Сухарев А.В.FreeStyleRouteТрассировка печатных платСанкт-Петербург1999Оглавление Введение 4Структура системы FreeStyle Router, функциональные возможности 6Установка системы 10Общие сведения о системе FreeStyle Router Интерфейс пользователя 11Исходные данные 19Определение стиля разработки 20Рис. 22 28Уменьшение ширины сегмента трассы, контактирующего с переходным отверстием 28^ Трассировка проводников 35Завершение трассировки, выбор лучшего варианта 47Создание промежуточного .pdf - файла 51Корректировка расположения компонентов 52^ Проверка правильности разводки 60Результаты трассировки 62Практические результаты 64Полезные рекомендации 66Заключение 69Приложение 1 146Приложение 2 148Библиография 149 Введение В процессе разработки радиоэлектронной аппаратуры различного назначения этап технического или конструкторского проектирования является одним из самых трудоемких, длительных и ответственных [1-2]. На этом этапе осуществляется переход от функционально-логического описания к конструкторской реализации аппаратуры в виде законченных изделий (плат, блоков, кассет, стоек и т.п.) с оформлением конструкторской и технологической документации. От качества и сроков работы на этом этапе в значительной мере зависит качество готового изделия. Исходной информацией для конструкторского проектирования является принципиальная электрическая схема устройства с детализацией до уровня базовых конструкторских элементов. Последними могут быть: дискретные радиодетали, микросхемы, микромодули, объемные модули и функциональные неделимые узлы на печатном монтаже. Выходной информацией является полный комплект рабочих чертежей и другой технической документации на все вошедшие в изделие сборочные единицы и детали, пригодный для передачи в производство. Сложность алгоритмизации конструкторского проектирования РЭА привела к тому, что в настоящее время возникла определенная потребность выделять три основные задачи в этой области. Это задачи: 1) компоновка, 2) размещение элементов и 3) проектирование монтажа (трассировка). Процесс проектирования электрических соединений - трассировка - является наиболее сложным и трудоемким как при ручном труде, так и в машинном конструировании, так как современные радиотехнические устройства содержат до нескольких сотен тысяч различных соединений, обеспечивающих прохождение сигналов по всем цепям. Цель трассировки заключается в прокладке этих соединений объемными или печатными проводниками так, чтобы все контакты конструктивных элементов и разъемов были связаны согласно электрической схеме. Сложность задачи трассировки значительно зависит как от уровня конструктивных элементов, для которых проектируются монтажные соединения, так и от способа выполнения монтажа. Большинство классических систем трассировки печатных плат при построении трасс используют сетку [3-5]. Для повышения качества разводки применяются различные искусственные методы, однако получить результат лучше, чем позволяют алгоритмы, лежащие в основе системы, невозможно. Сетка – естественное ограничение произвольного расположения трасс. Рассмотрим одну из первых неклассических систем трассировки FreeStyle Router [6-7]. FreeStyle Router - это прежде всего метод гибкой топологической трассировки, включающий в себя ряд этапов, каждый из которых содержит несколько процедур, при этом применяются различные модели объектов и используется многокритериальность [8-9]. Отказ от применения прямоугольной координатной сетки и локальный характер большинства процедур позволяют существенно уменьшить размерность задачи и, как следствие, сократить требуемое для ее решения время. В свою очередь, малое время решения задачи позволяет организовать направленный поиск оптимальных вариантов за счет многократного использования проектных процедур. Рассмотрим структуру данной системы, ее основные преимущества и недостатки, особенности, связанные с использованием новейших алгоритмов, дадим подробное описание принципов работы и в заключение приведем ряд практических результатов.^ Структура системы FreeStyle Router, функциональные возможности Система FreeStyle Router предназначена для проектирования двухслойных ПП аналоговых, цифровых и аналогово-цифровых устройств. Обработка печатных плат в системе состоит из трех основных этапов: определение стиля разработки, трассировка соединений и коррекция лэйаута. Рассмотрим структурную схему системы. Этап 1. Перед тем как приступить к началу непосредственной работы над проектом, необходимо определить стиль разработки. Под стилем разработки понимаются некоторые соглашения, принимаемые для адаптации системы трассировки FreeStyle Router к внешней САПР, в частности PCAD. Здесь описываются параметры, не заданные или не полностью заданные в .pdf - файле: форма контактных площадок, ширина проводников и величина зазоров, шаг перемещения элементов при их движении и др.^ Этап 2. Система FreeStyle Router включает в себя высокопроизводительный бессеточный трассировщик печатных плат SpeedWay [Перетрассировать заново]. 100%-ая разводка цепей достигается примерно за 1-2 секунды. Разведены будут все связи, даже если для этого придется нарушить некоторые технологические ограничения. К этому моменту длина проводников обычно бывает существенно меньше, чем результаты PCAD, но число переходных отверстий может быть несколько большим. Для повышения качества разводки выполняется процесс оптимизации. Наибольший вклад в оптимизацию вносит алгоритм глобальной минимизации числа переходов проводников из слоя в слой. Алгоритм уникален, он имеет теоретически минимальное число операций, что позволяет для текущей совмещенной топологии проводников менее чем за одну секунду точно минимизировать число переходных отверстий. Система автоматически отбирает наиболее удачные варианты разводки и сохраняет их под именами vvv_lll. fsb, где vvv - число переходных отверстий, а lll - суммарная длина проводников в сантиметрах [Выбрать лучший вариант]. Поскольку построение соединений в системе ^ FreeStyle Router основано на разбиении монтажного пространства на треугольники (триангуляция) форма проводников на этапе трассировки определяется лишь приближённо, проводники имеют форму ломаных линий. Окончательная форма проводников рассчитывается на этапе коррекции. Однако для этого необходимо преобразовать файл из формата FSB в формат PDIF при помощи команды [Создать промежуточный .pdf – файл].^ Этап 3. Корректор FreeStyle предназначен для вычисления точной, оптимальной формы печатных проводников [Скорректировать расположение элементов]. Результирующие проводники огибают препятствия с необходимыми зазорами по дугам окружностей, а с одной дуги на другую переходят вдоль отрезков прямых. Таким образом, суммарная длина проводников становится минимальной для заданной топологии (относительного расположения). Заключительным этапом работы над проектом в системе FreeStyle Router является создание pdf-файла [Создание .PDF – файла в стиле ‘FSR’]. Pdf-файл является файлом обмена между различными САПР, благодаря чему полученные результаты могут в дальнейшем использоваться и другими системами, в частности системой PCAD.Рассмотрим основные требования к оборудованию: IBM PC или совместимый компьютер; Математический сопроцессор; Жесткий диск; Свободной оперативной памяти не менее 550 Кб (Conventional); Видеоадаптер VGA или совместимый с ним; Манипулятор «мышь», совместимый с Microsoft Mouse; Операционная система MS-DOS ver. 5.0 или старше, либо любая другая поддерживающая сессии DOS.Комплекс тестировался и показал себя работоспособным на платформах:MS-DOS ver. 5-7;OS/2 v3, сессия DOS;Windows’95, сессия DOS;Windows NT v 4.0, сессия DOS.Объем памяти на жестком диске составляет: Исполняемые файлы, содержащиеся в каталоге BIN - 2.5 Мб Всего - 3.0 МбПриведем в заключение основные характеристики трассировщика SpeedWay: Компонентов 1000 Контактов 2000 Цепей 500 Классов цепей 500 Сигнальных слоев 2 Размер платы 0.6м х 0.6м Точность 0.1 мкмКорректор FreeStyle Route: Компонентов 1000 Контактов 5000 Цепей 32000 Классов цепей 20 Сигнальных слоев 32 Размер платы 300м х 300м Точность 0.1 мкм^ Установка системы Комплекс поставляется в виде саморазворачивающегося архива. Для инсталляции следует: Создать каталог с произвольным именем. Скопировать в него содержимое дистрибутивной дискеты. Запустить саморазворачивающийся архив FSRSETUP.EXE. После распаковки в текущем каталоге образуется структура каталогов: FSR (текущий каталог) BIN DOC EXAMPLES.....В каталоге BIN находятся исполняемые файлы FSR. В каталоге DOC находится документация. В каталоге EXAMPLES в отдельных подкаталогах содержатся примеры работы FSR. Управляющий файл называется FSR.EXE, другие исполняемые файлы не следует запускать непосредственно. Расположение и название подкаталогов не существенны. Для каждого рабочего проекта следует создавать отдельные каталоги. Рекомендуется завести каталог для временных файлов. Как правило, этот каталог устанавливается на электронном диске, что увеличивает скорость работы. Если переменная TEMP отсутствует, временные файлы создаются в текущем каталоге. Если переменная TEMP указывает на несуществующий каталог, правильная работа программы не гарантируется.^ Общие сведения о системе FreeStyle Router Интерфейс пользователя На рис. 1 показан экран, возникающий при запуске файла fsr.exe. Рис. 1^ Главная панель Название клавиш, комментарии и справочные данные в системе FreeStyle Router можно выводить на экран, как на английском, так и русском языке. В правом нижнем углу экрана расположен флажок «Russian» (рис. 2). Рис. 2 ^ Выбор языка Если он включен, то все сообщения будут написаны на русском языке, в противном случае – на английском. При начальной загрузке программы, строки комментариев, расположенные над панелью «Сценарий», остаются пустыми. Это строки, в которых помещаются имя проекта и пояснения, причем последние пользователь может сам ввести с клавиатуры. Активными, в данном случае, являются кнопки, расположенные слева, а именно «Выход», «Проект», «Сценарий», «Интерфейс», «Настройки», «Автор» и кнопка «Справка». Рассмотрим их назначение.Кнопка «Выход». Нажатие этой кнопки приводит к завершению работы и выходу из программы.^ Кнопка «Проект». Эта кнопка предназначена для выбора проекта, с которым пользователь будет работать в дальнейшем. После выбора этой команды, справа возникает дополнительная панель, состоящая из четырех пунктов: «Открыть», «Сохранить», «Заново» и «Врем. выход». Пока никакой проект не открыт, активными являются только два из них - это «Открыть» и «Врем. выход». На рис. 3 показан экран, появляющийся при выборе опции «Открыть».^ Рис. 3Панель «Открыть»Исходный файл может быть найден и выбран из любого места на жестком диске. Для этого в правой части экрана расположено дерево каталогов, перемещаясь по которому можно выполнить эту операцию. Имя выбранного файла появляется в окне в левой части экрана, в ячейке под надписью «Открыть проект». Для продолжения работы необходимо подтвердить правильность выбора файла нажатием кнопки «Да», которая к этому времени станет активной. Для отказа и выхода из опции «Открыть проект» нажмите кнопку «Нет». Опция «Справка» выводит на экран краткое пояснение к выбору нового варианта (рис. 4). Возвращение на панель «Проект» / «Открыть» осуществляется нажатием кнопки «ОК» в нижней части экрана.^ Рис. 4Пояснение к выбору нового вариантаДля того чтобы в дереве каталогов отражались не все файлы, находящиеся на жестком диске, а только те, которые могут быть использованы в данной программе, применяется фильтр (рис. 5). ^ Рис. 5Фильтр файловЩелчок мыши на любой из радиокнопок приведет к тому, что в списке файлов (в правой части экрана) останутся лишь те, которые соответствуют условию, обозначенному рядом с выбранной кнопкой, а именно файлы с расширением либо «pdf», либо «fsb», либо появятся все файлы. Если имеется несколько логических дисков, то переход с одного диска на другой осуществляется щелчком мыши на ячейке с именем требуемого диска, расположенной в левом нижнем углу (рис. 6). Аналогично можно переходить с одного диска на другой, если компьютер подключен к сети.Рис. 6Выбор дискаКоманда «Врем. выход» предназначена для временного выхода из программы. Она используется в тех случаях, когда появляется необходимость прервать работу в системе и обратиться к помощи других программ, с той лишь особенностью, что при новом запуске, трассировщик загружает ту ситуацию, что была на момент выхода. Кнопки «Сохранить» и «Заново», станут активными только после того, как над выбранным файлом будет проделана та или иная работа, например, плата будет оттрассирована заново или будет скорректировано расположение элементов. При нажатии кнопки «Сохранить» (рис. 7) появится стандартное для данной программы окно, в левой части которого нужно будет ввести новое имя для измененного файла. Для этого необходимо щелкнуть мышью на ячейке ввода имени файла и с клавиатуры набрать его. Выполнение команды «Да» приведет к сохранению файла, команды «Нет» - к отказу от сохранения и выходу из опции «Сохранить». Для получения подсказки можно нажать клавишу «Справка». В случае если необходимо выполнить редактирование проекта, не сохраняя предыдущего результата, используется команда «Заново». ^ Рис. 7Панель «Сохранить»Кнопка «Сценарий». Если при выполнении той или иной операции по подготовке программы к работе необходимо возвратиться на панель «Сценарий», то это можно сделать нажатием кнопки «Сценарий».^ Кнопка «Интерфейс». Поскольку возможности трассировщика FreeStyle Router ограничены, то при работе иногда возникает необходимость обращаться к внешним программам, например PCAD. Для упрощения этой процедуры система имеет встроенную панель «Интерфейс» (рис. 8). ^ Рис. 8Панель «Интерфейс»Существует возможность определить до 15 кнопок вызова внешних программ. В комплекте, поставляемом на дискете, сделаны следующие установки:PDF PCB - преобразование файла из PDF в PCB формат;PC-CARDS - вызов программы редактирования печатных плат;PCB PDF - преобразование файла из PCB в PDF формат; DRC - вызов программы проверки правильности трассировки платы;Любимый редактор - вызов текстового редактора ME;MEM - вывод сведений об использовании памяти. Дополнить этот список можно с помощью клавиши «Добавить» (рис. 9). Для того чтобы требуемая клавиша вызова внешней программы появилась на панели «Интерфейс» необходимо: 1) В строке «Наименование» задать имя для клавиши; 2) В строках «Командные строки» ввести команды, которые будут выполняться при нажатии на клавишу. Сочетание «%s» заменяется на имя текущего .pdf -файла (без расширения). Можно употреблять «%s» в одной строке до 4 раз. Если требуется использовать символ «%» с другой целью, его следует продублировать «%%» (Пример рис. 9).^ Рис. 9Панель «Добавить»В зависимости от того, какая из нижеперечисленных функций является активной в данный момент, определяются последствия выбора мышью той или иной кнопки вызова внешней программы. Если активна функция «Выполнить», то выбор внешней программы приведет к ее загрузке. Если активна функция «Редактировать», то выбор приведет к редактированию имени и командных строк вызова внешней программы. Активизация функций «Поднять» и «Опустить» приведет к перемещению кнопок вызова программ вверх или вниз по списку соответственно. Если активна функция «Удалить», то выбор той или иной кнопки приведет к ее удалению. При необходимости возвращения ошибочно удаленных кнопок можно выполнить функцию «Вернуть». Для получения краткой справки к выполнению операций по вызову внешних программ обратитесь к опции «Справка».^ Кнопка «Настройки». Для того чтобы пользователю было удобнее работать с программой FreeStyle Router, разработчики создали опцию «Настройки» (рис.10).^ Рис. 10Панель «Настройки»Существуют следующие возможности изменения работы программы: Если отмечен пункт «Russian messages», сообщения выдаются на русском языке, иначе - на английском; Если отмечен пункт «мышь для левой руки», назначение левой и правой кнопок манипулятора «мышь» обмениваются; Если отмечен пункт «черновой режим», то при записи в результирующий .pdf -файл осуществляется кусочно-линейная аппроксимация дуг окружностей, в результате чего все проводники представляются ломаными линиями. При этом точки изломов выравниваются на узлы сетки, заданной при описании стиля разработки параметром «сетка установки точек ветвления»; Чтобы изменить применяемые цвета, следует выбрать понравившийся цвет из предлагаемой палитры и окрасить им квадратик в соответствующей строке таблицы.^ Кнопка «Автор». Информацию об авторах и разработчиках данной программы можно получить, щелкнув мышью на кнопке «Автор». Кнопка «Справка». Окно «Справка» содержит короткое пояснение к последовательности выполнения операций при работе с данной программой. Как уже упоминалось выше, возможности системы FreeStyle Router ограничены, поэтому при работе иногда возникает необходимость обращаться к внешним программам. Помимо встроенной функции «Интерфейс» (рис. 8) есть возможность использовать команды операционной системы DOS. Для этого в нижней части экрана (рис. 11) расположена командная строка.^ Рис. 11Использование команд операционной системы DOSДля того чтобы ввести команду, сначала необходимо щелкнуть мышью на командной строке, в результате чего появится мигающий курсор, затем следует с клавиатуры набрать имя команды и нажать [ввод].^ Исходные данные Подготовка входных данных осуществляется перед началом процесса трассировки с помощью внешней САПР. Цепи должны быть определены, компоненты размещены и т. д. Необходимо убедиться, что у печатной платы имеется граница в виде замкнутого контура. Подготовленные для трассировки данные, нужно перевести в формат PDIF [10]. Программное обеспечение САПР PCAD поддержки формата PDIF включает в себя две программы: PDIFIN и PDIFOUT. PDIFOUT позволяет преобразовывать файлы системы PCAD в формат PDIF, а программа PDIFIN делает обратное преобразование. Следует отметить, что для системы FreeStyle Router не имеет значения версия PCAD, в которой была создана исходная база данных (базы данных принципиальных схем, печатных плат и библиотеки версий PCAD 4.х – 5.х и PCAD 6.х – 8.х имеют различную разрядность представления данных (16- и 32-разрядные).Кроме .pdf - файла требуется наличие файла fsroute.stl – стиль разработки, в котором описывается конфигурация контактных площадок, ширина проводников и зазоров между ними и другие параметры проекта. В каждом рабочем каталоге должен быть ровно один такой файл. Файл fsroute.stl создается и редактируется встроенным редактором по команде «Сценарий/Определить стиль разработки» (См. «Определение стиля разработки»). Некоторые из параметров могут быть импортированы из файла стратегии PCAD. Для этого в окне «Использовать стратегию» (рис. 13) необходимо ввести имя .ctl - файла и подтвердить выбор стратегии кнопкой «Да» (См. «Определение стиля разработки»).^ Определение стиля разработки Перед тем как приступить к началу непосредственной работы над проектом, необходимо определить стиль разработки. Под стилем разработки понимаются некоторые соглашения, принимаемые для адаптации системы трассировки FreeStyle Router к внешней САПР, в частности PCAD. Здесь описываются параметры, не заданные или не полностью заданные в .pdf - файле: форма контактных площадок, ширина проводников и величина зазоров, шаг перемещения элементов при их движении и др. Система FreeStyle Router при первоначальном запуске проекта автоматически задает его параметры, и в дальнейшем задачей конструктора является их редактирование. В разделе «Определить стиль разработки» наряду с основными опциями есть ряд вспомогательных. К таким опциям можно отнести следующие: «Выход», «Импорт стратегии», «Статистика», «Настройки», «Справка» и «Ошибки и рекомендации». Они не участвуют непосредственно в описании правил трассировки. Эти правила устанавливаются при помощи основных опций: «Типы контактов», «Классы цепей», «Классы компонентов», «Назначение слоев» и «Трассировочные слои». Рассмотрим подробнее все команды раздела «Определить стиль разработки» (рис. 12).^ Рис. 12Панель «Определить стиль разработки»Кнопка «Выход». Выбор этой команды приведет к сохранению установленного стиля разработки и выходу на главную панель.^ Кнопка «Импорт стратегии». В системе PCAD при автоматической трассировке соединений конструкторско-технологические требования и ограничения на проектируемую разработку вносятся в файл стратегии (файл с расширением .ctl). Этот файл может быть использован и в системе FreeStyle Router. Для этого в окне «Использовать стратегию» (рис. 13) необходимо ввести имя .ctl - файла и подтвердить выбор стратегии кнопкой «Да». Следует обратить внимание, что иногда формы контактных площадок не описывают в файле стратегии, а в описании корпуса компонента вводят барьеры в соответствующих местах. В этом случае необходимо самостоятельно описать форму контактных площадок в разделе «Описание стиля разработки» опции «Типы контактов», обращая внимание также на их ориентацию. Краткую справку об импорте стратегии можно получить, как обычно, щелкнув мышью на кнопке «Справка». ^ Рис. 13Выбор файла стратегииКнопка «Статистика». Опция «Статистика» (рис. 14) дает возможность просмотреть параметры проекта, например количество штыревых и планарных элементов, количество цепей, количество слоев трассировки и т.д. Изменяя единицы измерения (правый верхний угол (рис. 14)) можно узнать размеры области трассировки в мкм, mils (25,4 мкм), rusmil (25 мкм) и мм. Кнопка «ОК» позволяет вернуться в «Описание стиля разработки».^ Рис. 14Параметры проектаКнопка «Настройки». Пользователи, желающие ввести некоторые изменения в оформление программы, могут воспользоваться опцией «Настройки» (рис. 15). Рис. 15Панель «Настройки» Если отмечен пункт «russian messages», сообщения выдаются на русском языке, иначе - на английском; Если отмечен пункт «мышь для левой руки», назначение левой и правой кнопок манипулятора «мышь» обмениваются; Чтобы изменить применяемые цвета, следует выбрать понравившийся цвет из предлагаемой палитры и окрасить им квадратик в соответствующей строке таблицы. Для того чтобы установленные изменения вошли в силу, щелкните мышью на кнопке «Верно».^ Кнопка «Справка». Краткие пояснения к выбору стиля разработки содержит опция «Справка».Кнопка «Ошибки и рекомендации». Если при задании стиля были допущены ошибки, то в опции «Описание стиля разработки» появляется кнопка «Ошибки и рекомендации», в противном случае эта кнопка отсутствует. ^ Кнопка «Типы контактов». Контактные площадки представляют собой металлизированные области на плате вокруг выводов компонентов или переходных отверстий. Контактные площадки для компонентов со штыревыми выводами имеют сквозные отверстия. В системе PCAD графику контактных площадок создают отдельно от графики корпусов компонентов, так как для разных технологий могут использоваться различные контактные площадки для одних и тех же выводов компонентов. Это очень неудобно, поскольку приходится каждый раз отдельно рисовать контактные площадки, составлять файл перекрестных ссылок, в котором указаны соответствие между типами выводов компонентов и контактными площадками, и отдельной операцией заменять условные изображения контактных площадок их реальным изображением. В системе PCAD на промежуточных этапах контактные площадки изображаются условно, чтобы ускорить процесс вывода чертежа на дисплей или плоттер. Следует обратить внимание, что при работе в PCAD версии 4.5 при преобразовании файлов в формат PDIF информация о размерах контактных площадок исчезает. В системе FreeStyle Router процедура изображения контактных площадок максимально упрощена.Вся информация в виде цифр заносится в таблицу, а в левом нижнем углу (рис. 16) появляется графическое изображение выделенной контактной площадки. Активная строка подсвечивается, и, для того чтобы внести изменения, нужно просто щелкнуть мышью в том разделе таблицы, где это необходимо.^ Рис. 16Установка размеров контактных площадокТрассировщик автоматически определяет все типы контактных площадок, которые присутствуют в данном проекте, и присваивает им стандартные для этой системы размеры. Но, как уже упоминалось, контактные площадки разных типов имеют разные размеры, поэтому таблица «Описание контактных площадок» нуждается в редактировании. В колонке «Тип» указывается тип контакта в диапазоне [1 - 999]. Чтобы определить, планарным или штыревым является контакт, необходимо в колонке «Слой» (рис. 17) выбрать ALL, если контакт штыревой, или PADCOM (верхняя сторона платы) либо PADSLD (нижняя сторона платы) если контакт планарный (имена слоев определяются в разделе «Назначение слоев»).^ Рис. 17Выбор типа вывода Непосредственно размеры контактных площадок указываются в разделах «Диаметр отверс.» и «Диаметр». Существует возможность задавать размеры в мкм, mils (25,4 мкм), rusmil (25 мкм) и мм, в зависимости от того, какая система измерения установлена (рис. 18).^ Рис. 18Выбор единиц измерения Если контактная площадка имеет не круглую, а вытянутую форму, то в колонке «Вытянутость» указываются координаты вектора, вдоль которого вытянут контакт (рис. 19). ^ Рис. 19 Описание контактной площадки типа «сосиска»В последнем разделе таблицы «Центр» определяется смещение центра симметрии контактной площадки относительно точки привязки. Для того, что бы ввести новый тип контактной площадки необходимо щелкнуть мышью на ячейке [...] в таблице описания контактных площадок. Ряд дополнительных кнопок в нижнем правом углу (рис. 16) являются вспомогательными. Назначение их очевидно из названия: Кнопка «Верно» - подтверждение выбранных контактных площадок и выход в опцию «Описание стиля разработки». Кнопки «Удалить выделенный тип» и «Удалить все неиспользуемые» соответственно удаляют выделенные типы контактных площадок и типы, не используемые в данном проекте (они подсвечены). Кнопка «Справка» - дает краткие пояснения к разделу «Типы контактов».^ Кнопка «Классы цепей». В системе FreeStyle Router все цепи группируются в классы, трассируемые по разным правилам. Цепи, не указанные ни в одном классе, составляют класс DEFAULT (рис. 20).^ Рис. 20Установка параметров цепейПравила трассировки цепей, а именно ширина, минимальный и номинальный зазоры, типы переходного отверстия заносятся в таблицу (рис. 21).^ Рис. 21Выбор правил трассировки цепейВо время трассировки система будет стараться выдерживать заданную ширину проводников и номинальные зазоры между проводниками. Если не удается выдержать номинальный зазор, система будет уменьшать его вплоть до минимального, создавая таким образом «узкие места». Узкие места индицируются в процессе трассировки и могут быть затем ликвидированы путем перемещения компонентов. Для каждого класса цепей может быть определен особый тип переходного отверстия. Это необходимо для того, чтобы для широких цепей была возможность задавать переходы больших размеров, чем для остальных цепей. В противном же случае каждый переход влечет за собой появление двух точек ветвления. (При подсоединении проводников к выводам компонентов или переходным отверстиям система автоматически уменьшает ширину сегмента, подходящего непосредственно к контакту, если его диаметр меньше ширины трассы) (рис. 22).^ Рис. 22 Уменьшение ширины сегмента трассы, контактирующего с переходным отверстием Еще на этапе создания схемы электрической принципиальной необходимо присваивать оригинальные имена цепям. Как раз благодаря этому, уже на этапе трассировки разные цепи можно трассировать по разным правилам. Сначала надо определить, какие цепи будут трассироваться по одним и тем же правилам и объединить их в классы. Имя класса заносится в колонку «Класс цепей» (рис. 23а). Щелчок мыши на ячейке [...] позволит ввести новое имя класса. Цепи для каждого класса (за исключением класса DEFAULT) определяются в колонке «Список цепей класса» (рис. 23б). Для этого необходимо выделить имя класса и в появившуюся колонку (рис. 23б) ввести имена тех цепей, которые будут трассироваться согласно параметрам, определенным для данного класса.Рис. 23 (а, б) Объединение цепей в классы а) б) В системе FreeStyle Router при описании стиля трассировки можно установить запрет на разводку цепей определенных классов. Если в таблице (рис.23а) в колонке «Тип» записано «skip», то цепи соответствующего класса трассироваться не будут. Для разводки цепей необходимо установить «norm».Помимо определения параметров цепей указываются: зазор проводник - край платы; сетка для расположения переходов; сетка для расположения ветвлений. Единицы измерения устанавливаемых параметров могут изменяться при помощи опции «Единицы измерения» (правый верхний угол рис. 20). Нажатие кнопки «Справка» приведет к появлению краткого пояснения к выбору правил трассировки цепей. Кнопка «Верно» подтверждает сделанные установки.Кнопка «Классы компонентов». В системе FreeStyle Router есть возможность после завершения трассировки несколько перемещать (сдвигать) элементы, сохраняя целостность цепей и соблюдая необходимые зазоры. Следовательно, должны быть заданы правила перемещения, а так же описаны реальные очертания (обводы) компонентов. При первоначальном определении стиля разработки система автоматически задает шаг размещения компонентов (0.25 мм 0.25 мм), но при желании его можно изменить. Компоненты группируются в классы по правилам установки. Компоненты, не указанные ни в одном классе, составляют класс DEFAULT (рис. 24).^ Рис. 24Установка параметров для размещения компонентовПри определении правил размещения компонентов последовательность операций полностью совпадает с установкой правил трассировки цепей. Сначала в таблицу (рис. 25а) записывается имя правила установки и имя класса компонентов, затем в автоматически появляющуюся таблицу (рис. 25б) заносятся имена компонентов данного класса.Параметром размещения компонентов является шаг их установки, который заносится в таблицу (рис. 26). Рис. 25(а, б) Объединение компонентов в классы а) б)Рис. 26Выбор шага установки компонентовДобавить имя в любую из таблиц можно, щелкнув мышью в поле [...]. Для удаления имени из таблицы следует просто стереть его. Общим для всех классов является минимально допустимый зазор между корпусами элементов (рис. 24), то есть между краями любых форм, которые введены в слоях, предназначенных для описания очертаний компонентов в разделе «Назначение слоев». Единицы измерения устанавливаются стандартно кнопкой «Единицы измерения» (рис. 24). Выход из опции «Классы компонентов» и подтверждение установленных параметров выполняется нажатием кнопки «Верно». Кнопка «Справка» дает краткое пояснение к разделу «Классы компонентов».Кнопка «Назначение слоев». Концепция слоев FreeStyle Router отличается от принятой в PCAD. FSR имеет дело с физическими плоскостями: плоскостями металлизации для разводки цепей, а также одной или двумя плоскостями для установки компонентов (с двух сторон платы). В разделе «Назначение слоев» (рис. 27) определяется отображение слоев базы данных печатной платы на плоскости. FreeStyle Router не делает никаких предположений относительно имен слоев, никакие имена не зарезервированы. Для того, что бы изменить имя слоя в любой из таблиц, нужно выбрать мышью соответствующую ячейку таблицы с именем слоя и с клавиатуры ввести новое.^ Рис. 27Выбор слоев базы данных печатной платыЦелесообразно использовать те же назначения слоев, которые приняты в системе PCAD (например, PADCOM – слой планарных контактных площадок на верхней стороне платы, SLKTOP – графика основных линий изображений планарных компонентов на верхней стороне платы). Рассмотрим подробнее опцию «^ Назначение слоев».Контактные площадки. При описании планарных контактных площадок компонента необходимо указывать верхний и нижний слои их изображения, в зависимости от того, на какой стороне платы установлен этот компонент. Обычно это слои PADCOM и PADSLD, соответственно для верхней и нижней стороны расположения компонента. ^ Барьеры размещения компонентов и переходных отверстий, барьеры трассировки. Достаточно часто возникает необходимость при размещении компонентов или в процессе трассировки соединений, не использовать определенные области на плате. Для этого еще при подготовке исходного файла во внешней САПР вводятся барьеры. Чтобы система FreeStyle Router адекватно воспринимала их, в опции «Назначение слоев» нужно в соответствующие ячейки ввести имена слоев, в которых были нарисованы барьеры (например область трассировки – BRDOUT, барьеры для трассировки во всех слоях – BARALL и т. д.) ^ Очертания компонентов. Поскольку в системе FreeStyle Router есть возможность устанавливать компоненты как на верхней, так и на нижней сторонах платы, необходимо указать соответственно верхний и нижний слои изображения очертаний компонентов. Это нужно сделать в таблице под общим названием «Очертания компонентов: основной». В таблице «Альтернативные» приведен список слоев, которые будут использоваться, если компонент не имеет очертаний в основных слоях.После завершения трассировки FreeStyle Router имеет возможность несколько перемещать (сдвигать) компоненты, сохраняя целостность цепей и соблюдая необходимые зазоры. Для того чтобы исключить «наползание» компонентов друг на друга, необходимо описать их реальные очертания (обводы). Если в описании библиотечного элемента используется слой, указанный основным слоем описания очертаний, применяется этот слой, иначе применяются альтернативные слои. Подсвечивание того или иного слоя в таблице свидетельствует об отсутствии его в данном проекте. Нажатие кнопки «Справка» приведет к появлению краткого пояснения об установки слоев. После установки параметров выход осуществляется нажатием кнопки «Верно».^ Кнопка «Трассировочные слои». Экран, появляющийся при нажатии на эту кнопку, изображен на рис. 28. Наличие «птички» слева от имени слоя сигнализирует о том, что слой является трассировочным. В соседнем столбце указывается имя запрета трассировки для данного слоя. Звездочкой отмечены слои, в которых обнаружены проводники. Поле «верхний слой» содержит имя внешнего тра