Работа с комнатами на печатной плате

Прямоугольные и многоугольные комнаты можно размещать на верхнем или нижнем слое проекта. Обратите внимание: хотя размещать их можно при любом активном слое, слой, к которому они применяются, задается в проектном ограничении Room Definition.

Прямоугольная комната

После запуска команды Design » Rooms » Place Rectangular Room курсор примет вид перекрестия и включится режим размещения комнаты. Размещение выполняется в следующем порядке:

1. Щелкните мышью или нажмите Enter, чтобы зафиксировать первый угол комнаты.

2. Чтобы на лету изменить свойства связанного ограничения Room Definition, нажмите клавишу Tab во время размещения.

3. Переместите курсор, чтобы задать размер комнаты, затем щелкните мышью или нажмите Enter, чтобы зафиксировать противоположный по диагонали угол и завершить размещение комнаты.

4. Продолжайте размещать комнаты либо щелкните правой кнопкой мыши или нажмите Esc, чтобы выйти из режима размещения.

Многоугольная комната

После запуска команды Design » Rooms » Place Polygonal Room курсор примет вид перекрестия и включится режим размещения комнаты. Размещение выполняется в следующем порядке:

1. Установите курсор в нужное положение и щелкните мышью, чтобы зафиксировать начальную точку комнаты.

2.  Последовательно перемещайте курсор и щелкайте мышью, чтобы зафиксировать вершины, определяющие многоугольную форму комнаты.

3. После размещения последней вершины щелкните правой кнопкой мыши или нажмите Esc, чтобы завершить размещение комнаты. Замыкать многоугольник не требуется: программа автоматически завершит фигуру, соединив начальную точку с последней размещенной точкой.

4. Продолжайте размещать многоугольные комнаты либо щелкните правой кнопкой мыши или нажмите Esc, чтобы выйти из режима размещения.

Если компоненты уже размещены на плате и вы хотите создать новую комнату с учетом их расположения, используйте одну из трех команд Create xxx Room from selected components. С помощью этих команд можно автоматически создавать неортогональные, ортогональные и прямоугольные комнаты на основе компонентов, выбранных в рабочей области. Во всех случаях порядок создания одинаков:

1. Выберите все компоненты, для которых требуется создать комнату. Чтобы выбрать компоненты печатной платы из схемы, выполните команду Tools » Cross Select Mode, затем выберите компоненты на схеме.

2. В редакторе печатных плат запустите соответствующую команду создания (Design » Rooms » Create xxx Room from selected components). Класс компонентов, включающий выбранные компоненты, будет создан автоматически (если он еще не существует).

3. Затем создается область размещения выбранного типа, а правило проектирования Room Definition для этой области автоматически связывается с созданным классом компонентов.

4. Размер области размещения будет подобран так, чтобы вместить все выбранные компоненты, с учетом прямоугольников их выделения.

5. Если перетащить эту область размещения, все компоненты связанного с ней класса также переместятся. 

Из выбранных на печатной плате компонентов, которые были выделены на схеме, создается ортогональная область размещения.

Новую область размещения также можно создать, задав новое ограничение в PCB Rule and Constraints Editor или в Constraint Manager.

Какой подход используется для задания ограничений проектирования?

Altium Designer поддерживает два различных подхода к заданию ограничений проектирования: с помощью диспетчера ограничений и редактора правил и ограничений печатной платы.

Изначально для задания ограничений в редакторе печатных плат был разработан интерфейс PCB Rule and Constraints Editor. При использовании PCB Rule and Constraints Editor разработчик задает: what objects the constraint (rule) applies to и how those objects are to be constrained. Преимущество этого подхода заключается в возможности точно указать объекты, на которые должны распространяться ограничения: от всех объектов определенного типа (например, всех цепей) до конкретного объекта на плате (отдельной контактной площадки). Такой гибкий способ выбора объектов проектирования реализован с помощью механизма правил, управляемого языком запросов.

Constraint Manager предлагает объектно-ориентированный подход к заданию ограничений. Разработчик работает с объектами, применяя к ним необходимые для проекта электрические и физические ограничения в интерфейсе, напоминающем электронную таблицу. При выборе объектов в Constraint Manager они подсвечиваются в графическом редакторе. Это позволяет легко настраивать и проверять все требования к объекту, например: цепи этого класса должны трассироваться с заданной шириной проводников и зазором, с использованием определенных переходных отверстий и способа подключения к полигонам. Для этого класса цепей также может потребоваться трассировка на определенных слоях с заданными значениями импеданса. Такой объектно-ориентированный подход недоступен в PCB Rule and Constraints Editor. В конечном итоге программа преобразует объектно-ориентированные ограничения в тот же формат правил, который используется в PCB Rule and Constraints Editor. Чтобы просмотреть их, после открытия ограничений из редактора печатных плат переключитесь в представление All Rules.

На этой странице документации приведены изображения ограничений, заданных как в диалоговом окне PCB Rule and Constraints Editor, так и в Constraint Manager. Обратите внимание, что термины constraint и rule используются как взаимозаменяемые.

Добавление нового ограничения проектирования Room Definition

В редакторе PCB Rules and Constraints Editor

Для каждой размещенной или созданной области размещения автоматически создается связанное ограничение проектирования Room Definition. Верно и обратное: при добавлении нового правила этого типа в рабочей области появляется соответствующий объект области размещения. Аналогично, при удалении области размещения в графическом редакторе автоматически удаляется ограничение, а при удалении ограничения проектирования удаляется графический объект. 

Если ограничение области размещения задается в PCB Rules and Constraint Editor, создается объект области размещения размером по умолчанию 5 × 5 дюймов на расстоянии 1 дюйма от абсолютного начала координат (в левом нижнем углу рабочей области). Обратите внимание, что маркер начала координат показывает заданное пользователем относительное начало координат, которое можно установить в любой точке рабочей области.

При добавлении нового ограничения области размещения в рабочей области создается область размещения по умолчанию.

После добавления ограничения можно вернуться в рабочую область и отредактировать область размещения графически. Кроме того, в PCB Rules and Constraints Editor можно отредактировать ограничение области размещения, а затем нажать кнопку Define, чтобы задать ее форму в интерактивном режиме. Поскольку область размещения определяет участок платы, обычно удобнее разместить ее интерактивно, чтобы соответствующее ограничение проектирования было создано автоматически.

Подробнее о добавлении нового ограничения в редакторе PCB Rules and Constraints Editor.

В диспетчере ограничений

Чтобы создать новое ограничение размещения (область размещения) в Constraint Manager:, переключитесь в представление All Rules, выберите Room Definition в категории Placement, затем щелкните правой кнопкой мыши в списке Advanced Rules и выберите Add Advanced Rule в контекстном меню, как показано ниже.

Новое ограничение области размещения можно добавить в диспетчере ограничений.

На этом этапе объект области размещения еще не существует в графической рабочей области. Теперь необходимо нажать кнопку Define (при этом откроется редактор печатных плат) и задать форму области размещения. После этого будут существовать и ограничение области размещения, и сам объект области размещения, а ограничения можно будет сохранить.

• Если ограничение области размещения будет использоваться для размещения объектов внутри (или снаружи) этого участка платы, следующим шагом необходимо настроить Object Match и другие параметры ограничения в нижней части Constraint Manager. Подробнее об этом читайте далее.

• Если ограничение области размещения будет использоваться для задания участка платы в ограничении другого типа, например ширины трассировки, см. раздел Задание ограничений внутри области размещения.

Подробнее о добавлении нового ограничения в диспетчере ограничений.

Что такое ограничение области размещения?

Как уже отмечалось, область размещения — это заданный участок одного из наружных слоев печатной платы, используемый для определения требований к проектированию в пределах этого участка платы.

Все ограничения проектирования содержат два ключевых элемента:

• what objects this constraint applies to () и

• how those objects are to be constrained ().

Если ограничение области размещения задано на участке платы, где нет компонентов, критерий Object Match (the objects this constraint applies to) по умолчанию принимает значение False. Это означает, что ограничение не применяется ни к каким объектам. При необходимости измените этот критерий.

Новое определение области размещения. Обратите внимание, что область действия правила задана как False, то есть оно не применяется ни к каким объектам.

Ограничение для класса компонентов

Один из распространенных способов использования ограничения области размещения — задать местоположение класса компонентов, закрепив его за определенным участком платы. 

Класс компонентов Encoder ограничен областью размещения Room-Encoder на верхнем слое платы (Top Layer).

На изображении выше показано, как класс компонентов Encoder ограничен within областью размещения Room-Encoder на Top side платы в PCB Rules and Constraints Editor (по сути, так же, как в Constraint Manager ). После назначения компонентов области размещения они перемещаются вместе с ней. Чтобы переместить область размещения без компонентов, временно отключите соответствующее правило Room Definition.

Подробнее об ограничении проектирования Room Definition.

Редактор печатных плат содержит ряд мощных инструментов для работы с областями размещения. Подробнее см. в разделе Работа с областями размещения на этой странице.

Область размещения не только сама по себе является ограничением проектирования (Room Definition), но и может использоваться как объект, ограничивающий действие другого ограничения определенным участком платы, например Width, Clearance или Via Style. Эта тема рассматривается в разделе Задание ограничений внутри области размещения на этой странице.

При переносе проекта со схемы на печатную плату можно создать для каждого листа схемы область размещения, содержащую его компоненты. В многоуровневом иерархическом проекте это может быть не слишком полезно, но в большом плоском проекте отдельная область размещения для каждого листа может упростить размещение компонентов на плате. 

На вкладке Class Generation диалогового окна Project Options  есть параметры создания областей размещения для каждого листа проекта  (). Если установлен флажок Generate Rooms, при выполнении команды Design » Update для этого листа будет создана область размещения, которой будет назначен класс, включающий все компоненты листа. Обратите внимание: компоненты каждого листа добавляются в класс компонентов, поэтому для использования параметра Generate Rooms необходимо также включить соответствующий параметр Component Class.

На печатной плате каждое ограничение области размещения создается с областью действия InComponentClass('<SheetSymbolDesignator>'). Если лист не содержит компонентов, область размещения не создается. При первоначальном переносе схемы на печатную плату компоненты каждого класса выстраиваются в ряд, после чего вокруг этого класса компонентов создается область размещения, как показано на изображении ниже.

Снимите флажки Generate Rooms в диалоговом окне Project Options, если автоматически создаваемые области размещения не нужны.

Печатная плата после первоначальной синхронизации проекта: для каждого листа создана область размещения, которой назначен класс компонентов этого листа.

Подробнее об автоматическом создании областей размещения, классов компонентов и классов цепей на основе проекта схемы.

Подробнее о синхронизации проекта см. на странице Синхронизация схем и печатной платы. 

Объект области размещения можно задать с помощью замкнутого контура, состоящего из выбранных дорожек и/или дуг. Для этого выберите в рабочей области все примитивы дорожек и дуг, составляющие замкнутый контур, и выполните команду Tools » Convert » Create Room from Selected Primitives в главном меню. Необходимые действия показаны в слайд-шоу ниже.

❯ ❮ Javascript ID: CR

На механическом слое размещены дорожки, задающие участок платы, доступный для компонентов Encoder. Выполните команду Tools » Convert » Create Room from Selected Primitives, чтобы создать область размещения Room Definition той же формы. Откроется диалоговое окно Edit Room Definition, в котором можно задать параметры ограничения. Этой области размещения назначается класс компонентов Encoder (совет: выберите All в первом раскрывающемся списке, чтобы получить доступ к параметру Component Class). После нажатия кнопки OK создаются ограничение области размещения и сам объект области. Чтобы изменить форму области размещения, щелкните по ней для выбора, затем выполните команду Design » Rooms » Edit Polygonal Verticies, после чего щелкните по вершине или ребру, чтобы изменить форму области.

При однократном щелчке по области размещения для ее выбора становятся доступны следующие маркеры редактирования — независимо от того, была ли область изначально прямоугольной или многоугольной:

   При выборе области размещения щелчком мыши появляются маркеры редактирования.

Изменение размера области размещения

• Перетаскивание угловых маркеров (A) одновременно изменяет размер области размещения по горизонтали и вертикали.

• Перетаскивание маркера на стороне (B) изменяет размер объекта в соответствующем направлении (по горизонтали или вертикали).

• Во время перетаскивания область размещения можно поворачивать или переворачивать с помощью следующих клавиш:

  • Spacebar для поворота объекта против часовой стрелки или Shift+Spacebar для поворота по часовой стрелке. Угол поворота соответствует значению параметра «Шаг поворота» на странице PCB Editor - General диалогового окна Preferences.

  • X или Y для зеркального отражения объекта относительно оси X или Y.

  • L для переноса объекта на другую сторону платы. Если с областью размещения связаны компоненты, они будут перенесены вместе с ней.

Перемещение области размещения

Чтобы переместить область размещения в новое место, щелкните по ней и перетащите. Область размещения также можно переместить с помощью команды Design » Rooms » Move Room из главного меню или команды Room Actions » Move Room из контекстного меню области размещения. После запуска команды курсор примет форму перекрестия и включится режим перемещения областей размещения — щелкните по области, которую требуется переместить.

После щелчка по области размещения для ее перемещения:

1. Область размещения будет прикреплена к курсору. Точка, за которую удерживается область размещения, зависит от текущего параметра Object Snap Options (): курсор привязывается к ближайшей из разрешенных точек привязки (контактной площадке компонента, опорной точке компонента или вершине области размещения).

2. Переместите область размещения в нужное положение, затем щелкните мышью или нажмите Enter , чтобы зафиксировать ее.

3. Продолжайте перемещать другие области размещения либо щелкните правой кнопкой мыши или нажмите Esc для выхода.

4. Если в перемещаемой области размещения есть компоненты, во время перемещения можно включить отображение зеленых динамических направляющих выравнивания, нажав клавишу Shift или Ctrl. Используйте Shift, чтобы сохранить привязку к активной сетке, или Ctrl, чтобы временно отключить привязку к сетке и выполнить выравнивание по существующему объекту вне сетки.

5. Если область размещения содержит объекты без цепи и/или заблокированные объекты, откроется диалоговое окно Room containing No Net/Locked Objects. В этом окне укажите, следует ли перемещать эти объекты вместе с областью размещения, затем нажмите OK. Чтобы это диалоговое окно появлялось, на странице PCB Editor - General диалогового окна Preferences () должен быть включен параметр Ask when moving rooms containing No Net/Locked Objects.

Диалоговое окно Room containing No Net / Locked Objects

Форма границы области размещения изменяется с помощью команды Edit Polygonal Room Vertices. Эта команда доступна в подменю Design » Rooms или в подменю Room Actions контекстного меню, вызываемого правой кнопкой мыши.

После запуска команды отображаются маркеры редактирования границы многоугольной области размещенияi. Затем можно выполнить следующие действия:

• Щелкните по маркеру A, затем перемещайте курсор, чтобы переместить эту вершину. Щелкните еще раз в новом месте, чтобы зафиксировать вершину.

• При перемещении маркера A нажмите клавишу Delete на клавиатуре, чтобы удалить эту вершину из области размещения.

• Щелкните по B или по стороне (между маркерами), затем перемещайте курсор, чтобы сдвинуть эту сторону. Во время перемещения стороны нажимайте Shift+Spacebar для переключения доступных режимов изменения стороны (сдвиг, излом, изгиб).

• Ctrl+Click B или Ctrl+Click на стороне, затем перемещайте курсор, чтобы добавить вершину на эту сторону и переместить ее. Щелкните еще раз в новом месте, чтобы зафиксировать вершину. При этом новая вершина становится вершиной A, а между ней и исходными вершинами A добавляются новые вершины B.

• Чтобы выбрать маркер вне сетки, удерживайте клавишу Ctrl для временного отключения привязки к сетке.

• Продолжайте изменять форму области размещения по мере необходимости либо щелкните правой кнопкой мыши или нажмите Esc для завершения. Отображение области размещения обновится в соответствии с новой формой границы.

Эту команду можно использовать независимо от того, заблокирована ли выбранная область размещения.

Доступны команды, позволяющие графически slice размещенную область на две или более отдельных областей размещения. Процесс разрезания похож на размещение линии и включает те же режимы построения углов (фактически ширина разрезающего объекта равна текущей ширине линии по умолчанию). Обратите внимание: объекты, используемые для отображения траектории разреза, не размещаются на плате — они лишь показывают траекторию и удаляются после завершения разрезания. Кроме того, начинать разрезание точно на границе области размещения необязательно: проще начать немного за ее пределами и закончить также немного за пределами области.

Доступны две команды разрезания. Процесс задания линии разреза для обеих команд одинаков; они отличаются способом обработки компонентов, находящихся в разрезаемой области размещения. Различия между командами поясняются после описания процесса разрезания.

❯ ❮ Javascript ID: SR

Щелкните правой кнопкой мыши по области размещения, чтобы получить доступ к командам Slice в меню Room Actions. Два разреза заданы с помощью описанного ниже процесса. Созданы три области размещения.

Процесс разрезания

После запуска команды Slice:

• Курсор принимает вид перекрестия, и появляется запрос на выбор начальной точки разреза.

• Расположите курсор непосредственно за пределами области размещения, которую требуется разрезать, затем щелкните мышью или нажмите Enter. Теперь активен режим разрезания (по сути, режим размещения линий).

• Переместите курсор внутрь области размещения, чтобы задать первый сегмент разреза, затем щелкните мышью или нажмите Enter, чтобы зафиксировать конец этого сегмента.

• Продолжайте перемещать курсор и щелкать мышью, задавая последовательность вершин, определяющих форму разреза.

  

• После размещения последней вершины (непосредственно за пределами области размещения) щелкните правой кнопкой мыши или нажмите Esc, чтобы завершить построение этого разреза.

• Теперь можно начать следующий разрез области размещения либо щелкнуть правой кнопкой мыши или нажать Esc, чтобы выйти из режима разрезания.

• Откроется диалоговое окно подтверждения, в котором указано, на сколько областей размещения будет разделена исходная область. Нажмите Yes, чтобы применить выполненные разрезы, или No , чтобы отменить их. Полученные новые объекты областей размещения будут соответствующим образом обновлены, а соответствующие правила Room Definition — созданы и связаны с ними.

• Во время разрезания нажимайте:

  • Shift+Spacebar для переключения между режимами построения углов.

  • Spacebar для изменения направления угла.

  • Для каждого сегмента разреза необходимо задать начальную и конечную точки.

  • Если режим построения разреза предусматривает угол, используйте сочетание клавиш 1, чтобы переключаться между размещением одного или двух сегментов за один щелчок.

  • Backspace для удаления последнего размещенного сегмента разреза.

Другой способ изменить форму существующей области размещения — поручить программе заново построить ее границы вокруг компонентов назначенного ей класса. Подменю Room Actions контекстного меню и подменю Design » Rooms содержат три команды Wrap Room, как показано в слайд-шоу.

❯ ❮ Javascript ID: WR

Если вы изменили расположение компонентов внутри области размещения, используйте одну из трех команд Wrap для обновления ее формы. Команда Wrap Non-Orthogonal строит границы области размещения, соединяя крайние точки контуров компонентов. Команда Wrap Orthogonal строит вертикальные и горизонтальные границы области размещения вокруг контуров компонентов. Команда Wrap Rectangular создает минимальную прямоугольную область размещения, охватывающую контуры компонентов.

Особенность области размещения заключается в том, что она одновременно является и объектом, и проектным ограничением.

Редактирование на панели Properties

Свойства объекта области размещения, включая положение и форму в рабочей области редактора, можно изменять на панели Properties, когда область выбрана. Панель можно открыть с помощью кнопки Panels Panels в правом нижнем углу рабочей области проекта или команды View » Panels » Properties.

Панель Properties позволяет редактировать графические свойства области размещения.

Помимо ограничения расположения объектов внутри или вне комнаты (как описано в разделе Проектное ограничение Room Definition), комнату можно использовать для ограничения области действия других проектных ограничений. Например, ограничение ширины трассировки может требовать использования другой ширины проводников под корпусом BGA, а ограничение электрического зазора — других зазоров на определённом участке платы.

Ширина трассировки и зазоры внутри комнаты автоматически корректируются в соответствии с настройками Room Definition.

Для этого добавляются ограничения Routing Width и Electrical Clearance, показанные в слайд-шоу ниже.

В Constraint Manager

При добавлении ограничения комнаты в представлении All Rules в Constraint Manager этот объект комнаты также становится доступен в представлении Physical. В этом представлении можно быстро задать ограничения, действующие внутри комнаты, включая ширину трассировки, электрический зазор, тип переходных отверстий трассировки, свойства дифференциальных пар, сужение трассировки и способ подключения к полигону. В слайд-шоу ниже показаны ограничения для платы из приведённого выше видео.

❯ ❮ Javascript ID: CM1

Внутри этой комнаты ширина всех объектов трассировки должна находиться в указанном диапазоне. Внутри этой комнаты зазор между всеми объектами трассировки и объектами других цепей должен быть не меньше указанного значения. Внутри этой комнаты электрический зазор для всех объектов трассировки должен быть не меньше указанного значения. Внутри этой комнаты все дифференциальные пары должны трассироваться с использованием профиля импеданса D100 (BGA) (протрассированная дифференциальная пара видна в левом верхнем углу видео).

В PCB Rules and Constraint Editor

Чтобы получить тот же результат в PCB Rules and Constraint Editor, создайте запрос, определяющий область комнаты. Объекты в комнате можно выбирать двумя способами: выбирать объекты, полностью находящиеся внутри комнаты (с помощью ключевого слова WithinRoom), или объекты, касающиеся комнаты (с помощью ключевого слова TouchesRoom). В слайд-шоу ниже показаны те же ограничения ширины трассировки, электрического зазора, типа переходных отверстий трассировки и свойств дифференциальных пар, что и в предыдущем Constraint Manager слайд-шоу.

❯ ❮ Javascript ID: DR1

Для упорядочивания выбранных комнат в рабочей области проектирования можно использовать команду Design » Rooms » Arrange Rooms. Выберите нужные комнаты, затем выполните команду, чтобы открыть диалоговое окно Arrange Rooms.

Диалоговое окно Arrange Rooms.

Укажите, как следует расположить комнаты и в каком порядке их размещать. Также можно задать начальную позицию — введя координаты X и Y в диалоговом окне или щёлкнув в рабочей области, — а также расстояние между соседними комнатами. После нажатия OK выбранные комнаты будут перемещены в заданные позиции.

Чтобы переместить каждую из выбранных комнат в ближайший узел текущей сетки привязки, используйте команду Design » Rooms » Move Rooms to Grid. После запуска команды откроется диалоговое окно с запросом подтверждения перемещения объектов вместе с выбранными комнатами. Нажмите Yes , чтобы переместить комнаты и содержащиеся в них объекты в ближайший узел сетки привязки, или нажмите No , чтобы переместить только комнаты.

Одна из наиболее мощных возможностей комнат — копирование формы комнаты, размещения компонентов и трассировки из одной комнаты в другие, содержащие идентичный набор компонентов. Эта команда особенно полезна при разработке топологии многоканального проекта: она позволяет перенести размещение и трассировку одного канала на все остальные каналы.

Чтобы скопировать формат одной комнаты в другие:

1. Выберите Design » Rooms » Copy Room Formats в главном меню.

2. В строке состояния появится запрос на выбор исходной комнаты. Наведите курсор на исходную комнату и щелкните мышью или нажмите Enter.

3. В строке состояния появится запрос на выбор целевой комнаты. Наведите курсор на комнату, в которую требуется скопировать формат, и щелкните мышью или нажмите Enter. Если требуется применить формат к нескольким комнатам, на этом шаге можно щелкнуть любую из них. 

4. Откроется диалоговое окно Confirm Channel Format Copy. Задайте необходимые параметры копирования формата. По умолчанию формат копируется из выбранной Source Room в выбранную Destination Room. Чтобы скопировать формат из исходной комнаты во все комнаты обнаруженного класса каналов, включите параметр Apply to Specified Channels и убедитесь, что для целевых комнат установлены соответствующие флажки Copy.

5. Нажмите OK в диалоговом окне, чтобы обновить целевые комнаты.

6. Вы можете продолжить выбор дополнительных  целевых  комнат или щелкнуть правой кнопкой мыши для завершения.

Все области размещения в текущем документе можно отобразить, скрыть или показать в черновом режиме с помощью параметров на вкладке View Options панели View Configuration.

Переместите ползунок Object Visibility для областей размещения, чтобы сделать их менее заметными или скрыть в рабочей области.