Сглаживание и повторная трассировка

Главная страница: Трассировка

Трассировка печатной платы – это скрупулезный итеративный процесс. Провести трассировку с первого раза, с помощью интерактивных инструментов или ActiveRoute, удается редко. Чаще вы будете трассировать сначала один набор цепей, затем, при трассировке второго набора, вы будете изменять и перемещать существующие трассы с помощью ручного перетаскивания или расталкивания при интерактивной трассировке других цепей.

Получившиеся трассы могут выглядеть как результат работы автотрассировки, со множеством ненужных изломов.

Улучшение существующих трасс

Для создания аккуратных трасс, с минимальным количеством изломов, в редактор плат включен инструмент сглаживания – Glossing. Сглаживание использует набор сложных алгоритмов, разработанных специально для формирования более чистых трасс и входов в контактные площадки, которые следуют применяемым правилам проектирования. Этот инструмент пытается уменьшить длину пути, улучшить форму изломов и уменьшить их количество, что приводит к созданию более аккуратной трассировки, состоящей из меньшего количества сегментов. Сглаживание также оставляет перемычки подцепей там, где они есть. Если используются правила проектирования на основе комнат, ширина изменяется на границе комнат соответствующим образом. При перемещении курсора в процессе интерактивной трассировки, все трассы, которые еще не зафиксированы, также автоматически сглаживаются.

Модуль сглаживания также включает в себя команду Retrace Selected (Повторно трассировать выделенные трассы). Используйте ее, если необходимо изменить выделенные трассы в соответствии с изменениями, внесенными в настройки правил проектирования. С помощью повторной трассировки вы можете, например, увеличить ширину существующей цепи питания или обновить дифференциальную пару в соответствии с новыми настройками ширины и зазора.

• Сглаживание направлено на улучшение геометрии трасс. Повторная трассировка предполагает, что геометрия соответствует требованиям, и направлена на согласование существующей трассировки с правилами проектирования.
• Сглаживание сохраняет ширину существующих трасс и зазоры дифференциальных пар. Повторная трассировка обновляет эти значения до предпочтительных (Preferred).
• Сглаживание запускается по окончании работы ActiveRoute, если в панели PCB ActiveRoute включена опция Gloss Results.
• Сглаживание также срабатывает в процессе интерактивной трассировки для всех сегментов, которые еще не зафиксированы (все сегменты, которые размещены после запуска команды интерактивной трассировки, когда вы начали трассировку цепи).

Общие сведения по поведению сглаживания

Обобщение:

• Можно использовать гибкие подходы к выделению, а также применять частичное сглаживание трассированной цепи:
  • Чтобы сгладить только часть трассированной цепи, выделите сегменты трасс на концах интересующей части или выделите выводы или переходные отверстия для обозначения концов интересующей части.
• Сглаживание пытается исправить опасные входы в контактные площадки:
  • Сглаживание автоматически не приводит трассы в соответствие с правилами для контактных площадок SMD (правила SMD Entry и SMD To Corner), если ненужные изломы и извилистые трассы соответствуют этим правилам.
  • Если такие правила присутствуют в проекте, то сглаживание пытается распознать такие опасные ситуации, как узкие участки паяльной маски, и улучшить свое поведение в соответствии с этими правилами.
  • Для этого необходимо отключить опцию Corner в правиле SMD Entry, а правило SMD To Corner должно иметь подходящие настройки.
  • Отклонение от правил: сглаживание сохраняет сегменты трасс ортогональными к краям контактных площадок, но не обязательно сохраняет их центрирование по краю. Сглаживание также позволит сегменту трассы выйти из стороны контактной площадки, если это будет соответствовать расстоянию правила SMD to Corner и прочим применяемым правилам.
• Сглаживание дифференциальных пар:
  • При применении сглаживания к трассам дифференциальных пар производится сцепление цепей в паре, для уменьшения длины несцепленных участков. По возможности, длины соответствующих несцепленных частей на противоположных сторонах будут уравнены, но сглаживание НЕ добавляет меандры к более короткой части пары, и пара может остаться несбалансированной.
  • Отдельное внимание уделено улучшению качеству входов дифференциальных пар в контактные площадки, но сглаживание не пытается согласовать длины входящих участков трасс.
  • В том месте, где трассы дифференциальной пары пересекают границу комнаты и изменяют свою ширину, сглаживание отдает предпочтение синхронизации изменения ширины элементов пары. Это значит, что изменения ширины и зазора прямо на границе происходить не будет – вместо этого, будет сохранено соответствие в паре, и изменение ширины затронет оба сегмента. Поэтому, если трассы входят в комнату под углом, одна из трасс в паре изменит ширину на границе комнаты, а вторая – в том месте, где она сцеплена с первой трассой (иллюстрация).
• Поддержка перемычек подцепи:
  • Сглаживание считает перемычки подцепи фиксированными.
• Поддержка правил, относящихся к комнатам:
  • Сглаживание соблюдает правила Clearance и Diff Pair Routing, применяемых к комнатам.
  • Сглаживание позволяет изменять ширину трассы на границе комнаты – оно будет пытаться сохранить изначальные значения ширины, используемые вне и внутри комнаты.
  • Если ширина изменяется на границе комнаты, сглаживание будет поддерживать это изменение ширины.
• Исключения:
  • Для исключения трасс из сглаживания или повторной трассировки заблокируйте сегменты трасс.
  • Трассы под углом, не кратным 45°, не будут сглажены – предполагается, что они размещены таким образом намерено для соответствия требованиям проекта.
• Обратная связь:
  • Информация по команде и прогрессе ее выполнения отображается в строке состояния.
  • Информационные сообщения и предупреждения отображаются в панели Messages. Подробности – в разделе Информация и предупреждения ниже.

Выбор трасс для сглаживания и повторной трассировки

Одним из основных требований к инструментам интерактивной трассировки является простое и интуитивное их применение конструкторами в ходе выполнения различных задач, таких как создание, изменение и сглаживание трассировки. Соответственно, необходимы простые способы выделения интересующих трасс.

Способы выделения трассированной цепи (или цепей) для сглаживания или повторной трассировки:

• Щелкните ЛКМ по любому объекту цепи, затем нажмите клавишу Tab, чтобы выделить все соединенные сегменты трасс на слое (или слоях), где находится выделенный объект. Второе нажатие клавиши Tab выделит все соединенные объекты этой цепи, на всех слоях. Если часть объектов цепи не соединена с выделенными объектами напрямую, то третье нажатие клавиши Tab выделит все объекты цепи. При следующем нажатии Tab будет выделен изначальный набор объектов.
• Зажмите ЛКМ и перетаскивайте мышь справа налево для быстрого выделения зеленой рамкой сегментов трасс множества цепей, которые касаются этой рамки, затем используйте клавишу Tab для выделения всех соединенных трасс на слоях, на которых находятся выделенные цепи.
• Для сглаживания только части трассированной цепи выделите сегменты трасс на концах этой части, затем запустите команду Gloss. Будут сглажены только выделенные трассы и те, которые находятся между ними.

Выделение внутри или на границе рамки

В редакторе плат можно выделять объекты, полностью попадающие в рамку, либо те, которые попадают в рамку и на ее границу. Режим зависит от направления перемещения мыши в процессе выделения объектов рамкой:

	Режим Select Within – зажмите ЛКМ и перемещайте мышь слева направо для создания синей рамки и выделения всех видимых незаблокированных объектов, полностью попадающих в границы рамки.
	Режим Select Touching – зажмите ЛКМ и перемещайте мышь справа налево для создания зеленой рамки и выделения всех видимых незаблокированных объектов, которые попадают в рамку и на ее границу.

Способы выделения соединений и трасс

Выделяемые объекты	Сочетание клавиш	Результат
Существующие трассы		Будут выделены все незаблокированные сегменты, касающиеся зеленой рамки. Используйте клавишу Tab для выделения дополнительных сегментов трасс этих цепей.
Трассы под компонентом		Будут выделены все незаблокированные сегменты, касающиеся зеленой рамки. Если не зажимать Shift, то перетаскивание с зажатой ЛКМ будет восприниматься как команда Move Object (Перемещение объекта) и будет перемещать компонент, который находится над трассами. Компонент также будет выделен, но при нажатии на Tab для выбора соединенных сегментов выделение с компонента будет снято. Другой вариант – используйте фильтр выбора Selection Filter в панели Properties для отключения больших объектов, таких как компоненты и полигоны.
Контактные площадки компонентов		Будут выделены все незаблокированные контактные площадки компонентов, касающиеся зеленой рамки.
Прочие объекты в цепи		Первое нажатие клавиши Tab выделяет все объекты на том же слое (слоях), которые касаются выделенного объекта. Второе нажатие клавиши Tab выделяет все объекты одной цепи на остальных слоях. Последующие нажатия клавиши Tab циклически переключают возможные состояния выделения.
Дополнительные трассы	+ комбинации выше	Добавляет объекты к текущему набору выделенных объектов.

Подготовка к сглаживанию

Сглаживание работает в процессе интерактивной трассировки, по завершении процесса ActiveRoute (если включена опция Gloss Results) и при ручном запуске для выделенных трасс, с учетом текущих настроек, заданных на странице Interactive Routing диалогового окна Preferences. Помимо выделения трасс, которые необходимо сгладить, существует ряд опций, которые управляют поведением сглаживания.

Опции, управляющие поведением сглаживания

Gloss Effort (Routed) (Эффективность сглаживания проложенных трасс)

То, насколько сильно будут сглаживаться трассы, определяется текущей настройкой Gloss Effort (Routed). Задайте ее на странице Interactive Routing диалогового окна Preferences или используйте сочетание клавиш Ctrl+Shift+G для переключения переключения между тремя режимами. Текущая настройка отображается в строке состояния (иллюстрация).

• Off (Отключено) – в этом режиме сглаживание, по сути, отключено. Тем не менее, обратите внимание, что обработка всё ещё осуществляется по завершении трассировки/перетаскивания, чтобы, например, устранить перекрывающиеся сегменты трасс. Обычно этот режим полезен на поздних стадиях конструирования платы, когда нужен самый высокий уровень контроля (например, при перетаскивании трасс вручную, при обработке входов в контактные площадки и т.д.).
• Weak (Слабое) – в этом режиме применяется малый уровень сглаживания, при котором интерактивный трассировщик принимает во внимание только те трассы, которые непосредственно подключены к размещаемой в данной момент трассировке или которые находятся в области этой трассировки (или при перетаскивании трасс/переходов). Этот режим сглаживания полезен, когда необходим точный контроль трасс или при работе с критически важной трассировкой.
• Strong (Сильное) – в этом режиме применяется высокий уровень сглаживания, с упором на поиск кратчайших путей. Обычно этот режим полезен на ранних стадиях конструирования платы, когда необходимо быстро развести большое количество трасс.

Gloss Effort (Neighbor) (Эффективность сглаживания соседних трасс)

Настройка Gloss Effort (Neighbor) определяет степень сглаживания, применяемой к соседним трассам, которые затрагиваются текущей интерактивной трассировкой или перетаскиванием. У нее также есть три опции: отключено, слабое, сильное.

Hugging Style (Стиль огибания)

Эта опция управляет тем, как будут обрабатываться формы изломов в процессе сглаживания. Сглаживание применяется ко всем сегментам трасс, на которые влияет текущее действие, поэтому оно также может затронуть окружающие трассы. Например, в процессе интерактивной трассировки или интерактивного перетаскивания в режиме расталкивания будут сглажены как перетаскиваемые, так и расталкиваемые трассы, в соответствии с текущей настройкой стиля огибания.

• 45 Degree (45 градусов) – всегда использует прямые ортогональные/диагональные сегменты для создания изломов (используйте этот режим для традиционной трассировки с ортогональными и диагональными сегментами трасс).
• Mixed (Смешанный) – использует прямые сегменты трасс при перемещении/расталкивании прямых сегментов; использует дуги при перемещении/расталкивании кривых.
• Rounded (Скругленный) – использует дуги в каждой вершине, которая участвует в сглаживании. Используйте этот режим для змееобразной трассировки и для использования дуг + трасс под произвольным углом при сглаживании (в процессе интерактивной трассировки или сглаживании вручную).

Min Arc Ratio (Коэффициент минимальных дуг)

Эта опция применяется в процессе интерактивной трассировки под произвольным углом, а также при интерактивном перетаскивании со стилем огибания Mixed, и он управляет разбиением трасс на дуги. Этот коэффициент используется для определения минимально допустимого радиуса дуги. Когда радиус дуги становится меньше этого минимума, дуга заменяется сегментами. Здесь:

Минимальный радиус дуги = Коэффициент минимальных дуг x Ширина дуги

Miter Ratio (Коэффициент скоса)

Эта настройка управляет минимальной плотностью изломов. Коэффициент скоса, умноженный на текущую ширину трассы, равен расстоянию между стенками самой узкой U-образной формы, которые можно трассировать с этим соотношением, как показано ниже. Введите значение, которое больше или равно нулю.

Pad Entry Stability (Стабильность входов в контактные площадки)

Ползунок Pad Entry Stability отвечает за защиту центральных входов в контактные площадки. Эта настройка применяется при сглаживании для сохранения положение уже центрированных трасс (выходов), но не центрирует существующие смещенные трассы.

• 0 (Off) = нет защиты
• 10 (Max) = максимальная защита

Демонстрация работы функции Pad Entry Stability.

Выполнение сглаживания

Запуск средства сглаживания выполняется следующим образом:

• Для выделенных трасс – выберите команду Route » Gloss Selected из главного меню или используйте сочетание клавиш Ctrl+Alt+G.
• После работы ActiveRoute – включите опцию Gloss Results в панели PCB ActiveRoute.
• В процессе интерактивной трассировки – сглаживание применяется в соответствии с текущими настройками сглаживания в диалоговом окне Preferences или в режиме Interactive Routing панели Properties.
• В процессе интерактивного перетаскивания – сглаживание применяется в соответствии с текущими настройками сглаживания в диалоговом окне Preferences или в режиме Interactive Sliding панели Properties.

Повторная трассировка

Модуль сглаживания включает в себя вторую команду для улучшения существующих трасс – повторная трассировка (Route » Retrace Selected). В то время как сглаживание пытается уменьшить общую длину трасс и количество изломов, повторная трассировка (Retrace) применяет к существующим трассам предпочтительные значения ширины и зазоров. С помощью повторной трассировки вы можете легко уменьшать или увеличивать ширину выделенного набора цепей и даже ширину и зазоры дифференциальных пар.

Как следует из названия функции, повторная трассировка проходит по выделенным трассам и обновляет их в соответствии с текущими требованиями правил. Поскольку повторная трассировка осуществляется на уровне отдельных цепей и пар, то при необходимости в большем пространстве расталкивание соседних трасс не будет производиться. В этом случае, обновленные правила будет применены только к тем сегментам, которые не создают нарушения.

Доступ

Применить повторную трассировку в редакторе плат можно следующим образом:

• Выбор команды Route » Retrace Selected из главного меню.

Поведение повторной трассировки

Обобщение:

• Действие повторной трассировки схоже со сглаживанием (используется один и тот же модуль). Отличия состоят в следующем:
  • Сглаживание сохраняет значение ширины – повторная трассировка изменяет ее в соответствии с предпочтительным значением.
  • Сглаживание сокращает длину трасс насколько это возможно, зачастую кардинально изменяя изначальное состояние – повторная трассировка приблизительно следует изначальному состоянию.
• Для выделения трасс для повторной трассировки используйте те же принципы, что и при применении сглаживания.
• Используйте повторную трассировку для обновления выделенных объектов и применения к ним предпочтительных значений ширины, заданных в правиле.
• При необходимости повторная трассировка изменяет выделенные трассы, чтобы избежать низкого качества изломов и входов в контактные площадки, при этом сохраняя общую геометрию трасс.
• Используйте повторную трассировку для обновления зазоров дифференциальных пар:
  • Повторная трассировка обновит сцепленную часть пары (ту, где стороны находятся на расстоянии, равном или меньшем от максимально допустимого зазора), с изменением зазора до предпочтительного значения.
  • Для уменьшения зазора в паре измените правило Diff Pair Routing – задайте значение предпочтительного зазора до необходимого значения, а значение максимально допустимого зазора измените на старое предпочтительное значение. Имейте в виду, что повторная трассировка не обрабатывает максимально допустимый зазор необоснованно большой величины.
  • Повторную трассировку также можно использовать для увеличения зазора дифференциальной пары – задайте необходимое значение предпочтительной ширины в правиле Diff Pair Routing.
  • Примечание: если новые предпочтительные значения больше, чем текущая ширина/зазор, то повторная трассировка может не удаться при попытке обновить трассы без создания нарушений. В этом случае будут использоваться меньшие значения, чтобы избежать нарушений. Расталкивание препятствий не осуществляется.
• Исключения:
  • Для повторной трассировки необходимо, чтобы оба конца выбранной трассировки были присоединены к контактной площадке или переходному отверстию. Повторная трассировка не работает со свободно размещенными трассами.
• Обратная связь:
  • Информация по команде и прогрессе ее выполнения отображается в строке состояния.
  • Информационные сообщения и предупреждения отображаются в панели Messages. Подробности – в разделе Информация и предупреждения ниже.

Информация и предупреждения