erfüllt, und rot, wenn die Routinglänge > Regelmaximum ist.

  Für die Berechnung der Signallänge gelten die folgenden Hinweise:

  • Überlappungen und gewundene Verläufe innerhalb von Pads werden berücksichtigt.

  • Routingpfade, die mit anderen Objekten als Leiterbahnen und Bögen erstellt wurden (z. B. mit einer Region oder einer Füllfläche), werden berücksichtigt.

  • Vertikale Strecken durch Vias werden einbezogen (siehe Hinweis unten).

  • Der Wert Total Pin/Package Length für dieses Netz wird einbezogen.

  • Die Länge Unrouted (Manhattan) für dieses Netz wird einbezogen.

  • Verstöße gegen geltende Designregeln für Länge bzw. Längenabgleich werden durch einen farbigen Hintergrund der angezeigten Signallänge gekennzeichnet: zu kurze Signallängen gelb, zu lange Signallängen rot.

    ► Weitere Informationen zur Anwendung der Designregeln für Länge und Längenabgleich finden Sie unter Längenabstimmung.

  • Ein Signal ist eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung. Daher wird im Modus Nets des Panels nur für Netze mit zwei Knoten eine Signallänge angezeigt (bei Netzen mit einer anderen Knotenanzahl wird 0 angezeigt). Definieren Sie für Netze mit mehr als zwei Knoten xSignals, um deren Signallänge zu berechnen.

    ► Siehe PCB – xSignals.

    ► Weitere Informationen zu xSignals finden Sie unter Definieren von High-Speed-Signalpfaden mit xSignals.

• Total Pin/Package Length – die Summe aller Pin-Package-Längenwerte aller Pads dieses Netzes. Dieser Wert ist als Eigenschaft des PCB-Pads definiert und kann auch am Schaltplan-Pin angegeben werden.

• Unrouted (Manhattan) – die vertikale plus horizontale Entfernung (X+Y) aller ungerouteten Abschnitte.

Klicken Sie mit der rechten Maustaste in den Bereich und verwenden Sie dann das Untermenü Columns , um die folgenden Spalten hinzuzufügen:

• Min/Max – Einstellungen aus den geltenden Designregeln für Länge und Längenabgleich. Wenn keine entsprechenden Regeln definiert sind, werden die internen Standardwerte Min=0mil und Max=99999mil verwendet.

  ► Weitere Informationen dazu, wie die Min- und Max-Einstellungen aus den Designregeln für Länge und Längenabgleich abgeleitet werden, finden Sie unter Längenabstimmung.

• Estimated Length – dies ist der Wert Routed Length zuzüglich der Länge der Verbindungslinien für alle noch zu routenden Abschnitte. Für den ungerouteten Teil wird nicht die Länge Manhattan verwendet, sondern die direkte Punkt-zu-Punkt-Entfernung.
• Delay – die Zeit, die ein Signal benötigt, um sich entlang dieser Route auszubreiten.

Doppelklicken Sie auf den Eintrag eines bestimmten Netzes im Bereich Nets (oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Netzeintrag und wählen Sie den Befehl Properties aus dem Kontextmenü), um den Dialog Edit Net zu öffnen, in dem Sie die Eigenschaften des Netzes ändern können.

Primitive

Ob die einzelnen Netzobjekttypen im unteren Bereich Primitives des Panels angezeigt bzw. einbezogen werden, hängt davon ab, ob die jeweilige Option im Kontextmenü aktiviert ist. Dieses Menü kann in den Bereichen Nets oder Primitives aufgerufen werden.

Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf einen Netz- oder Netzobjekteintrag, um die enthaltenen Objekte auszuwählen.

Beachten Sie, dass das Kontextmenü der Liste Primitives auch die Möglichkeit bietet, ein xSignal zwischen zwei ausgewählten Objekten zu erstellen. Weitere Informationen finden Sie unter PCB – xSignals. 

Anzeige der Verbindungslinien verwalten

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Verbindungslinien sind eine wertvolle Hilfe beim Platzieren und Ausrichten der Bauteile und dienen als Orientierung beim Routing. Allerdings können sie die Ansicht auch sehr unübersichtlich machen. Deshalb bietet der PCB-Editor die nachfolgend beschriebenen Funktionen, mit denen Entwickler die Anzeige der Verbindungslinien steuern können.

Farbe der Verbindungslinien ändern

Wenn das Design aus dem Schaltplan in den PCB-Arbeitsbereich übertragen wird, werden die Standardeinstellungen für Lagen und Farben angewendet. Dabei wird allen Verbindungslinien die Standardfarbe Connection Lines zugewiesen, die im Abschnitt System Colors auf der Registerkarte Layers & Colors des Panels Ansichtskonfiguration definiert ist (Tastenkürzel L). Ansichtskonfigurationen können sowohl in 2D- als auch in 3D-Arbeitsbereichen verwendet sowie gespeichert und erneut angewendet werden (Registerkarte View Options des Panels View Configuration).

Eine einfache Möglichkeit, wichtige Netze beim Routing hervorzuheben, besteht darin, die Farbe ihrer Verbindungslinien zu ändern. Doppelklicken Sie dazu im Panel PCB auf den Netznamen, um den Dialog Edit Net zu öffnen. Dort können Sie die Farbe der Verbindungslinien bearbeiten (stellen Sie das Panel auf den Modus Nets ein).

Um die Farbe eines or mehrerer Netze zu ändern, können Sie alternativ zunächst die gewünschten Netze im Panel PCB auswählen. Klicken Sie anschließend mit der rechten Maustaste auf ein ausgewähltes Netz und wählen Sie den Befehl Change Net Color.

Klicken Sie im PCB-Panel mit der rechten Maustaste auf ausgewählte Netze, um die Farbe ihrer Verbindungslinien zu ändern.

Verbindungslinien in den Lagenfarben anzeigen

Sie können nicht nur einzelnen Netzen eine Farbe für die Verbindungslinien zuweisen, sondern die Verbindungslinien auch in den Farben der Start- und Ziellagen anzeigen, zwischen denen sie verlaufen. Verläuft eine Verbindungslinie von einem Objekt auf einer Lage zu einem Objekt auf einer anderen Lage, beginnt sie in der Farbe der Lage des ersten Objekts. Wenn sie sich dem Objekt auf der Ziellage nähert, geht ihre Farbe allmählich in die Farbe dieser Lage über (siehe Abbildung unten).

Diese Funktion ist beim Routing mehrlagiger Leiterplatten hilfreich, da sie die Ziellage anzeigt, zu der die gerade geroutete Verbindung führen muss. Beachten Sie, dass der Farbübergang nur auf Verbindungen angewendet wird, die von einer Lage zu einer anderen verlaufen. Beginnt und endet die Verbindung auf derselben Lage, behält sie die zugewiesene Netzfarbe.  

Um die Lagenfarbenfunktion zu verwenden, aktivieren Sie die Option Use Layer Colors for Connection Drawing auf der Registerkarte View Options des Panels View Configurations, wie unten gezeigt.

Verbindungslinien können in den Farben ihrer Start- und Ziellagen angezeigt werden. In der rechten Abbildung wurden bei mehreren Netzen Leiterbahnsegmente entfernt, um die Darstellung der Verbindungslinien zu veranschaulichen.

Verbindungslinien im Einzellagenmodus anzeigen

Eine mehrlagige Leiterplatte ist visuell sehr komplex, sodass sich die dargestellten Zusammenhänge nur schwer erkennen lassen. Zur besseren Übersicht können Sie mit dem Tastenkürzel Shift+S ganz einfach von der Anzeige der aktivierten Lagen in den Einzellagenmodus wechseln.

Normalerweise werden dabei auch alle Verbindungslinien ausgeblendet, die weder auf der aktuellen Lage beginnen noch auf ihr enden, da davon ausgegangen wird, dass sie nicht relevant sind. Um die Verbindungslinien immer anzuzeigen, aktivieren Sie die Option All Connections in Single Layer Mode auf der Registerkarte View Options des Panels View Configurations, wie unten gezeigt.

Steuern Sie die Anzeige der Verbindungslinien im Einzellagenmodus.

Verbindungslinien ausblenden/anzeigen

Alternativ zum Filtern von Netzen über das Panel PCB können Sie eine, mehrere oder alle Verbindungslinien vollständig ausblenden. Im Untermenü View » Connections stehen mehrere Befehle zur Steuerung der Anzeige von Verbindungslinien zur Verfügung. Sie können diese Befehle auch während der Arbeit über das Tastenkürzel N aufrufen. Mit den verfügbaren Befehlen können Sie:

• Alle Verbindungslinien des Designs ein- oder ausblenden.

• Alle Verbindungslinien eines ausgewählten Netzes ein- oder ausblenden.

  • Wenn Sie die Position eines Pads im Netz oder einer seiner Verbindungslinien nicht kennen, klicken Sie auf eine freie Fläche. Daraufhin wird ein Dialog geöffnet, in dem Sie zur Eingabe des Netznamens aufgefordert werden. Wenn Sie den Netznamen nicht genau kennen, geben Sie ? ein und klicken Sie auf OK , um den Dialog Nets Loaded zu öffnen. Dieser listet alle geladenen Netze des Designs auf. Die Verbindungslinien des im Dialog ausgewählten Netzes werden ausgeblendet, wenn Sie auf OK klicken.
  • Um die Verbindungslinien des Netzes ein- oder auszublenden, dem ein Objekt im Designbereich zugeordnet ist, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Netzobjekt und wählen Sie im Kontextmenü den Befehl Net Actions » Show Nets oder Hide Nets.

• Die Verbindungslinien aller Netze ein- oder ausblenden, die einem ausgewählten Bauteil zugeordnet sind.

  • Wenn Sie die Position eines Bauteils nicht kennen, klicken Sie auf eine freie Fläche. Daraufhin wird ein Dialog geöffnet, in dem Sie zur Eingabe des Bauteilbezeichners aufgefordert werden. Wenn Sie den Bezeichner nicht genau kennen, geben Sie ? ein und klicken Sie auf OK , um den Dialog Components Placed zu öffnen. Dieser listet alle Bauteile des Designs auf. Die Verbindungslinien aller Netze, die dem im Dialog ausgewählten Bauteil zugeordnet sind, werden ausgeblendet, wenn Sie auf OK klicken.
  • Um die Verbindungslinien aller Netze auszublenden, die ausgewählten Bauteilen zugeordnet sind, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf ein Bauteil (oder wählen Sie mehrere Bauteile aus) und wählen Sie im Kontextmenü den Befehl Component Actions » Show Nets oder Hide Nets.

Netztopologie

Das Muster bzw. die Reihenfolge, in der die Knoten eines Netzes miteinander verbunden sind, wird als Netztopologie bezeichnet. Die Netztopologie wird durch die jeweils geltende Designregel Routing-Topologie gesteuert, deren Standardeinstellung „Shortest“ ist. „Shortest“ bedeutet, dass die Knoten des Netzes so miteinander verbunden werden, dass sich die kürzeste Gesamtverbindungslänge für dieses Netz ergibt. Diese Gesamtlänge wird beim Verschieben eines Bauteils überwacht, und das Muster der Verbindungslinien ändert sich dynamisch, um die Gesamtlänge möglichst kurz zu halten. Dies ist in der oben gezeigten Animation zu sehen: Die von der Unterseite des bewegten Bauteils nach unten verlaufenden Linien springen während des Verschiebens um. Dies geschieht jedes Mal, wenn eines der verbundenen Pads einem anderen Pad seines Netzes näher kommt.

Anwenden einer vordefinierten Topologie mithilfe der Designregel „Routing-Topologie“

Sie können zusätzliche Designregeln für die Routing-Topologie erstellen, um für ein Netz (oder eine Netzklasse) eine andere Topologie festzulegen. Zur Veranschaulichung zeigen die folgenden Abbildungen links die standardmäßige Topologieregel und rechts dasselbe Netz, auf das die neue Routing-Topologie „Starburst“ angewendet wurde. Bei einer Starburst-Topologie gehen die Verbindungen strahlenförmig von dem Pad aus, dessen Electrical Type auf Source gesetzt ist (der Standardtyp für alle Pads ist „Load“).

Bei der Standardtopologie werden die Verbindungslinien so angeordnet, dass die kürzeste Gesamtverbindungslänge entsteht. Bei der Starburst-Topologie gehen alle Verbindungslinien strahlenförmig von einem Source-Pad aus.

Anwenden einer benutzerdefinierten Topologie

Innerhalb eines einzelnen Netzes wird die Verbindung zwischen zwei Knoten als From-To bezeichnet. Um den Verlauf der Verbindungslinien auf der Ebene einzelner Pin-zu-Pin-Verbindungen zu steuern, können Sie From-Tos innerhalb eines Netzes manuell definieren und so eine benutzerdefinierte Netztopologie erstellen.

From-Tos werden definiert, indem Sie das PCB-Panel in den Modus From-To Editor versetzen. Um ein From-To zu definieren, wählen Sie zwei Nodes on Net im Panel aus und klicken auf die Schaltfläche Add From To. Damit From-Tos im Designbereich eindeutig erkennbar sind, werden sie als gestrichelte statt als durchgezogene Linie dargestellt.

Zwischen zwei Pads wurde ein From-To definiert. Beachten Sie, dass die From-To-Linie gestrichelt und nicht durchgezogen dargestellt wird.

Der Modus From-To Editor des Panels PCB ist in drei Bereiche unterteilt:

• Nets
• Nodes des ausgewählten Netzes
• From-Tos on Net

Wenn Sie auf einen Netzeintrag klicken, werden alle Knoten dieses Netzes in den mittleren Bereich des Panels geladen. Durch Doppelklicken auf einen Netzeintrag öffnen Sie den Dialog „Edit Net“, in dem Sie die Eigenschaften des Netzes einschließlich der Knotenzugehörigkeit bearbeiten können.

From-Tos hinzufügen

Um ein benutzerdefiniertes From-To zwischen zwei Knoten eines ausgewählten Netzes hinzuzufügen, wählen Sie die beiden Knoten im Bereich Nodes on Net des Panels aus und klicken anschließend auf die Schaltfläche Add From To.

Das neu hinzugefügte From-To wird im Bereich From-To on Net des Panels aufgelistet und im Designbereich als gepunktete Linie zwischen den beiden Knoten dargestellt.

Im Netz wurde ein neues From-To erstellt.

Ein benutzerdefiniertes From-To im Designbereich.

Um ein From-To zu entfernen, wählen Sie seinen Eintrag im Bereich From-To on Net des Panels aus und klicken Sie anschließend auf die Schaltfläche Remove.

Auswählen einer vordefinierten Topologie

Die Topologie eines Netzes beschreibt die Anordnung bzw. das Muster der Pin-zu-Pin-Verbindungen. Standardmäßig werden die Pin-zu-Pin-Verbindungen jedes Netzes so angeordnet, dass sich die kürzeste Gesamtverbindungslänge ergibt.

Eine Topologie wird aus verschiedenen Gründen auf ein Netz angewendet: Bei High-Speed-Designs, in denen Signalreflexionen minimiert werden müssen, wird das Netz in einer Daisy-Chain-Topologie angeordnet. Für Massenetze kann eine Sterntopologie verwendet werden, um sicherzustellen, dass alle Leiterbahnen zu einem gemeinsamen Punkt zurückführen. Sie können entweder gezielt From-Tos für Knotenpaare in einem Netz erstellen oder From-Tos für das Netz anhand einer der verfügbaren vordefinierten Routing-Topologien erzeugen lassen.

Die folgenden Topologien sind verfügbar und können im Bereich From-To on Net des Panels durch Klicken auf die Schaltfläche Generate aufgerufen werden:

• Shortest – Diese Topologie verbindet alle Knoten des Netzes so, dass sich die kürzeste Gesamtverbindungslänge ergibt.

• Daisy Simple – Diese Topologie verbindet alle Knoten nacheinander zu einer Kette. Ihre Reihenfolge wird so berechnet, dass sich die kürzeste Gesamtlänge ergibt. Wenn ein Quell- und ein Abschluss-Pad angegeben sind, werden alle anderen Pads zwischen diesen beiden so aneinandergereiht, dass die kürzestmögliche Länge entsteht. Wenn mehrere Quellen (oder Abschlüsse) angegeben sind, werden diese am jeweiligen Ende miteinander verkettet.

  

• Daisy Balanced – Diese Topologie teilt alle Lasten auf gleich große Ketten auf, wobei die Gesamtzahl der Ketten der Anzahl der Abschlüsse entspricht. Diese Ketten werden anschließend sternförmig mit der Quelle verbunden. Mehrere Quellknoten werden miteinander verkettet.

  

• Daisy Mid-Driven – Diese Topologie platziert den bzw. die Quellknoten in der Mitte der Daisy Chain, teilt die Lasten gleichmäßig auf und reiht sie auf beiden Seiten der Quelle(n) aneinander. Es sind zwei Abschlüsse erforderlich, einer an jedem Ende. Mehrere Quellknoten werden in der Mitte miteinander verkettet. Wenn nicht genau zwei Abschlüsse vorhanden sind, wird die Topologie Daisy-Simple verwendet.

  

• Starburst – Diese Topologie verbindet jeden Knoten direkt mit dem Quellknoten. Falls Abschlüsse vorhanden sind, werden sie hinter jedem Lastknoten angeschlossen. Mehrere Quellknoten werden wie bei der Topologie Daisy Balanced miteinander verkettet.

Ein Pad kann als Quelle (Source), Abschluss (Terminator) oder Last (Load) definiert werden, indem der Eintrag im Feld Electrical Type im Pad-Modus des Panels Properties entsprechend geändert wird. Sie gelangen in den Modus Pad des Panels Properties, indem Sie auf den Eintrag des Pads im Bereich Nodes on Net doppelklicken.

Festlegen von Electrical Type eines Pads auf Source im Modus Pad des Panels Properties.

Wenn Sie den elektrischen Typ eines Pads auf Source oder Terminator ändern, wird im Designbereich zur Kennzeichnung ein „[S]“ bzw. „[T]“ angezeigt.

Hinweise

• Eine vom System erzeugte Verbindungslinie erscheint im Designbereich nicht als eigenständiges Objekt. Es wird nur die zugehörige Pin-zu-Pin-Verbindungslinie des From-To angezeigt, die als Orientierung für das interaktive Routing bzw. Autorouting dient.

• Ein benutzerdefiniertes From-To erscheint im Designbereich als gepunktete Linie, die von der Pin-zu-Pin-Verbindungslinie getrennt und unabhängig ist. Letztere wird ebenfalls angezeigt, wenn das From-To hinzugefügt wird. Die benutzerdefinierte From-To-Linie legt fest, wo die zugehörige Pin-zu-Pin-Verbindungslinie beginnt und endet. Dies lässt sich am besten anhand eines Beispiels verdeutlichen. Betrachten Sie ein benutzerdefiniertes From-To, das zwischen den logisch verbundenen Pins zweier Bauteile hinzugefügt wird. Dabei wird auch eine Verbindungslinie hinzugefügt und angezeigt (Panel PCB im Modus Nets):

  

• Die für das Routing verwendete Pin-zu-Pin-Verbindungslinie verdeckt die eigenständige benutzerdefinierte From-To-Linie. Sobald Sie jedoch mit dem Routen der Verbindung beginnen, wird erkennbar, dass es sich um zwei voneinander unabhängige Linien handelt:

  

• Wenn das Routing nun unterbrochen wird, fügt der Netzanalysator eine Verbindungslinie hinzu, um die erforderliche Topologie beizubehalten. Diese wird als gepunktete Linie angezeigt (als Broken Net Marker bezeichnet) und weist darauf hin, dass das Netz zwischen diesen beiden Punkten geroutet werden muss, um die vom Benutzer durch Hinzufügen des benutzerdefinierten From-To festgelegte Topologie beizubehalten:

  

• Wenn Sie benutzerdefinierte From-Tos nur für einen Teil eines Netzes festlegen, setzt der PCB-Editor die verbleibenden Pin-zu-Pin-Verbindungen (vom System erzeugte From-Tos) auf die Topologie Shortest.

• Der Typ des From-To bestimmt, wie der Connectivity Analyzer die Verbindungslinie im Designbereich behandelt, wenn beispielsweise ein Netzobjekt verschoben oder ein Teil eines Netzes manuell geroutet wird:

  • Vom System erzeugtes From-To – Die Verbindungslinie kann im Rahmen der erneuten Optimierung durch den Netzanalysator nach Bedarf verschoben werden, um die Standardtopologie des Netzes (d. h. Shortest) beizubehalten.
  • Benutzerdefiniertes From-To – Wenn das From-To nicht durch Auswahl einer vordefinierten Topologie entstanden ist, wird die Verbindungslinie bei der erneuten Optimierung durch den Netzanalysator nicht berücksichtigt. Wenn das From-To Teil einer vordefinierten Netztopologie (außer Shortest) ist, kann der Netzanalysator es in die erneute Optimierung einbeziehen, solange die gewählte Topologie beibehalten wird.

   

• Die Umsetzung benutzerdefinierter, mithilfe von From-Tos festgelegter Topologien kann bei der Batch-Designregelprüfung (DRC) der auf die entsprechenden Netze angewendeten Designregeln für die Routing-Topologie überprüft werden. Ein Verstoß wird erkannt, wenn zwischen den Pads eines From-To eine elektrische Verbindung besteht und der kürzeste Pfad mindestens ein weiteres Pad dieses Netzes enthält.

  ❯ ❮ Javascript ID: RoutingTopology_FromTos_AD24_5

  Zwischen drei Pads werden zwei From-Tos erstellt – von Pad 1 zu Pad 2 und von Pad 2 zu Pad 3 Das Routing wird entsprechend der Konfiguration der From-Tos erstellt – es bestehen Leiterbahnverbindungen zwischen den Pads 1 und 2 sowie zwischen den Pads 2 und 3. Es wird kein Verstoß gegen die Regel Routing Topology erkannt. Das Routing wird als T-Verzweigung erstellt. In den Pfaden gemäß der From-To-Konfiguration befinden sich keine zusätzlichen Pads, daher wird kein Verstoß gegen die Regel Routing Topology erkannt. Das Routing wird zwischen Pad 1 und Pad 3 sowie zwischen Pad 2 und Pad 3 erstellt. Dieses Routing entspricht nicht der From-To-Konfiguration, da sich auf dem Pfad zwischen Pad 1 und Pad 2 das zusätzliche Pad 3 befindet. Daher wird ein Verstoß gegen die Regel Routing Topology für das From-To zwischen den Pads 1 und 2 erkannt.

  Bei Netzen mit einer großen Anzahl an Pads (mehr als 20) oder Primitiven (mehr als 1024) werden keine Verstöße erkannt.

  Die DRC-Unterstützung für Routing-Topologien befindet sich in der offenen Betaphase und ist verfügbar, wenn die Option PCB.Rules.CheckRoutingTopology im Dialog „Advanced Settings“ aktiviert ist.

Der Netlist Manager

Der Dialog Netlist Manager, den Sie über den Befehl Design » Netlist » Edit Nets in den Hauptmenüs öffnen, bietet Funktionen zur effizienten Verwaltung der Netzliste der Leiterplatte. Netze können nach Bedarf hinzugefügt, bearbeitet oder gelöscht werden. Auch die Eigenschaften der Pins (bzw. Pads) der Bauteile in diesen Netzen lassen sich bearbeiten. Darüber hinaus bietet dieser Dialog Zugriff auf weitere Werkzeuge zur Netzlistenverwaltung, darunter die Möglichkeit, die Netzliste anhand der verbundenen Kupferflächen auf der Leiterplatte zu erstellen und die Netzliste aus der Leiterplatte zu exportieren.

Der Dialog Netlist Manager

Berichte zu Netzen

Um einen Netzlistenstatusbericht aus dem aktiven PCB-Dokument zu erstellen, wählen Sie den Befehl Reports » Netlist Status in den Hauptmenüs. Dieser Bericht enthält detaillierte Informationen zur Netzliste der gerouteten Leiterplatte. Er führt alle Netze auf und gibt für jedes Netz die zum Routing verwendeten Lagen sowie die gesamte physisch geroutete Leiterbahnlänge an. Nach dem Aufrufen des Befehls wird ein Bericht – Net Status - <PCBDocumentName>.html – erstellt und als aktives Dokument geöffnet. Jedes Netz wird aufgeführt; klicken Sie auf einen Netznamen, um das betreffende Netz im PCB-Dokument hervorzuheben. Die Daten zur physisch gerouteten Leiterbahnlänge werden zunächst in den für das Leiterplattendesign festgelegten Maßeinheiten angezeigt. Über das Feld Units  im Bericht können Sie bei Bedarf schnell zwischen imperialen und metrischen Einheiten wechseln.