14.Размещение элементов и свопирование

Размещение элементов на печатной плате – это творческий и очень важный процесс, определяющий качество трассировки межсоединений. Нередко от правильного размещения зависит работоспособность устройства, слойность печатной платы (и, соответственно, стоимость), удобство и производительность монтажа (особенно при серийном производстве).

Как правило, в размещении активное участие принимает разработчик электрической принципиальной схемы. Он формулирует общие требования, дает рекомендации по местоположению основных (определяющих) элементов и функциональных узлов, называет критические цепи, требования к цепям питания и т.д.

Конструктор–механик определяет положение выходных элементов (разъемов, тумблеров, кнопок, индикации и пр.), места крепления платы, габариты устройства.

Для размещения элементов необходимо перейти в режим Place Mode ( ).

Основные управляющие команды находятся в основном меню Place.

К оманды дублируются функциональными клавишами на клавиатуре, кнопками в нижней части рабочего экрана и командами-иконками.

Основные команды размещения и свопирования:

1. К оманда размещения элементов на плату – Place >> Place Parts and Cells... (или соответствующая иконка ) управляет ручным размещением. Окно команды приведено на рис. 3.13.

Рис. 3.13. Диалоговое окно команды размещения элементов Place Parts and Cells....

В окне может выводиться список неразмещенных (Unplaced) и размещенных (Placed) элементов, а также элементов, размещенных вне габаритов платы (Distributed).

В поле Criterion выбирается один из предлагаемых критериев (по принадлежности к конкретной цепи – Nets & Net Classes, по позиционному обозначению элемента – Ref Des, по элементу – Part Number, по связи с выделенными элементами из числа уже размещенных – Connected to Selected и др.). Критерии Mechanical Cell и Drawing Cell позволяют размещать на плате механические детали (например, радиаторы, боковые планки) и нарисованные изображения (например, логотип предприятия, форматки для документации и пр.).

В пустом поле справа можно ограничить список, уточнив критерий (например, для вывода в список только индуктивностей необходимо набрать L, для вывода резисторов с R140 по149 – R14?).

В соответствии с критерием формируется список, из которого элементы нужно перенести в основное поле Active. Далее выделить в этом поле одну из строчек (при этом в поле Preview Cell выводится изображение посадочного места элемента), нажать клавишу Apply и разместить прикрепленный к курсору элемент на плате в выбранном месте.

В процессе размещения можно “на лету” пользоваться командами функциональных клавиш, расположенными в нижней части рабочего экрана (поворот – Rotate, перебрасывание на другую сторону платы – Push и др.).

Опциями основного поля Active (Active layer – сторона платы для размещения, Active angle – исходная ориентация элемента, Action – процедура, Method – метод) – можно управлять процессом.

Критерий Schematic Cross Probe позволяет проводить процедуру размещения путем выбора элементов непосредственно на электрической схеме (см. рис. 3.14).

Рис. 3.14. Размещение элементов по критерию Schematic Cross probe.

Предварительно необходимо активизировать “горячую связь” с редактором DxDesigner (см. ниже команду 11 данного раздела).

Далее опциями, расположенными под критерием, выбирается один из двух вариантов – формирование списка (list) выделенных в схеме элементов и их последующее размещение описанным выше способом или поочередное размещение выделяемых на схеме элементов с прикреплением их к курсору (cursor) при переходе в окно редактора Expedition PCB. В варианте со списком допускается любой способ выделения (Select) элементов на схеме.

2. Команда размещения кругового массива элементов на плату – Place >> Polar Place... (см. рис. 3.14) позволяет размещать по кругу назначенные элементы (List of Ref Des) с заданным углом (Sector Angle) или с заданным числом секторов (# of sectors).

Рис. 3.14. Круговое размещение элементов.

3. Использование клавиатурных команд keyin для размещения элементов.

Команды keyin вводятся с клавиатуры в поле одноименной панели, которая открывается командой основного меню View >> Toolbars >> Keyin Command (см. рис. 3.15).

Рис. 3.15. Панель Keyin для ввода клавиатурных команд.

Команды состоят из двух символов и дополнительных аргументов в соответствии с регламентированным синтаксисом. Первый символ – это действие (m – move – переместить, p – place – разместить, r – rotate – повернуть и др.), второй символ – это объект (a – all – все, r – refdes – позиционное обозначение элемента, v – via – переходное отверстие и др.). Для выполнения команды необходимо нажать на клавиатуре клавишу Enter. Список последних десяти команд сохраняется, поэтому нет необходимости набирать их вторично. Перечень команд keyin и их синтаксис можно посмотреть, набрав в поле панели символ вопроса (?) и открыв тему Additional Arguments.

Некоторые полезные примеры команд размещения элементов:

• pr -dist * – размещение всех (*) неразмещенных элементов за полем печатной платы;

• pr -dist dx=5,10 R*,C* – размещение всех неразмещенных резисторов и конденсаторов за полем печатной платы с заданным шагом по осям X / Y (5 мм и 10 мм соответственно);

• pr 20,20 –a=75 XT1 – размещение разъема XT1 в заданных координатах с поворотом на заданный угол;

Клавиатурные команды keyin применяться для перемещения или поворота элемента или группы элементов (например, выделенных командой Select), для размещения элементов или переходных экранных отверстий в виде регулярного массива, в ряде других случаев.

4. Команды выделения элементов:

У выделенных элементов подсвечивается их контур Placement Outline.

• выделение элемента – кликом по нему левой клавишей мышки;

• групповое выделение элементов – охватом их рамкой (окном) при нажатой левой клавише мышки, или последовательными кликами по элементам левой клавишей мышки при нажатой клавише Ctrl. Повторный клик по элементу снимает его выделение. Клик по пустому месту снимает все выделения;

• полное выделение элементов – командой основного меню Edit >> Select All.

5. Команды перемещения выделенных элементов:

• стрелками Вверх/Вниз/Влево/Вправо – перемещение с шагом сетки размещения (Placement Grid);

При нажатой клавише Shift перемещение происходит с десятикратным шагом сетки.

• указанием новых координат элемента в окне свойств (Properties), открываемом двойным кликом по нему левой клавишей мышки;

• командой Place >> Move или функциональной клавишей F2;

При перемещении оттрассированных элементов требуется включение команды Place >> Move Circuit.

6. К оманды поворота и перебрасывания выделенных элементов

(иконки ):

• поворот на 90°(180°) – командой Place >> Rotate 90 (180) или функциональной клавишей F3 (F4);

• перебрасывание на противоположную сторону платы – командой Place >> Push или функциональной клавишей F5;

П ри повороте и перебрасывании оттрассированных элементов требуется включение команды Place >> Move Circuit.

7. Команды выравнивания, группирования и привязки к сетке выделенных элементов:

• в ыравнивание – командами Place >> Align Left (Right, Top, Bottom)

(иконки );

• г руппирование (разгруппирование), т.е. объединение (разъединение) группы элементов в единое образование – командой Place >> Group (Ungroup)

(иконки );

С группированные элементы перемещаются, вращаются и перебрасываются одновременно.

• привязка к сетке размещения – командой Place >> Snap to Grid или функциональной клавишей F10.

8. К оманды фиксирования и блокирования выделенных элементов

(иконки ):

Команды применяются для элементов с регламентированным местоположением на плате, например, для выходных разъемов, привязанных к отверстию в корпусе или панели устройства.

• фиксирование (расфиксирование) – командами Place >> Fix (Unfix) или функциональными клавишами F8 (F9);

• блокирование (разблокирование) – командой Place >> Lock (Unlock).

Процедура блокирования аналогична процедуре фиксирования, но более жесткая.

9. Команды свопирования, т.е. взаимной перестановки, служащие для упорядочения “резиновых” связей (Netlines) и минимизации их длины:

Свопирование применяется:

- для одинаковых элементов (Part Number);

- для элементов, имеющих одинаковые посадочные места (Cells);

- для элементов, имеющих эквивалентные вентили (Gates);

- для элементов, имеющих эквивалентные выводы (Pins).

Эквивалентность выводов и вентилей должна быть заложена в элементе (Part Number).

Результаты свопирования выводов и вентилей передаются в электрическую схему при обратной аннотации (Back Annotation).

Элементы с подходящими трассами, как правило, не свопируются (подробнее см. соответствующие справки команд – Help).

• с вопирование двух любых элементов – командой Place >> Swap Parts

(иконка ), затем выделением первого и второго элементов.

Допускается выделение первого и второго элементов, а затем вызов команды;

• автоматическое свопирование одинаковых элементов – командой Place >> Automatic >> Swap by Part Number… >> поле Swap Items – Part, в открывающемся окне необходимо выбрать (Included) требуемые элементы (Part Numbers) и нажать кнопку Apply. Критерием свопирования является минимизация длины “резиновых” связей (Netlines). Результаты процесса отражаются в нижней части окна команды;

• автоматическое свопирование (или поворот) элементов с одинаковыми посадочными местами – командой Place >> Automatic >> Swap / Rotate by Cell Name… >> поле Swap Items – Part (Rotate, Flip), в открывающемся окне необходимо выбрать требуемые посадочные места (Cell Name), далее тип изменения (Modification type) и нажать кнопку Apply. Критерием свопирования является минимизация длины “резиновых” связей (Netlines). Результаты процесса отражаются в нижней части окна команды;

• с вопирование эквивалентных вентилей внутри элемента – командой Route >> Swap >> Gates (иконка ), затем выделением любого вывода первого вентиля и выбором второго вентиля из числа доступных (подсвечиваются другим цветом);

В ентили, незадействованные в электрической схеме (с цепью Net(0)), не подсвечиваются, но также доступны для свопирования.

• с вопирование эквивалентных вентилей различных элементов – командой Route >> Swap >> Gates (иконка ), затем переходом в режим Swap Dialog нажатием функциональной клавиши F2, выбором в открывшемся окне типа (Types) Symbol Gate Groups и, не закрывая окна, свопированием вентилей аналогично описанному выше;

• автоматическое свопирование эквивалентных вентилей – командой Place >> Automatic >> Swap by Part Number… >> поле Swap Items – Gates, в открывающемся окне необходимо выбрать (Included) требуемые элементы (Part Numbers) и нажать кнопку Apply. Свопируются эквивалентные вентили внутри элемента. Критерием свопирования является минимизация длины “резиновых” связей (Netlines). Результаты процесса отражаются в нижней части окна команды;

• с вопирование эквивалентных выводов – командой Route >> Swap >> Pins (иконка ), затем выделением эквивалентного вывода и выбором второго вывода из числа доступных (подсвечиваются другим цветом);

В ыводы, незадействованные в электрической схеме (с цепью Net(0)), не подсвечиваются, но также доступны для свопирования.

• автоматическое свопирование эквивалентных выводов – командой Place >> Automatic >> Swap by Part Number… >> поле Swap Items – Pins, в открывающемся окне необходимо выбрать (Included) требуемые элементы (Part Numbers) и нажать кнопку Apply. Свопируются эквивалентные выводы внутри вентиля. Критерием свопирования является минимизация длины “резиновых” связей (Netlines). Результаты процесса отражаются в нижней части окна команды.

10. П оиск элементов осуществляется командой основного меню Edit >> Find… (или соответствующей иконкой , или функциональной клавишей F11) на закладке Part. Для управления поиском используются опции выделения (Select), подсвечивания (Highlight) и перехода (Fit view).

11. “Горячая связь” со схемотехническим редактором DxDesigner позволяет легко находить на печатной плате выделенные в электрической схеме элементы и цепи и наоборот, в электрической схеме находить выделенные на печатной плате элементы и цепи.

Для перехода в режим “горячей связи” необходимо в редакторе DxDesigner командой основного меню View >> Other Windows >> Cross Prober (или соответствующей иконкой) открыть окно команды и кнопкой Connect осуществить соединение (связь). Для управления используются опции выделения (Select, Zoom to Selected, Pan to Selected).

12. Назначение альтернативных посадочных мест для элементов производится командой основного меню ECO >> Replace Cell… >> опция Replace.