Bố trí PCB của bạn

Thiết lập môi trường thiết kế PCB

Bước hợp lý sau khi tạo và kiểm tra tài liệu sơ đồ nguyên lý là tạo và thiết kế PCB. Sử dụng lệnh File » New » PCB để tạo một tài liệu PCB mới. Bạn nên cấu hình PCB bằng cách xác định gốc tọa độ (1), đơn vị, kích thước lưới (2), cũng như màu hiển thị và khả năng hiển thị của các lớp cần thiết trong bảng View Configuration (3).

Bảng Inspector hiển thị thông tin về toàn bộ cấu trúc của PCB cho lớp đang được chọn.

Để xác định gốc tọa độ, hãy dùng các tùy chọn sau trong menu thả xuống Home | Grids and Units | Origin : 

• Set - dùng để xác định một vị trí trong không gian thiết kế làm gốc (tương đối) mới và đặt tọa độ của nó thành (0,0).
• Reset - dùng để đặt lại gốc tọa độ và các tọa độ đã xác định.
• Absolute Origin - dùng để đưa gốc tương đối trở về gốc tuyệt đối mặc định ở mép dưới bên trái ngoài cùng của không gian tài liệu.
• Current Origin - dùng để đưa gốc tương đối trở về gốc tuyệt đối mặc định ở mép trên bên trái ngoài cùng của không gian tài liệu.
• New Location - dùng để mở hộp thoại Jump To Location (được mô tả trong tùy chọn Jump bên dưới).

Lớp đang hoạt động được chỉ định ở cuối không gian thiết kế, nơi tất cả các lớp đã tạo được hiển thị theo cài đặt hiển thị đã xác định (4). Bạn có thể chuyển đổi tuần tự giữa các lớp bằng Ctrl+Shift+Mouse Wheel.

Sử dụng các lệnh Add Components Layer Pair và Add Mechanical Layer (5) trong bảng View Configuration để thêm lớp mới. Việc tạo các lớp tín hiệu mới chỉ có thể thực hiện trong Layer Stack Manager, được mô tả ở phần sau của trang này.

Các thiết lập hệ thống cho trình biên tập được cấu hình trong PCB Editor Preferences, truy cập bằng lệnh File » System Preferences (6).

Chuyển các thay đổi giữa sơ đồ nguyên lý và PCB

Để đồng bộ thành công giữa sơ đồ nguyên lý và PCB, dự án phải được kiểm tra lỗi và cảnh báo. Sử dụng lệnh Project | Validation | Validate PCB Project (1) hoặc nhấp chuột phải vào tên dự án trong bảng Projects để xác thực dự án và truy cập danh sách các vi phạm, hoặc nhận thông báo về việc biên dịch/xác thực thành công trong bảng Messages (2) nếu không phát hiện lỗi hay cảnh báo nào.

Bạn có thể nhập các thay đổi từ sơ đồ nguyên lý bằng nút Project | Validation | Import Changes (3). Hộp thoại Engineering Change Order (4) sẽ mở ra, tại đó bạn có thể xác thực các thay đổi bằng lệnh Validate Changes. Lệnh Execute Changes được dùng để áp dụng các thay đổi đã thực hiện.

Hình dạng bo mạch và chồng lớp

Theo nguyên tắc chung, thiết kế PCB bắt đầu bằng việc xác định kích thước tổng thể. Bạn có thể thay đổi kích thước và hình dạng PCB bằng các lệnh thả xuống Home | Board | Board Shape  (1).

Để xác định cấu trúc bên trong của bo mạch, hãy mở Layer Stack Manager bằng cách chọn Home | Board | Layer Stack Manager hoặc chọn Options » Layer Stack Manager từ menu nhấp chuột phải (2).

Trong Layer Stack Manager, bạn có thể dùng các chồng lớp được định nghĩa sẵn (từ cấu trúc hai lớp đến cấu trúc 16 lớp) từ menu thả xuống Home |Settings | Presets (1), hoặc tự tạo chồng lớp của riêng mình bằng các lệnh Home | Layers | Add và Layer Up/Layer Down (2).

Tab Via Types (3) cho phép bạn tạo via mới và xác định loại của chúng (Thru, Blind, Buried). Theo mặc định, chỉ có lỗ xuyên (Thru) được tạo trên tab này, trong khi các loại khác được thêm bằng nút Add trong vùng Home | Via Types của ribbon và các trường First Layer/Last Layer trong bảng Inspector (4).

Các thay đổi trong chồng lớp PCB sẽ không được áp dụng cho tài liệu PCB cho đến khi chồng lớp được lưu.

Quy tắc thiết kế và ràng buộc

Một giai đoạn quan trọng trong việc cấu hình thiết kế PCB là xác định các quy tắc thiết kế và ràng buộc.

Các quy tắc thiết kế được xác định trong PCB Rules and Constraints Editor (1) (Home | Design Rules | Design Rules), nơi tất cả các quy tắc được tách theo phạm vi áp dụng và mục đích. Mỗi quy tắc có thể được áp dụng cho mọi đối tượng PCB, cũng như cho một lớp đối tượng, hoặc thậm chí cho một đối tượng đơn lẻ (2). Các quy tắc mới được tạo bằng lệnh New Rule truy cập từ menu nhấp chuột phải của khung bên trái (3).

Bạn có thể sao chép các quy tắc, lưu chúng vào một tệp riêng và nhập chúng từ các dự án khác (3).

Việc tạo lớp được thực hiện trong Object Classes Explorer (1) (Home | Design Rules | Classes) bằng lệnh Add Class trong menu nhấp chuột phải (2). Cột bên trái chứa tất cả các net, linh kiện, v.v. khả dụng có thể được đưa vào lớp mới. Cột bên phải chứa các đối tượng thuộc lớp đang chọn. Các đối tượng được di chuyển bằng cách chọn đối tượng ở cột bên trái rồi chọn nút mong muốn xuất hiện giữa hai cột.

Việc tạo các lớp cặp vi sai được thực hiện tương tự, tuy nhiên cần truyền thông tin về các cặp vi sai tương ứng từ sơ đồ nguyên lý (xem phần trên về áp dụng các directive).

Tất cả các quy tắc thiết kế đã chỉ định được hiển thị trong bảng PCB Rules and Violations (3). Chọn một quy tắc trong vùng Rule Classes để hiển thị các quy tắc cho lớp đó.

Tuy nhiên, nếu các net chưa được xác định là cặp vi sai trên sơ đồ nguyên lý, bạn cũng có thể thực hiện việc này trong trình biên tập PCB. Để làm vậy, mở bảng PCB rồi chọn Differential Pairs Editor hoặc chọn nó từ menu thả xuống View | PCB | PCB (1). Dùng nút Add (2) để thêm một cặp vi sai. Từ hộp thoại Differential Pair mở ra, hãy cấu hình các net điện thành net dương hoặc âm của cặp vi sai và gán tên cho chúng.

Trong hộp thoại Design Rule Checker (DRC) (Home | Design Rules | Run DRC » Design Rule Check), bạn có thể cấu hình việc kiểm tra quy tắc thiết kế cho bo mạch. Tất cả các quy tắc hiện có đều được liệt kê, và các cột Online (trong khi thiết kế) và Batch (tạo báo cáo tùy chọn) cho biết loại kiểm tra sẽ được thực hiện. Khuyến nghị chỉ định số lượng tối thiểu các quy tắc cần được kiểm tra trực tuyến để hệ thống hoạt động hiệu quả. Bạn nên cấu hình Clearance (trong Electrical), Differential Pairs Routing và Width (trong Routing) để Online kiểm tra.

Bố trí linh kiện

Các linh kiện được chuyển từ sơ đồ nguyên lý sẽ được nhóm và phân chia giống như trong các tài liệu sơ đồ nguyên lý, tức là theo sheet. Bạn có thể dùng công cụ Cross Probe (1) để điều hướng giữa tài liệu sơ đồ nguyên lý và PCB. Dùng phím tắt Shift+C để bỏ chọn nếu cần.

Để truy cập nhanh tới bất kỳ linh kiện nào, bạn có thể dùng chế độ Components của bảng PCB, trong đó các lớp linh kiện khác nhau được trình bày ở vùng trên, bao gồm các lớp hệ thống (chẳng hạn theo lớp bo mạch mà trên đó các linh kiện được đặt) và các lớp do người dùng xác định (ví dụ, được tạo theo các sheet sơ đồ nguyên lý nơi các linh kiện được đặt). Ở vùng dưới, các linh kiện được nhóm theo danh mục đã chọn (2).

Nếu bạn cần đặt một linh kiện trực tiếp lên bo mạch, bạn có thể kéo thả nó hoặc dùng lệnh Place từ bảng Libraries (3). Các linh kiện như vậy sẽ không được liên kết với sơ đồ nguyên lý, vì vậy phương pháp bố trí này chỉ được dùng khi cần đặt một phần tử cơ khí, chẳng hạn như bộ tản nhiệt.

Đi dây cho bo mạch

Trước khi bắt đầu đi dây, bạn nên xác định các tham số cần thiết của đường dẫn, khoảng hở và via. Các bước này được thực hiện từ các quy tắc đi dây khác nhau có trong PCB Rules and Constraints Editor. Các quy tắc này xác định kích thước tối thiểu, tối đa và ưu tiên của track và lỗ, cũng như khoảng hở tối thiểu giữa các phần tử hình học mạch.

Các lệnh đi dây và xóa track nằm trong vùng Routing của tab Home. Các menu thả xuống tương ứng của chúng chứa nhiều tùy chọn khác nhau (1).

Phím tắt Shift+Space sẽ thay đổi kiểu đi dây khi đang đi dây chủ động. Bạn có thể dùng phím Tab để tạm dừng và chọn các tham số trong bảng Inspector (2) nếu cần thay đổi tham số track khi đi dây. Bạn cũng có thể thay đổi kiểu góc, độ dày, tham số via, v.v. Các tùy chọn cho kiểu đi dây gồm 45 độ, 45 độ với cung tròn, 90 độ, và 90 độ với cung tròn hoặc góc.

Polygon

Polygon được tạo bằng lệnh Polygon Pour Cutout trong menu thả xuống Home | Pour | Polygon Pour . Trong khi đặt, hãy dùng phím tắt Shift+Spacetrên bàn phím để chuyển qua các chế độ góc khả dụng.

Bạn có thể di chuyển polygon đã chọn và đổ lại polygon bằng các lệnh trong menu thả xuống. Tên, lớp và net được cấu hình trong bảng Inspector (2).

Khi chỉnh sửa một polygon, một hộp thoại sẽ mở ra để bạn có thể chọn đổ lại polygon đã sửa đổi. Bạn cũng có thể dùng lệnh Repour (4) trong bảng Inspector.

Bạn có thể kết nối polygon với các pad bằng danh sách thả xuống Connect Style trong quy tắc PolygonConnect trong PCB Rules and Constraints Editor.

Design Rule Checking

Ngay cả những dự án đơn giản nhất cũng cần kiểm tra PCB. Những lỗi dễ bị bỏ sót sẽ được phát hiện nhờ hệ thống phân tích quy tắc và phát hiện vi phạm đã được kiểm chứng.

Chọn nút Run DRC để bắt đầu kiểm tra quy tắc. (Danh sách thả xuống cũng bao gồm một lệnh để Reset Error Markers (1)).

Sau khi kiểm tra hoàn tất, bạn có thể xem các vi phạm quy tắc đã được phát hiện trong Design Rules Verification Report (2), Messages panel (3) và PCB Rules And Violations panel (4).

Trong PCB Rules And Violations panel, chọn một quy tắc trong vùng Rules để hiển thị tất cả các vi phạm của quy tắc đó trong vùng Violations của panel. Nhấp đúp vào một vi phạm để làm nổi bật vi phạm trên PCB. Khi bạn nhấp đúp vào một vi phạm trong panel, hộp thoại Violation Details sẽ mở ra để bạn có thể xem chi tiết vi phạm.

Phím tắt

Trình biên tập PCB có bộ phím tắt riêng. Một số phím tắt thường dùng trong trình biên tập PCB bao gồm:

• Q – dùng để chuyển đổi giữa đơn vị mét và đơn vị Anh (mm/mil).
• 1/2/3 – dùng để chuyển đổi giữa các chế độ xem PCB (Board Planning Mode/2D/3D).
• F9 – dùng để thực hiện xác thực dự án đang hoạt động.
• B – dùng để đặt mô hình 3D.
• F – dùng để đặt vùng fill.
• N – dùng để đặt region.
• A – dùng để đặt cung tròn.
• E – dùng để đặt đường tròn.
• L – dùng để đặt đường thẳng.
• S – dùng để đặt chuỗi văn bản.
• P – dùng để đặt pad hoặc lỗ gá lắp.
• V – dùng để đặt via.
• R – dùng để bắt đầu đi dây tương tác.
• D – dùng để mở kiểm tra quy tắc thiết kế.
• M – dùng để mở công cụ Measure.
• F1 – dùng để mở tài liệu liên quan.
• Shift+F1 – dùng để mở danh sách phím tắt cho lệnh tương tác hiện tại (hình bên dưới hiển thị danh sách cho đi dây tương tác).

Danh sách lệnh sẽ thay đổi tùy theo loại tài liệu đang hoạt động.

Nhấp vào View | Shortcuts để mở Shortcuts panel. Sử dụng các điều khiển ở đầu panel để sắp xếp theo tên, theo danh mục hành động sẽ được thực thi hoặc theo thứ tự bảng chữ cái.