在Cadence的Allegro PCB编辑器中拆分(fēn)平面布線(xiàn)

2021-03-02

多(duō)年来，PCB设计CAD工具在与電(diàn)源和地平面一起工作的能(néng)力上得到了发展。布局设计师现在有(yǒu)多(duō)种方法可(kě)以在其板上创建平面，包括拆分(fēn)平面。但是，正如他(tā)们所说，强大的力量伴随着巨大的责任，而在分(fēn)體(tǐ)式飞机上工作时尤其如此。在本文(wén)中，我们将研究在PCB布局上拆分(fēn)平面布線(xiàn)的一些好处和注意事项，以及如何使用(yòng)这些工具来创建所需的东西。

PCB布局中拆分(fēn)平面布線(xiàn)的优缺点

印刷電(diàn)路板上的電(diàn)路密度比以前要大得多(duō)。组件封装尺寸更小(xiǎo)，但可(kě)容纳更多(duō)的引脚，并且制造方法得到了改进，从而允许更小(xiǎo)的走線(xiàn)宽度和间距。所有(yǒu)这些都导致板上的電(diàn)路比以前多(duō)了很(hěn)多(duō)。為(wèi)了增加复杂性，许多(duō)板上的電(diàn)路需要多(duō)个電(diàn)源来提供不同的電(diàn)压。在某些情况下，同一设备上会使用(yòng)几种不同的電(diàn)压。这需要对電(diàn)源走線(xiàn)进行一些复杂的布線(xiàn)或多(duō)个電(diàn)源平面层。在这里，分(fēn)离平面不仅有(yǒu)益，而且对電(diàn)路板的设计至关重要。通过使用(yòng)分(fēn)离平面布線(xiàn)在一个電(diàn)源层上布線(xiàn)不同的電(diàn)压，可(kě)以完全连接板上的電(diàn)源网络，而无需添加其他(tā)层。

不利的一面是，如果在布局中不注意的话，分(fēn)割平面可(kě)能(néng)会导致一些问题。分(fēn)离平面有(yǒu)可(kě)能(néng)在设计中引入诸如噪声和串扰之类的信号完整性问题。如果参考平面是被分(fēn)割的，还有(yǒu)一个分(fēn)割平面干扰清晰的信号返回路径的问题。如果信号返回路径不清晰，可(kě)能(néng)会在電(diàn)路板上四处游荡时产生很(hěn)多(duō)EMI。

分(fēn)离平面对于成功设计具有(yǒu)密集電(diàn)路要求的复杂PCB显然很(hěn)重要。為(wèi)避免我们已经讨论过的问题，让我们看一下设计人员在使用(yòng)分(fēn)离平面时应了解的一些PCB设计指南。

平面中的一排过孔可(kě)能(néng)会阻塞敏感走線(xiàn)布線(xiàn)的清晰返回路径

使用(yòng)分(fēn)离平面时的PCB设计准则

在拆分(fēn)飞机之前，您需要计划要完成的任務(wù)。為(wèi)了获得最佳的分(fēn)离平面功率分(fēn)布，您可(kě)能(néng)必须调整组件的放置或将它们旋转到更理(lǐ)想的位置。突出显示您正在使用(yòng)的電(diàn)源网络将非常有(yǒu)用(yòng)，并对它们进行颜色编码以使其易于區(qū)分(fēn)。

電(diàn)源平面可(kě)以拆分(fēn)，但最好不要拆分(fēn)接地层。这可(kě)能(néng)导致产生EMI并破坏電(diàn)路板的信号完整性。分(fēn)离平面也通常用(yòng)于不同的電(diàn)源電(diàn)压，但不用(yòng)于在電(diàn)路板的模拟部分(fēn)和数字部分(fēn)之间分(fēn)配功率。请记住，这些板层还可(kě)以用(yòng)作信号返回的参考平面，而分(fēn)开的平面可(kě)能(néng)会对这些返回路径造成问题。以下是与拆分(fēn)平面关联的一些跟踪路由提醒：

不要在平面拆分(fēn)上运行走線(xiàn)，尤其是敏感的高速走線(xiàn)。信号返回将不得不寻找另一种返回信号源的途径，这可(kě)能(néng)会产生EMI。

如果必须将接地层分(fēn)為(wèi)模拟和数字接地，则仅允许两者之间有(yǒu)一个单点连接，以避免产生任何意外的回路或天線(xiàn)。

请注意平面中的其他(tā)障碍物(wù)，这些障碍物(wù)也可(kě)能(néng)会阻塞信号返回路径。对于有(yǒu)时设计狭窄的分(fēn)裂平面来说，这变得非常重要，并且一排紧密间隔的通孔很(hěn)容易使它们窒息。

现在，我们已经了解了使用(yòng)拆分(fēn)平面的一些指导原则，下面让我们看看PCB设计工具如何帮助其创建。

使用(yòng)PCB设计工具中的铜浇注功能(néng)来创建小(xiǎo)面积填充

在Allegro PCB编辑器中创建拆分(fēn)平面

在Allegro PCB编辑器中，有(yǒu)许多(duō)种处理(lǐ)平面的方法。让我们看一下其中的一些，以演示如何创建分(fēn)割平面。

倒铜

在上面的图片中，您可(kě)以看到一个创建小(xiǎo)面积填充的示例，也称為(wèi)浇铸铜。尽管这是一个只有(yǒu)两个网络连接的非常小(xiǎo)的區(qū)域，但原理(lǐ)是创建较大的分(fēn)割平面是相同的。

要创建铜浇注，您将首先添加多(duō)边形形状，这将首先打开选项选项卡，供您使用(yòng)平面的属性进行配置。这些步骤包括将活动类别指定為(wèi)“蚀刻”，指定要在其上创建多(duō)边形的板层，并选择要与之关联的铜浇铸的网名。正确配置后，您将通过在屏幕上所需的位置单击鼠标来创建多(duō)边形，并确保将電(diàn)源网络的所有(yǒu)引脚封装在多(duō)边形内。完成后，多(duō)边形将变為(wèi)铜浇注，这是将关联的引脚连接在一起的智能(néng)网对象。通过在单个层上创建多(duō)个铜浇注，您将能(néng)够布置拆分(fēn)平面。 

分(fēn)割平面

下一种方法是取一个完整的平面，或倒入铜，然后将其分(fēn)割。在下面的图片中，您可(kě)以在左上角看到我们要与分(fēn)离平面连接的两个过孔之间的简单网络。第一步是在需要分(fēn)割的區(qū)域周围绘制一条線(xiàn)，但是在这种情况下，我们将这条線(xiàn)指定為(wèi)“抗蚀刻”，而不是像在上一个示例中对多(duō)边形所做的那样进行蚀刻。

该行完成后，我们将启动split命令，如您在图片的右上角所见。这将為(wèi)我们带来其他(tā)菜单，以指定现有(yǒu)飞机的网名和正在创建的新(xīn)拆分(fēn)。设置完这些参数后，Allegro将完成工作并创建分(fēn)割平面，如您在图片底部所看到的。

现在已经创建了分(fēn)离平面，让我们看一下修改它们并帮助自己进行创建的方法。

在Allegro PCB编辑器中创建小(xiǎo)型分(fēn)割平面的示例

Allegro中的其他(tā)功能(néng)可(kě)帮助进行平面分(fēn)离布線(xiàn)

铜浇注或分(fēn)流平面创建后可(kě)以用(yòng)几种不同的方式进行修改。首先，通过使用(yòng)形状编辑功能(néng)，可(kě)以选择分(fēn)割平面，然后将其边缘拖出到新(xīn)位置。另一种方法是使用(yòng)编辑边界命令选择要更改的形状。选择形状后，您可(kě)以為(wèi)其绘制新(xīn)轮廓，将其折叠為(wèi)分(fēn)割平面的主要形状。

前面我们提到了能(néng)够更改网状颜色的优点，这使您很(hěn)容易看到需要在何处创建拆分(fēn)平面。Allegro不仅使您能(néng)够在其颜色对话框菜单中执行此操作，而且还可(kě)以為(wèi)许多(duō)其他(tā)设计元素设置不同的颜色。其中包括板层，丝网印刷形状，参考标记等。您还可(kě)以為(wèi)这些元素分(fēn)配填充图案，并更改它们的阴影量，以使某些元素与其他(tā)元素脱颖而出。