编译和验证设计

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Altium Essentials: Schematic Electrical Rules Validation

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概览

本文介绍如何使用 Altium Designer 内置的原理图检查功能、配置项目验证设置,并在“Messages(消息)”面板中查看结果,以验证设计项目。文章将说明绘图检查和连接性检查的工作原理、如何在“Project Options(项目选项)”中调整报告级别,以及如何排查、解决违规问题,或在适当情况下使用 No ERC 指令选择性地抑制违规报告。如果您希望通过更清晰的流程尽早发现问题,并根据项目需求定制验证设置,请继续阅读本指南,让设计工作更有把握。

- 了解在哪里运行项目验证、Altium Designer 如何报告警告和错误,以及如何直接定位到问题区域。
- 理解“Error Reporting(错误报告)”检查与“Connection Matrix(连接矩阵)”规则之间的区别,以及何时应根据设计需求调整各项设置。
- 了解如何使用 No ERC 指令抑制特定的已知违规报告,而不必关闭整个项目中更广泛的验证功能。
使用 AI 深入了解:

原理图不仅仅是简单的图纸,还包含电路的电气连接信息。您可以利用这种连接关系感知能力来验证设计。

原理图验证与验证选项配置

要验证设计,请从主菜单 Project 中选择 Validate PCB Project <ProjectName> 命令。要验证 Projects 面板中当前选中的项目,也可以使用项目条目右键菜单中的 Validate Project 命令,或面板顶部的  控件。

使用 Validate PCB Project &lt;ProjectName&gt; 命令验证设计。
使用 Validate PCB Project <ProjectName> 命令验证设计。

软件会根据统一数据模型和项目检查设置,检查逻辑、电气和绘图错误。如果已启用在原理图上显示验证错误和警告的功能(在 Preferences 对话框的 原理图 – 编译器页面中启用),违规对象下方会显示彩色波浪线。将鼠标悬停在该对象上,会显示概述违规情况的弹出提示。Messages 面板中也会显示通知。

使用 Connectivity Insight Options 区域中与 Object Hints 条目关联的控件(位于 Preferences 对话框的 系统 – 设计洞察页面),确定对象提示的触发方式(Mouse Hover 和/或 Alt+Double Click)。

在验证设计时,可以执行大量绘图和电气检查。这些检查作为项目选项的一部分进行配置。从主菜单中选择 Project » Project Options 命令,打开 Project Options 对话框。默认设置并不适用于所有设计,因此,熟悉这些选项以及如何根据设计需求进行配置非常重要。

处理工作区项目时,请注意,工作区的 Web Viewer 包含当前项目的电气规则检查报告。这样,无需在 Altium Designer 中打开设计,即可方便地访问 ERC 违规信息并进行审查。了解有关 Web Viewer 中 DRC 和 ERC 报告的更多信息(Altium 365 工作区、Enterprise Server 工作区)。

绘图检查

验证期间,会根据 Project Options 对话框中 错误报告选项卡上的设置,检查常见的绘图和编辑错误。 错误检查按组进行组织,例如 Violations Associated with Nets、Violations Associated with Components 等。 这些组在对话框中按字母顺序排列。 单击各违规项的 Report Mode,然后从下拉列表中选择所需值,即可将其更改为四个值之一。

在 Project Options 对话框的 Error Reporting 选项卡上配置所需的错误检查。单击某个违规项的 Report Mode 单元格,可更改该违规项的相应设置。
在 Project Options 对话框的 Error Reporting 选项卡上配置所需的错误检查。单击某个违规项的 Report Mode 单元格,可更改该违规项的相应设置。

通常,最好先使用默认设置验证设计并查看警告。对于当前设计中不构成问题的警告,可以更改其报告级别。

有关每项错误检查的详细信息,请参阅下文的 PCB 设计违规类型部分。

连接检查

电气连接检查依据 Project Options 对话框中 连接矩阵选项卡 上的设置进行。

连接矩阵定义了允许和不允许的电气连接情况。
连接矩阵定义了允许和不允许的电气连接情况。

该矩阵提供了一种机制,用于建立元件引脚与端口、图纸入口等网络标识符之间的连接规则。它定义了应报告为警告或错误的逻辑或电气情况。例如,一个输出引脚连接到另一个输出引脚通常会被视为错误,而两个无源引脚相连则不会。

单击矩阵中的小方块可更改特定规则。 每条规则决定给定引脚/网络标识符组合的报告级别。每条规则都有四个可选值:Fatal Error、Error、Warning 和 No Report。

必须检查错误报告和连接矩阵设置,并根据当前项目的要求进行配置。

解读消息与定位错误

验证项目时,所有产生警告或错误的情况都会列在 Messages 面板中。请注意,只有至少存在一个 Error 或 Fatal Error 情况时,Messages 面板才会自动打开。要检查 Warning,需要单击设计空间右下角的 Panels 按钮,然后选择 Messages,手动打开该面板。 项目验证完成后,面板将列出检测到的所有警告和错误。

Messages 面板显示在项目中检测到的警告和错误。
Messages 面板显示在项目中检测到的警告和错误。

Messages 面板是集中显示违规信息的控制中心。需要注意以下几点:

  • Messages 面板有两个区域:上部表格区域汇总警告/错误;下部区域提供当前所选警告/错误的详细信息。

  • 双击消息可交叉探查对应的警告/错误。双击某条详细信息可显示相应的具体对象。

    在 Messages 面板中双击错误时:

    • 原理图会缩放以显示出错对象。Zoom Precision 由 Preferences 对话框的 系统 – 导航页面中 Highlight Methods 部分的上方滑块设置。

    • 除出错对象外,整个原理图都会淡化显示。原理图的淡化程度由 Dimming 级别控制,该级别通过 Preferences 对话框的 System – Navigation 页面中 Highlight Methods 部分的下方滑块设置。单击原理图中的任意位置可清除暗化效果。

    null

  • 可以单击 Messages 面板中的任意列标题(例如,类别、文档、消息),以便对错误和警告进行排序。

  • 在 Messages 面板中右键单击,然后使用 Group By 子菜单选项,按特定条件对错误和警告进行分组。

  • 在 Messages 面板中右键单击,然后使用相应的 Clear 命令删除消息,或使用 Export To Report 命令将消息导出为报告。

    清除消息并不一定意味着消息所指的问题已经解决。再次执行验证后,相同的未解决消息仍会列出。清除消息是在解决设计错误时使用的一种视觉辅助方式,让您可以在认为问题已解决时手动移除相关消息。必须再次运行验证,才能获取仍然存在的违规情况的最新信息。
  • 该面板包含根据 Error Reporting 选项卡和 Connection Matrix 选项卡中的设置检测到的警告和错误。

  • 在 Messages 面板中右键单击警告/错误,然后选择 Place Specific No ERC for this violation 命令,系统将自动交叉探查至错误位置,同时光标上会出现一个 No ERC 指令,可将其放置在错误位置以抑制错误检查。了解有关 抑制 ERC 违规 的更多信息。

解决警告或错误

务必处理检测到的每一条警告或错误。默认错误设置通常比较保守,因为软件采取谨慎的做法,再由您决定是否可以放宽检查条件,会更为稳妥。例如,您的设计可能需要将 IO 引脚连接到输入端口,这就需要调整 Connection Matrix 选项卡中相应的单元格。另一项经常需要更改的错误检查是 Nets with no driving source,您需要在 Error Reporting 选项卡中禁用该检查。

有时,您希望针对某种情况检查整个设计,但又希望忽略电路中特定位置的警告/错误。例如,您可能希望允许在某个特定位置重命名网络,但仅限于该位置。为此,可以在该位置放置一个 No ERC 指令。

抑制 ERC 违规

如果需要让电路中的某个特定位置不报告错误,可在该位置放置一个 No ERC(电气规则检查)指令,即 do not flag a warning/error at this location。使用 No ERC 指令,可以有意限制电路中某个已知会产生警告的位置(例如未连接的引脚)的错误检查,同时仍对电路的其余部分进行全面检查。

No ERC 指令支持多种不同的样式,并且可以用任意颜色显示。您可以利用这一特性来体现电路中该位置的设计意图。

选择最能体现其在电路中该位置所起作用的 No ERC 样式。
选择最能体现其在电路中该位置所起作用的 No ERC 样式。

No ERC 指令有两种工作模式:

  • Suppress All Violations – 在此模式下,所有可能的警告和/或错误情况都会被抑制。在此模式下,该指令通常称为 通用 No ERC 指令。
  • Suppress Specific Violations – 在此模式下,仅抑制选定的警告或错误情况;任何其他警告或错误仍会被检测并报告。在此模式下,该指令通常称为 特定 No ERC 指令。
在 Project Options 对话框的 错误报告选项卡中启用 Report Suppressed Errors in Messages Panel 选项,即可在 Messages 面板中显示被抑制的违规。此功能可在设计的最后阶段使用,以确保没有无意中抑制任何关键错误。
请注意,No ERC 指令不能用于抑制所有类型的错误检查。当 No ERC 对话框处于 Violation Types 模式时,会显示可抑制的违规类型列表。您可以参考此列表,了解哪些错误检查可以被抑制。

使用示例

您是否经常遇到网络“没有驱动源”的警告,却发现这条消息完全可以忽略?例如,某个输入引脚的信号来自连接器,而连接器引脚的标称电气类型是无源,只有插入外部电缆时才有驱动信号。又或者,该网络的信号源是上拉电阻或开关,它们本质上也都是无源器件。您可以采用以下策略之一来解决此警告:

  • 更改网络中某个源引脚的电气特性。这属于修复而非抑制,但由于它改变了引脚的默认工作模式,可能会给后续设计带来麻烦。例如,假设在未启用引脚方向图形显示的情况下修改设计中的连线。这些修改可能会导致某个输出连接到无源器件的引脚。如果该器件引脚的电气类型已被设置为输出(以消除先前的驱动源警告),就会造成连接违规。
  • 将相关违规检查的报告模式设置为“不报告”,该模式在“项目选项”对话框的“错误报告”选项卡中定义。这样会禁用对此特定违规的检查,但您也将无法发现设计中其他位置的任何同类真实错误。
  • 第三种(也可以说是最佳的)方法是在网络上放置一个 No ERC 指令。这样不会对设计作任何更改,只会抑制那些您已知并非问题的警告消息“噪声”。

    在您已知会引发“无驱动源”警告的网络上放置 No ERC 指令。
    在您已知会引发“无驱动源”警告的网络上放置 No ERC 指令。

放置 No ERC 指令

可以通过多种方式在原理图文档中放置 No ERC 指令:

  • 从主菜单中选择 Place » Directives » Generic No ERC 命令、单击 Wiring 工具栏上的 按钮,或在设计空间中右键单击并选择 Place » Directives » Generic No ERC 命令,即可放置通用 No ERC 指令。
  • 要在电路中已显示违规的位置放置特定 No ERC 指令,可在设计空间中右键单击违规对象(以彩色波浪线突出显示),然后从右键菜单中选择 Place NoERC to Suppress 命令。

    使用右键菜单放置特定 No ERC 指令。
    使用右键菜单放置特定 No ERC 指令。

  • 要在电路中已显示违规的位置放置特定 No ERC 指令,可在 Messages 面板中右键单击警告/错误,选择 Place Specific No ERC for this violation 命令,然后直接跳转到原理图中的该位置,放置一个已配置为抑制该警告/错误的 No ERC 指令。

    使用 Messages 面板中的右键菜单放置特定 No ERC 指令。
    使用 Messages 面板中的右键菜单放置特定 No ERC 指令。

    仅当该消息属于与网络相关的编译器违规时,此命令才可用。

编辑 No ERC 指令

在放置过程中,当 No ERC 对象仍悬浮在光标上时,可以执行以下编辑操作:

  • 通过 Properties 面板进行编辑。此编辑方法使用相应的 Properties 面板模式来修改对象的属性。

    Properties 面板的 No ERC 模式
    Properties 面板的 No ERC 模式

    在放置过程中,按 Tab 键即可进入 Properties 面板的 No ERC 模式。

    放置完成后,可以通过以下任一方式进入 Properties 面板的 No ERC 模式:

    • 双击已放置的指令。
    • 将光标置于指令上,然后右键单击并从右键菜单中选择 Properties。
    • 如果 Properties 面板已处于活动状态, 请选择该指令。
    在进入放置模式之前,可以从 Preferences 对话框的 原理图 – 默认值页面访问这些属性。这样可以更改对象的默认属性,并将其应用于后续放置的对象。
  • 通过 No ERC 对话框。此编辑方法使用 No ERC 对话框修改特定 No ERC 对象的违规类型和连接错误。

    No ERC 对话框,分别显示 Violation Types 模式(第一张图)和 Connection Matrix 模式(第二张图) 
    No ERC 对话框,分别显示 Violation Types 模式(第一张图)和 Connection Matrix 模式(第二张图)

    在 No ERC 模式下(如上所述),单击 Properties 面板中 Suppressed Violations 区域的 Specific Violations,即可访问此对话框。

    特定 No ERC 指令可配置为针对多种违规,以支持会产生多个错误/警告的电路。
  • 通过 SCH List 和 SCH Filter 面板。List 面板可将一个或多个文档中的设计对象以表格形式显示,便于快速检查和修改对象属性。结合适当的筛选方式(使用相应的 Filter 面板或 查找相似对象对话框),可以仅显示当前筛选范围内的对象,从而更准确、更高效地定位和编辑多个设计对象。

通过 Properties 面板(在 Suppressed Violations 区域中),或切换 SCH List 面板上的 Suppress Specific Violations 属性,可以快速将通用 No ERC 指令切换为特定 No ERC 指令,反之亦然。

停用 No ERC 指令

您可以将 No ERC 指令设为非活动状态(在验证时视为禁用),而不必将其删除。通过任一编辑方法切换该指令的 Active 属性,即可更改此状态。非活动的 No ERC 指令在设计空间中显示为灰色。

如果需要暂时停止使用某个 No ERC 指令,请将其设为非活动状态,而不要将其删除。
如果需要暂时停止使用某个 No ERC 指令,请将其设为非活动状态,而不要将其删除。

控制 No ERC 指令的打印

默认情况下,打印时会包含 No ERC 标记。要控制其打印方式(完全不打印这些标记,或仅排除特定符号),请使用 打印对话框,如下所示。

在 Print 对话框中控制 No ERC 标记的打印。
在 Print 对话框中控制 No ERC 标记的打印。

PCB 设计违规类型

与总线相关的违规

与元件相关的违规

与文档相关的违规

与线束相关的违规

与网络相关的违规

其他相关违规

与参数相关的违规

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