Understanding Connectivity on Your PCB

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

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

Die Knoten im Netz werden durch Verbindungslinien gemäß der jeweils geltenden Routing-Topologie-Regel verbunden (standardmäßig Shortest).
Die Knoten im Netz werden durch Verbindungslinien gemäß der jeweils geltenden Routing-Topologie-Regel verbunden (standardmäßig Shortest).

In diesem Design verwenden die Netze GND und 5V eine andere Farbe für ihre Verbindungslinien.
In diesem Design verwenden die Netze GND und 5V eine andere Farbe für ihre Verbindungslinien.

Neben ihrer hilfreichen Funktion bei der Platzierung von Komponenten sind die Verbindungslinien auch eine wertvolle Orientierungshilfe beim interaktiven Routing und beim Autorouting.

Weitere Informationen dazu, wie die Konnektivität im Schaltplan erstellt wird, finden Sie auf der Seite Creating Circuit Connectivity in Your Schematics.

Der PCB-Editor enthält einen Netzanalysator, der die Position aller Objekte im Arbeitsbereich ständig überwacht und die Verbindungslinien aktualisiert, wenn ein Objekt vom Typ Netz bearbeitet wird (einschließlich des Verschiebens eines Objekts). Wenn beispielsweise eine Komponente verschoben wird, kann das entfernte Ende jeder Verbindung dieser Komponente von einem Ziel-Pad zu einem anderen Ziel-Pad springen, da die Verbindungen aktualisiert werden, um die durch die geltende Designregel definierte Topologie beizubehalten. Ein Beispiel dafür wird unten im Video für das GND-Netz gezeigt; dieses Netz hat die Topologie Shortest.

Beachten Sie, wie die GND-Verbindungslinien beim Verschieben des Widerstands hin- und herspringen und automatisch neu angeordnet werden, um die insgesamt kürzeste Verbindungslänge beizubehalten.
Beachten Sie, wie die GND-Verbindungslinien beim Verschieben des Widerstands hin- und herspringen und automatisch neu angeordnet werden, um die insgesamt kürzeste Verbindungslänge beizubehalten.

Ein Netz auf der Leiterplatte finden

Eine ungeroutete Leiterplatte kann einschüchternd wirken – eine Masse von Verbindungslinien, die sich kreuz und quer über die gesamte Leiterplatte ziehen. Ein guter Ansatz für das Routing ist, vom Schaltplan aus zu arbeiten, wo Sie wichtige Komponenten und kritische Netze leicht finden können. Sie können direkt aus den Schaltplankomponenten und -netzen per Cross-Select und Cross-Probe arbeiten und dabei das entsprechende Element auf der PCB hervorheben. Erfahren Sie mehr über Working Between the Schematic and the Board.

Eine wertvolle Funktion ist die Fähigkeit des PCB-Editors, Objekte im Arbeitsbereich zu maskieren oder abzudunkeln. Diese Filterfunktion blendet alles aus, außer den Objekten, die den Filter passieren. Das folgende Bild zeigt, dass ein einzelnes Netz ausgewählt wurde, wobei das Filtersystem so eingestellt ist, dass Dim alle Objekte, die den Filter nicht passieren.

Um dies auszuprobieren, stellen Sie das PCB panel auf den Modus Nets, dadurch wird eine Liste der Netze auf der Leiterplatte angezeigt. Verwenden Sie das Dropdown-Menü, um den Filtermodus auf Dim oder Mask zu setzen, und aktivieren Sie dann die Optionen Select und Zoom, wie im folgenden Bild gezeigt.

Wenn Sie im Panel auf einen Netznamen klicken, ändert sich die Anzeige des Arbeitsbereichs, zoomt so, dass die Knoten im Netz sichtbar werden, und blendet alles außer den Pads und Verbindungslinien in diesem Netz aus – wodurch dieses Netz praktisch vom Rest der Leiterplatte herausgelöst wird. Beachten Sie, dass der Filter auch dann bestehen bleibt, wenn Sie in den Arbeitsbereich klicken; das gewählte Netz bleibt deutlich sichtbar, sodass es sich leicht prüfen oder routen lässt.

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

Klicken Sie oben im Clear-Button des PCB-Panels, um den Filter zu löschen und den gesamten Arbeitsbereich wieder auf normale Helligkeit zurückzusetzen (oder drücken Sie das Tastenkürzel Shift+C).

Beachten Sie, dass Sie nicht nur ein einzelnes Netz, sondern auch eine Klasse von Netzen (falls Klassen definiert sind) im Abschnitt Net Classes des Panels filtern können. Außerdem können Sie mehrere Netze interaktiv auswählen (halten Sie Ctrl gedrückt, während Sie im PCB-Panel auf einen Netznamen klicken).

Verbindungslinie(n) eines bestimmten Netzes können ausgewählt werden, um ihre Eigenschaften im Properties-Panel anzuzeigen, indem die IsConnection And InNet('<NetName>')-Abfrage im PCB Filter-Panel verwendet wird ().

Weitere Informationen zur Arbeit mit der Abfragesprache und den Filter-Panels finden Sie auf der Seite Working with the Query Language.

Netze durchsuchen

Im Modus Nets des PCB panel's ändern sich seine drei Hauptbereiche so, dass sie die Netzhierarchie des aktuellen PCB-Designs widerspiegeln (von oben nach unten):

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

Netzklassen

Im oberen Bereich des Panels (Net Classes) klicken Sie mit der rechten Maustaste auf einen Netz- oder Netzeintrag und wählen dann Properties aus dem daraufhin angezeigten Menü (oder doppelklicken Sie direkt auf den Eintrag), um auf den Dialog Edit Net Class dialog zuzugreifen, in dem Sie die Netzzugehörigkeit der Klasse anzeigen oder bearbeiten, sie umbenennen oder zusätzliche Klassen hinzufügen können.

Sie können Netzklassen auch mit den folgenden Befehlen des Untermenüs Design » Netlist der Hauptmenüs oder des Untermenüs Net Actions im Rechtsklick-Menü ausgewählter Netzobjekte verwalten:

  • Create NetClass from Selected Nets – dieser Befehl wird verwendet, um aus zwei oder mehr im Arbeitsbereich ausgewählten Netzen eine neue Netzklasse zu erstellen. Nach dem Starten des Befehls wird der Dialog Object Class Name geöffnet. Verwenden Sie ihn, um den gewünschten Namen für die neue Netzklasse anzugeben. Nach dem Klicken auf OK wird die Netzklasse erstellt und die ausgewählten Netze werden als Mitglieder hinzugefügt.
  • Add Selected Net(s) to NetClass – dieser Befehl wird verwendet, um ein oder mehrere ausgewählte Netze zu einer vorhandenen Netzklasse hinzuzufügen. Nach dem Starten des Befehls wird der Dialog Choose Net Class geöffnet. Dieser Dialog listet alle vorhandenen Netzklassen auf. Wählen Sie die Zielklasse aus und klicken Sie dann auf OK. Das/die Netz(e) wird/werden als Mitglieder dieser Klasse hinzugefügt.
  • Remove Selected Net(s) From NetClass – dieser Befehl wird verwendet, um ein oder mehrere ausgewählte Netze aus einer vorhandenen Netzklasse zu entfernen. Nach dem Starten des Befehls wird der Dialog Choose Net Class geöffnet. Dieser Dialog listet alle vorhandenen Netzklassen auf. Wählen Sie die Zielklasse aus und klicken Sie dann auf OK. Das/die Netz(e) wird/werden als Mitglieder aus dieser Klasse entfernt.

Der Dialog Choose Net Class
Der Dialog Choose Net Class

Der einfachste und schnellste Weg, Netze (oder genauer gesagt deren Objekte) im Arbeitsbereich auszuwählen, ist die Verwendung des PCB-Panels im Modus Nets. Wählen Sie <All Nets> im Bereich Net Classes und anschließend das/die gewünschte(n) Netz(e) im Bereich Nets . Auf den Design-Arbeitsbereich wird ein Filter angewendet, sodass nur die elektrischen Objekte ausgewählt bleiben, die dem/den gewählten Netz(en) zugeordnet sind (stellen Sie sicher, dass die Option Select im Panel aktiviert ist und dass der Hervorhebungsmodus entweder auf Mask oder Dim gesetzt ist). Dadurch lassen sich die Objekte besonders leicht unterscheiden, wenn die Zugriffsmethode per Rechtsklick verwendet wird.
Weitere Informationen zur Arbeit mit Klassen finden Sie auf der Seite Working with Classes on a Schematic & PCB .

Netze

Der mittlere Bereich des Panels zeigt Netze aus den im darüberliegenden Bereich ausgewählten Netzklasse(n) an.

Standardmäßig werden zu jedem 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. Sie kann mithilfe der Funktion zur Überschreibung der Netzanzeige-Farbe 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 dies, um die Farbe auf das Routing dieses Netzes anzuwenden (die Funktion zur Überschreibung der Netzanzeige-Farbe zu aktivieren). Klicken Sie mit der rechten Maustaste, um die Anzeigeüberschreibung für alle aktuell ausgewählten Netze zu aktivieren (oder zu deaktivieren). Drücken Sie F5, um die Überschreibung der Netzanzeige-Farbe im Arbeitsbereich zu aktivieren/deaktivieren.

      Siehe Net Color Override - Displaying the Net Color on Routed Nets, um mehr zu erfahren.

     

  • Name – Name des Netzes.

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

  • Routed Length – die Summe der Längen der platzierten Leiterbahn- und Bogensegmente, die das Routing bilden, plus der vertikalen Distanz, die durch Vias zurückgelegt wird (siehe Hinweis unten). Der Rechner für die geroutete Länge versucht nicht, überlappende Leiterbahnsegmente oder Routing-Schlenker innerhalb von Pads aufzulösen.

  • Signal Length – genaue Berechnung der gesamten Knoten-zu-Knoten-Distanz. Platzierte Objekte werden analysiert, um gestapelte oder überlappende Objekte und verschlungene Pfade innerhalb von Pads aufzulösen; außerdem werden Via-Längen einbezogen. Wenn das Netz nicht vollständig geroutet ist, wird auch die Manhattan-Länge (X + Y) der Verbindungslinie einbezogen.

    Wenn Längen-Designregeln konfiguriert sind, wird auch der Routing-Status jedes von der Regel betroffenen Netzes farblich dargestellt: gelb hervorgehoben, wenn die Routing-Länge < Regelminimum ist, unverändert, wenn das Netz die Regel erfüllt, oder rot, wenn die Routing-Länge > Regelmaximum ist.

    Für Berechnungen der Signallänge gelten die folgenden Hinweise:

    • Beseitigt Überlappungen und Schlenker innerhalb von Pads.

    • Verarbeitet Routing-Pfade, die mit anderen Objekten als Leiterbahnen und Bögen erstellt wurden (z. B. eine Region oder eine Füllung).

    • Beinhaltet vertikale Distanzen durch Vias (siehe Hinweis unten).

    • Beinhaltet die Total Pin/Package Length für dieses Netz.

    • Beinhaltet die Unrouted (Manhattan) Länge für dieses Netz.

    • Die Nichteinhaltung der geltenden Design Rules für Length/Matched Length wird dadurch gekennzeichnet, dass die Signallänge auf einem farbigen Hintergrund angezeigt wird: zu kurze Signallängen in Gelb, zu lange Signallängen in Rot.

      Siehe Length Tuning, um mehr darüber zu erfahren, wie die Design Rules für Length und Matched Length angewendet werden.

    • Ein Signal ist eine Punkt-zu-Punkt-Entität; aus diesem Grund zeigen nur Netze mit zwei Knoten eine Signallänge im Nets Modus des Panels an (Netze mit anderen Knotenzahlen zeigen 0 an). Für Netze mit mehr als zwei Knoten definieren Sie xSignals, um deren Signallänge zu berechnen.

      Siehe PCB - xSignals.

      Siehe Defining High Speed Signal Paths with xSignals, um mehr über xSignals zu erfahren.

  • Total Pin/Package Length - die Summe aller Pin Package Length-Werte in allen Pads dieses Netzes. Dieser Wert ist als Eigenschaft des PCB-Pads definiert und kann auch im Schaltplansymbol-Pin angegeben werden.

  • Unrouted (Manhattan) - die vertikale plus horizontale (X+Y) Distanz 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 Design Rules für Length und Matched Length. Wenn keine anwendbare(n) Regel(n) definiert ist/sind, werden die internen Standardwerte von Min=0mil und Max=99999mil verwendet.

    Siehe Length Tuning, um mehr darüber zu erfahren, wie die Einstellungen Min und Max aus den Design Rules für Length und Matched Length abgeleitet werden.

  • Estimated Length - dies ist die Routed Length plus die Länge der Verbindungslinien für jeden noch zu routenden Abschnitt. Für den ungerouteten Teil wird nicht die Manhattan Länge verwendet; stattdessen wird die direkte Punkt-zu-Punkt-Distanz verwendet.
  • Delay - die Zeit, die ein Signal benötigt, um sich entlang dieser Route auszubreiten.
Vertical distance through a via - die vertikale Distanz, die ein Signal durch ein Via zurücklegt, ist die Summe aller Lagenstärken (Kupfer und Dielektrikum) zwischen den Kupferlagen der Start- und Stopplage, plus der halben Stärke der Startlage und der halben Stärke der Stopplage.

Die Länge und Verzögerung für ein Netz, das Teil einer definierten Supply Nets design rule ist (oder Teil einer mit einer solchen Regel verwendeten Netzklasse), werden nicht berechnet (die Werte werden im Panel als n/a angezeigt).

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

Der Dialog Edit Net kann auch aus dem Designbereich heraus aufgerufen werden, indem Sie mit der rechten Maustaste auf ein platziertes Designobjekt klicken und dann den Befehl Net Actions » Properties aus dem Kontextmenü wählen. Der Dialog wird für das übergeordnete Netz geöffnet, dem das Objekt zugeordnet ist.

Primitive

Die Anzeige/Einbeziehung jedes Netzobjekttyps im unteren Primitives Bereich des Panels hängt davon ab, ob die entsprechende Option für jeden Typ im Rechtsklick-Menü aktiviert wurde, das entweder aus den Bereichen Nets oder Primitives aufgerufen wird.

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

Beachten Sie, dass das Rechtsklick-Kontextmenü der Liste Primitives auch die Option bietet, ein xSignal zwischen zwei ausgewählten Elementen zu erstellen. Siehe PCB - xSignals für weitere Informationen.

Verwalten der Anzeige der Verbindungslinien

Related page: Ihre Ansicht der PCB

Die Verbindungslinien sind eine wertvolle Hilfe beim Platzieren und Ausrichten der Komponenten und dienen als Orientierung beim Routing. Ihre Anwesenheit kann jedoch auch zu erheblicher visueller Unübersichtlichkeit führen. Um dabei zu helfen, enthält der PCB-Editor die unten beschriebenen Funktionen, mit denen der Designer die Anzeige der Verbindungslinien verwalten kann.

Ändern der Farbe der Verbindungslinien

Wenn das Design aus dem Schaltplan in den PCB-Arbeitsbereich übertragen wird, werden Standard-Lagen- und Farbeinstellungen angewendet. Als Teil dieses Prozesses werden allen Verbindungslinien die Standardfarbe Connection Lines zugewiesen, wie sie im Abschnitt System Colors der Registerkarte Layers & Colors des Panels View Configuration definiert ist (Tastenkürzel L). Ansichtskonfigurationen stehen sowohl im 2D- als auch im 3D-Arbeitsbereich zur Verfügung und können gespeichert und erneut angewendet werden (Registerkarte View Options des Panels View Configuration).

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

Alternativ können Sie zum Ändern der Farbe eines or mehrerer Netze zunächst die gewünschten Netze im PCB Panel auswählen, dann mit der rechten Maustaste auf ein ausgewähltes Netz klicken und den Befehl Change Net Color wählen.

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

Anzeigen von Verbindungslinien mit den Lagenfarben

Neben der Zuweisung der Verbindungslinienfarbe für einzelne Netze können Sie die Verbindungsleitungen auch in den Farben der Start- und Endlagen anzeigen, zwischen denen die Verbindungsleitung verläuft. Wenn eine Verbindungsleitung von einem Objekt auf einer Lage zu einem Objekt auf einer anderen Lage verläuft, beginnt die Verbindung in der Farbe der Lage des ersten Objekts und geht dann allmählich in die Farbe der Lage über, auf der sie endet, wenn sie sich dem Objekt auf dieser Lage nähert (wie im Bild unten gezeigt).

Beachten Sie, dass diese Verlaufsfarb-Überschreibung nur auf Netze angewendet wird, die von einer Lage zu einer anderen verlaufen; wenn die Verbindung auf derselben Lage beginnt und endet, behält sie ihre definierte Farbe.

Diese Funktion ist hilfreich, wenn Sie eine mehrlagige Leiterplatte routen, da sie die Ziellage angibt, zu der die gerade geroutete Verbindung geführt werden muss. Beachten Sie, dass die Farbübergänge nur auf Verbindungen angewendet werden, die von einer Lage zu einer anderen verlaufen; wenn die Verbindung auf derselben Lage beginnt und endet, behält sie die zugewiesene Netzfarbe.  

Um die Lagenfarbenfunktion zu verwenden, aktivieren Sie die Option Use Layer Colors for Connection Drawing im Register View Options des Fensters View Configurations, wie unten gezeigt.

Verbindungsleitungen können mit ihren Start- und Endlagenfarben angezeigt werden. Im Bild rechts wurden bei mehreren Netzen Routingsegmente entfernt, um zu zeigen, wie die Verbindungsleitungen dargestellt werden. Connection lines can be colored to show their starting and ending layers
Verbindungsleitungen können mit ihren Start- und Endlagenfarben angezeigt werden. Im Bild rechts wurden bei mehreren Netzen Routingsegmente entfernt, um zu zeigen, wie die Verbindungsleitungen dargestellt werden.

Anzeigen von Verbindungsleitungen im Einzellagenmodus

Eine mehrlagige Leiterplatte ist visuell dicht belegt, wodurch es schwierig wird zu erkennen, was vor sich geht. Um dies zu erleichtern, können Sie die Lagenanzeige einfach von den aktivierten Lagen in den Einzellagenmodus umschalten, indem Sie die Tastenkombination Shift+S drücken.

Wenn Sie dies normalerweise tun, werden auch alle Verbindungsleitungen ausgeblendet, die weder auf der aktuellen Lage beginnen noch enden, da angenommen wird, dass sie nicht relevant sind. Um die Verbindungsleitungen immer anzuzeigen, aktivieren Sie die Option All Connections in Single Layer Mode im Register View Options des Fensters View Configurations, wie unten gezeigt.

Steuern Sie die Anzeige von Verbindungsleitungen im Einzellagenmodus.
Steuern Sie die Anzeige von Verbindungsleitungen im Einzellagenmodus.

Verbindungsleitungen ausblenden/anzeigen

Als Alternative zum Filtern von Netzen über das Fenster PCB können Sie eine, mehrere oder alle Verbindungsleitungen vollständig ausblenden. Es gibt eine Reihe von Befehlen zur Steuerung der Anzeige von Verbindungsleitungen im Untermenü View » Connections. Sie können auf diese Befehle auch während der Arbeit zugreifen, indem Sie die Tastenkombination N drücken. Verwenden Sie die verfügbaren Befehle, um:

  • Alle Verbindungsleitungen für das Design anzuzeigen oder auszublenden.
  • Alle Verbindungsleitungen anzuzeigen oder auszublenden, die einem ausgewählten Netz zugeordnet sind.

    • Wenn Sie die Position eines Pads im Netz oder einer seiner Verbindungsleitungen nicht kennen, klicken Sie in einen freien Bereich, und ein Dialogfeld wird eingeblendet, in dem Sie nach dem Netznamen gefragt werden. Wenn Sie sich beim Netznamen nicht sicher sind, geben Sie ? ein und klicken Sie auf OK , um das Dialogfeld Nets Loaded zu öffnen, in dem alle für das Design geladenen Netze aufgelistet sind. Die Verbindungsleitungen für das Netz, das Sie im Dialogfeld auswählen, werden ausgeblendet, wenn Sie auf OK klicken.
    • Um die Verbindungsleitungen des Netzes anzuzeigen oder auszublenden, dem ein Objekt im Designbereich zugewiesen ist, können Sie mit der rechten Maustaste auf das Netzobjekt klicken und im Kontextmenü den Befehl Net Actions » Show Nets oder Hide Nets wählen.
  • Die Verbindungsleitungen für alle Netze anzuzeigen oder auszublenden, die einer ausgewählten Komponente zugeordnet sind.

    • Wenn Sie die Position einer Komponente nicht kennen, klicken Sie in einen freien Bereich, und ein Dialogfeld wird eingeblendet, in dem Sie nach dem Designator der Komponente gefragt werden. Wenn Sie sich beim Designator nicht sicher sind, geben Sie ? ein und klicken Sie auf OK , um das Dialogfeld Components Placed zu öffnen, in dem alle Komponenten im Design aufgelistet sind. Die Verbindungsleitungen für alle Netze, die der im Dialogfeld ausgewählten Komponente zugeordnet sind, werden ausgeblendet, wenn Sie auf OK klicken.
    • Um die Verbindungsleitungen in Bezug auf alle Netze auszublenden, die ausgewählten Komponenten zugeordnet sind, können Sie mit der rechten Maustaste auf eine Komponente klicken (oder mehr als eine Komponente auswählen) und im Kontextmenü den Befehl Component Actions » Show Nets oder Hide Nets wählen.
  • Alle verfügbaren Befehle haben Tastenkürzel, was dies zu einer effizienten Methode für Aufgaben wie das Ausblenden aller Verbindungsleitungen (N, H, A) und anschließende Anzeigen der Verbindungsleitungen für ein bestimmtes Netz (N, S, N) macht.
  • Während des Verschiebens von Komponenten werden alle Verbindungsleitungen automatisch ausgeblendet. Sie können während des Verschiebens einer Komponente durch die Anzeige dieser Verbindungsleitungen schalten. Drücken Sie dazu im Verschiebemodus die Taste . Wenn Sie im Verschiebemodus die Taste drücken, wechselt die Heads-Up-Anzeige zwischen Breaks, Hidden oder Pad To Pad, je nachdem, welche Verbindung Sie anzeigen möchten.

Netztopologie

Das Muster oder die Reihenfolge, in der die Knoten im Netz miteinander verbunden sind, wird als Netztopologie bezeichnet. Die Netztopologie wird durch die entsprechende Designregel Routing Topology gesteuert, die standardmäßig die Topologie Shortest verwendet. Shortest bedeutet, dass die Knoten im Netz in einem Muster miteinander verbunden sind, das die kürzeste gesamte Verbindungslänge für dieses Netz ergibt. Diese Gesamtlänge wird überwacht, während Sie eine Komponente verschieben, und das Muster der Verbindungsleitungen ändert sich dynamisch, um die Gesamtlänge möglichst kurz zu halten. Dies ist in der oben gezeigten Animation zu beobachten, in der die nach unten führenden Linien vom unteren Rand der bewegten Komponente springen, während die Komponente verschoben wird – dies geschieht jedes Mal, wenn sich eines der verbundenen Pads einem anderen Pad in seinem Netz nähert.

Anwenden einer vordefinierten Topologie mithilfe der Designregel Routing Topology

Zusätzliche Designregeln Routing Topology können erstellt werden, um ein Netz (oder eine Netzklasse) so zu konfigurieren, dass eine andere Topologie verwendet wird. Zur Veranschaulichung ist in den unten gezeigten Bildern links die Standard-Topologieregel dargestellt und rechts dasselbe Netz, auf das eine neue Routing-Topologie vom Typ Starburst angewendet wurde. In einer Starburst-Topologie strahlen die Verbindungen von dem Pad mit einem Electrical Type von Source aus (der Standardtyp für alle Pads ist Load).

Bei der Standardtopologie werden die Verbindungsleitungen so platziert, dass die kürzeste gesamte Verbindungslänge entsteht. In der Starburst-Topologie strahlen alle Verbindungsleitungen von einem Source-Pad aus. Image showing the connection lines arranged in a Starburst net topology
Bei der Standardtopologie werden die Verbindungsleitungen so platziert, dass die kürzeste gesamte Verbindungslänge entsteht. In der Starburst-Topologie strahlen alle Verbindungsleitungen 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 Verbindungsleitungen auf der einzelnen Pin-zu-Pin-Ebene zu steuern, können Sie From-Tos innerhalb eines Netzes manuell definieren und so effektiv eine benutzerdefinierte Netztopologie erstellen.

From-Tos werden definiert, indem das PCB panel auf den Modus From-To Editor gesetzt wird. Beim Definieren eines From-To wählen Sie zwei Nodes on Net im Fenster aus und klicken auf die Schaltfläche Add From To. Zur eindeutigen Kennzeichnung von From-Tos im Designbereich werden diese als gestrichelte statt als durchgezogene Linie dargestellt.

Zwischen 2 Pads wurde ein From-To definiert. Beachten Sie, dass die From-To-Linie gestrichelt statt durchgezogen dargestellt wird.
Zwischen 2 Pads wurde ein From-To definiert. Beachten Sie, dass die From-To-Linie gestrichelt statt durchgezogen dargestellt wird.

Wenn sich das Fenster PCB im Modus From-To Editor befindet, werden alle Verbindungsleitungen, die keine From-Tos sind, ausgeblendet.

Der Modus From-To Editor des Fensters PCB ist in drei Abschnitte 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 Fensters geladen. Ein Doppelklick auf einen Netzeintrag öffnet das Dialogfeld Edit Net dialog, in dem Sie die Eigenschaften des Netzes einschließlich der Knotenzugehörigkeit bearbeiten können.

From-Tos hinzufügen

Um ein benutzerdefiniertes From-To zwischen zwei Knoten in einem ausgewählten Netz hinzuzufügen, wählen Sie die beiden Knoten im Bereich Nodes on Net des Fensters aus und klicken dann auf die Schaltfläche Add From To.

Sie können die beiden Knoten (Pads) für ein From-To direkt im Designbereich auswählen. Wenn Sie einen Knoten auswählen, wird der entsprechende Eintrag im Bereich Nodes on Net des Fensters ausgewählt.

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

Im Netz wurde ein neues From-To erstellt.
Im Netz wurde ein neues From-To erstellt.

Ein benutzerdefiniertes From-To im Designbereich.
Ein benutzerdefiniertes From-To im Designbereich.

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

Auswählen einer vordefinierten Topologie

Die Topologie eines Netzes ist die Anordnung oder das Muster der Pin-zu-Pin-Verbindungen. Standardmäßig sind die Pin-zu-Pin-Verbindungen jedes Netzes so angeordnet, dass die kürzeste gesamte Verbindungslänge entsteht.

Eine Topologie wird aus verschiedenen Gründen auf ein Netz angewendet: Bei Hochgeschwindigkeitsdesigns, bei denen Signalreflexionen minimiert werden müssen, wird das Netz mit einer Daisy-Chain-Topologie angeordnet; bei Masse-Netzen könnte eine Stern-Topologie angewendet werden, um sicherzustellen, dass alle Leiterbahnen zu einem gemeinsamen Punkt zurückgeführt werden. Sie können entweder dedizierte From-Tos für Knotenpaare in einem Netz erstellen oder From-Tos für das Netz auf Basis einer der verfügbaren vordefinierten Routing-Topologien erzeugen lassen.

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

  • Shortest - diese Topologie verbindet alle Knoten im Netz so, dass die kürzeste gesamte Verbindungslänge entsteht.
  • Daisy Simple - diese Topologie verkettet alle Knoten nacheinander. Die Reihenfolge der Verkettung wird so berechnet, dass die Gesamtlänge möglichst kurz ist. Wenn ein Quell- und ein Abschluss-Pad angegeben sind, werden alle anderen Pads dazwischen so verkettet, dass die kürzestmögliche Länge entsteht. Wenn mehrere Quellen (oder Abschlüsse) angegeben sind, werden sie an jedem Ende miteinander verkettet.

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

  • Daisy Mid-Driven - diese Topologie platziert den/die Quellknoten in der Mitte der Daisy-Chain, teilt die Lasten gleichmäßig auf und verkettet sie auf beiden Seiten der Quelle(n). Es sind zwei Abschlüsse erforderlich, einer für jedes 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. Wenn Abschlüsse vorhanden sind, werden sie nach jedem Lastknoten verbunden. Mehrere Quellknoten werden miteinander verkettet, wie bei der Topologie Daisy Balanced.

Ein Pad kann als Quelle, Abschluss oder Last definiert werden, indem der Eintrag für das Feld Electrical Type entsprechend im Pad mode des Eigenschaftenfensters geändert wird. Auf den Pad Modus des Properties Fensters greift man zu, indem man im Bereich Nodes on Net auf den Eintrag für das Pad doppelklickt.

Festlegen von Electrical Type eines Pads auf Quelle im Pad Modus des Properties Fensters.
Festlegen von Electrical Type eines Pads auf Quelle im Pad Modus des Properties Fensters.

Wenn Sie den elektrischen Typ eines Pads auf Quelle oder Abschluss ändern, wird im Designbereich ein „[S]“ bzw. „[T]“ platziert, um es zu kennzeichnen.

Hinweise

  • Eine systemgenerierte Verbindungslinie erscheint nicht als separates Objekt im Designbereich. Es wird nur die zugehörige Pin-zu-Pin-Verbindungslinie für das From-To angezeigt, die für interaktives Routing bzw. Autorouting als Führung verwendet wird.

  • Ein benutzerdefiniertes From-To erscheint im Designbereich als gepunktete Linie, getrennt und eindeutig unterscheidbar von der ebenfalls angezeigten Pin-zu-Pin-Verbindungslinie, die beim Hinzufügen des From-To ebenfalls dargestellt wird. Die benutzerdefinierte From-To-Linie steuert, wo die zugehörige Pin-zu-Pin-Verbindungslinie beginnt und endet. Dies lässt sich am besten anhand eines Beispiels zeigen. Betrachten Sie ein benutzerdefiniertes From-To, das zwischen den logisch verbundenen Pins zweier Komponenten hinzugefügt wurde. Eine Verbindungslinie wird ebenfalls hinzugefügt und angezeigt (PCB Fenster konfiguriert im Nets Modus):

  • Die Pin-zu-Pin-Verbindungslinie – für Routing-Zwecke verwendet – verdeckt das Vorhandensein der klar getrennten benutzerdefinierten From-To-Linie. Sobald Sie jedoch mit dem Routing der Verbindung beginnen, wird der getrennte Charakter der beiden Linien sichtbar:

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

  • Wenn Sie benutzerdefinierte From-Tos nur für einen Teil eines Netzes angeben, setzt der PCB-Editor die verbleibenden Pin-zu-Pin-Verbindungen (systemgenerierte 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 wird oder ein Teil eines Netzes manuell geroutet wird:

    • Systemgeneriertes From-To - die Verbindungslinie kann bei Bedarf im Rahmen der Neuoptimierung des Netzanalysators verschoben werden, um die Standardtopologie des Netzes beizubehalten (d. h. Shortest).
    • Benutzerdefiniertes From-To - wenn das From-To nicht das Ergebnis der Auswahl einer vordefinierten Topologie ist, wird die Verbindungslinie nicht als Teil des Neuoptimierungsprozesses des Netzanalysators betrachtet. Wenn das From-To Teil einer vordefinierten Netztopologie ist (außer Shortest), kann der Netzanalysator es in die Neuoptimierung einbeziehen, solange die gewählte Topologie beibehalten wird.

     

  • Die Umsetzung benutzerdefinierter Topologien, die mit From-Tos definiert wurden, kann während der Batch-Design Rule Check (DRC) der Routing-Topologie-Designregeln geprüft werden, die auf die entsprechenden Netze angewendet 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 gibt Routing zwischen Pad 1 und 2 sowie zwischen Pad 2 und 3. Es wird kein Verstoß gegen die Routing-Topologie-Regel erkannt.

    Das Routing wird in Form eines T-Abzweigs erstellt. Entsprechend der From-To-Konfiguration befinden sich keine zusätzlichen Pads in den Pfaden, daher wird kein Verstoß gegen die Routing-Topologie-Regel 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 ein zusätzliches Pad 3 befindet; daher wird ein Verstoß gegen die Routing-Topologie-Regel für das From-To zwischen Pad 1 und 2 erkannt.

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

    Die DRC-Unterstützung für Routing-Topologie befindet sich in Open Beta und ist verfügbar, wenn die Option PCB.Rules.CheckRoutingTopology im Dialog Advanced Settings aktiviert ist.

Der Netlist Manager

Der Netlist Manager Dialog, der über den Befehl Design » Netlist » Edit Nets in den Hauptmenüs aufgerufen wird, bietet Steuerelemente zur effektiven Verwaltung der Netlist für die Leiterplatte. Netze können nach Bedarf hinzugefügt, bearbeitet oder gelöscht werden, und auch die Pins (oder Pads) der Komponenten in diesen Netzen können hinsichtlich ihrer Eigenschaften bearbeitet werden. Über diesen Dialog ist auch der Zugriff auf weitere Werkzeuge zur Netlist-Verwaltung möglich, einschließlich der Möglichkeit, die Netlist auf Basis des verbundenen Kupfers auf der PCB zu erstellen, sowie der Möglichkeit, die Netlist aus der PCB zu exportieren.

Der Dialog Netlist Manager Der Dialog Netlist Manager

Berichterstellung zu Netzen

Um einen Netlist-Statusbericht aus dem aktiven PCB-Dokument zu erzeugen, wählen Sie den Befehl Reports » Netlist Status im Hauptmenü. Dieser Bericht liefert detaillierte Informationen zur Netlist der gerouteten Leiterplatte. Er listet alle Netze auf und gibt für jedes Netz die zum Routing verwendeten Lagen sowie die gesamte physische Länge der gerouteten Leiterbahnen an. Nach dem Starten des Befehls wird ein Bericht - Net Status - <PCBDocumentName>.html - erzeugt und als aktives Dokument geöffnet. Jedes Netz wird aufgelistet; klicken Sie auf einen Netznamen, um dieses Netz im PCB-Dokument hervorzuheben. Die Daten zur physisch gerouteten Leiterbahnlänge werden zunächst in den für das Leiterplattendesign selbst festgelegten Maßeinheiten angezeigt. Verwenden Sie das Feld Units  im Bericht, um schnell zwischen imperialen und metrischen Einheiten nach Bedarf zu wechseln.

  • Der Bericht wird auch im Format .txt erzeugt. Beide Berichtsformate werden in dem Ordner gespeichert, der durch den Eintrag Output Path auf der Registerkarte Options tab des Dialogs Options for Project angegeben ist. Nur der HTML-formatierte Bericht wird im übergeordneten Projekt im Bereich Projects panel hinzugefügt und ist im Unterordner Generated\Documents zu finden.
  • Der Bericht enthält die Routed Length, die auch die vertikale Distanz umfasst, die durch die Vias in diesem Netz zurückgelegt wird. Beachten Sie, dass der Routed-Length-Rechner nicht versucht, überlappende Leiterbahnsegmente oder Routing-Schlenker innerhalb von Pads aufzulösen und daher möglicherweise nicht genau ist. Für eine genauere Länge verwenden Sie Signal Length, das im Modus Nets mode des Bereichs PCB angezeigt werden kann. Der Bereich PCB unterstützt ebenfalls das Erstellen eines Berichts: Klicken Sie mit der rechten Maustaste in der Netze-Liste des Bereichs, um die erforderlichen Spalten zu konfigurieren, klicken Sie dann erneut mit der rechten Maustaste und wählen Sie Reports, um den Dialog Report Preview zu öffnen, in dem Sie den Bericht in verschiedene Formate exportieren können.
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