編寫PCB設(shè)計規(guī)則檢查器技巧
本文闡述了一種編寫PCB設(shè)計規(guī)則檢查器(DRC)系統(tǒng)方法。利用電路圖生成工具得到PCB設(shè)計后，即可運行DRC以找到任何違反設(shè)計規(guī)則故障。這些操作必須在后續(xù)處理開始之前完成，而且開發(fā)電路圖生成工具開發(fā)商必須提供大多數(shù)設(shè)計人員都能輕松掌握DRC工具。
編寫屬于自己PCB設(shè)計規(guī)則檢查器具有很多優(yōu)點，盡管設(shè)計檢查器并不那么簡單，但也并非高不可攀，因為任何熟悉現(xiàn)有編程或腳本語言設(shè)計人員完全能夠設(shè)計檢查器，這項工作好處是不可估量。
然而，市場銷售通用工具通常不具備足夠靈活性以滿足特定設(shè)計需要。因此，客戶必須將新特性需求反映給DRC工具開發(fā)商，而這通常需要耗費一定資金和時間，尤其當需求不斷更新時。幸運是，大多數(shù)工具開發(fā)商均可為客戶提供編寫屬于自己DRC以滿足特定需求便捷方法。但是，這種具有強大功能工具尚未得到廣泛認同或使用。本文提供了利用DRC工具獲取最大收益實用指南。
由于DRC必須遍歷 PCB設(shè)計整個電路圖，包括每個符號、每個引腳、每個網(wǎng)路、每種屬性，如有必要還能創(chuàng)建數(shù)目不限“附屬”文件。如4.0節(jié)所述，DRC可以標示出任何違反設(shè)計規(guī)則細微偏差。例如其中一個附屬文件就可能包含設(shè)計用到全部去耦電容。如果電容數(shù)低于或高于期望值，就將在可能出現(xiàn)電源線dv/dt問題地方標注紅色記號[1]。這些附屬文件或許必不可少，但并非任何商用DRC工具都一定能創(chuàng)建這些文件。
DRC另一優(yōu)勢是便于更新，以適應(yīng)新設(shè)計特性(如那些可能影響設(shè)計規(guī)則新特性)需要。而且，一旦在該領(lǐng)域獲得充分經(jīng)驗，那么還能實現(xiàn)許多其它功能。
例如，如果能編寫屬于自己DRC，那么就能編寫屬于自己物料清單(BOM)創(chuàng)建工具，這樣就能更好地處理特定用戶需求，如如何獲取本身不屬于電路圖數(shù)據(jù)庫一部分器件“額外硬件”(如插座、散熱裝置或螺絲刀)?；蛘咴O(shè)計人員可以編寫屬于自己Verilog網(wǎng)表分析器，該分析器在設(shè)計環(huán)境下具有充分靈活度，如怎樣獲取適用于特定器件Verilog模型或時間文件。實際上，由于DRC遍歷了整個設(shè)計電路圖，因此可以收集全部有效信息以輸出PCB設(shè)計Verilog網(wǎng)表分析所需仿真和/或BOM。
在不提供任何程序代碼前提下討論這些話題實在有些牽強，為此，我們將以一種電路圖獲取工具為例進行說明。本文采用了Mentor Graphics公司開發(fā)附屬于PADS-Designer產(chǎn)品線ViewDraw工具。此外，我們還采用了ViewBase工具，這是一個可被調(diào)用并對ViewDraw數(shù)據(jù)庫進行存取操作簡化C例行程序庫。利用ViewBase工具，設(shè)計人員可以輕松地采用C/C 語言為ViewDraw編寫完整且高效DRC工具[2] [3]。需要注意是，這里討論基本原則同樣適用于任何其它PCB電路圖工具。
輸入文件
除了電路圖數(shù)據(jù)庫，DRC還需要一些可以描述特定情況處理輸入文件，如自動連接到電源平面合法電源網(wǎng)路名稱。例如，如果電源網(wǎng)路名為POWER，那么電源平面將采用后端封裝設(shè)備(如適用于ViewDrawpcbfwd)自動連接到電源平面。下面給出了輸入文件列表，這些文件必須放在固定全局位置，這樣DRC就能自動找到并讀取，然后在運行時將這些信息保存在DRC內(nèi)部。
* 文件legal_pwr_net_name可選，該文件包含POWER信號全部合法網(wǎng)路名稱，如VCC、V3_3P和VDD。在PCB布局/路由工具中，需要對名稱大小寫進行區(qū)分，一般VCC并不等同于Vcc或vcc。VCC可以是5.0V電源，而V3_3P則可以是3.3V電源。 * 文件legal_pwr_net_name可選，因為后端封裝設(shè)備配置文件通常必須包含一組合法電源線網(wǎng)路名稱。如果采用Cadence設(shè)計系統(tǒng)公司Allegro布線工具，那么pcbfwd文件名則為allegro.cfg并且具有如下入口參數(shù)：
接地：VSS CGND GND GROUND
電源：VCC VDD VEE V3_3P V2_5P 5V 12V
如果DRC可以直接讀取allegro.cfg文件，而非legal_pwr_net_name，那么將能得到更好結(jié)果(即引入誤差幾率較小)。
一些符號必須具有外接電源線引腳，因為這些符號并不連接到常規(guī)電源線層。例如，ECL器件VCC引腳要么連接到VCC，要么連接到GROUND；其VEE引腳則可連接到GROUND或-5.0V平面。此外，電源線引腳在到達電源線層之前也可連接到濾波器。
電源線引腳通常并不外接到器件符號上，相反，該符號一個屬性(這里稱為SIGNAL)描述了哪個引腳是電源引腳或接地引腳并描述引腳應(yīng)當連接網(wǎng)絡(luò)名稱。
SIGNAL = VCC:10
SIGNAL = GROUND:20
DRC可讀取該屬性并確保網(wǎng)路名稱保存在legal_pwr_net_name文件中，如果legal_pwr_net_name中不包含網(wǎng)路名稱，那么電源引腳將不會連接到電源平面，而這個問題確實非常嚴重。