Dieses Papier beschreibt kurz eine Methode der Programmierung PCB Design Rule Checker (DRC)-System. Sobald das PCB-Design mit dem Tool zur Erstellung von Schaltplänen erstellt wurde, kann DRC ausgeführt werden, um alle Fehler zu finden, die gegen die PCB-Designregeln verstoßen. Dies muss vor Beginn der Weiterverarbeitung erfolgen, und der Entwickler des Schaltungsgenerators muss DRC-Tools bereitstellen, die die meisten PCB-Designer problemlos beherrschen.

Es gibt viele Vorteile, einen eigenen PCB-Designregel-Checker zu schreiben. Der PCB-Design-Checker ist zwar nicht so einfach, aber nicht unüberschaubar, denn jeder PCB-Designer, der mit bestehenden Programmier- oder Skriptsprachen vertraut ist, kann ihn ausführen, und die Vorteile sind unschätzbar.

Allerdings sind auf dem Markt befindliche Allzwecktools oft nicht flexibel genug, um spezifische PCB-Designanforderungen zu erfüllen. Infolgedessen müssen neue Funktionsanforderungen von Kunden an DRC-Tool-Entwickler gemeldet werden, was oft Geld und Zeit kostet, insbesondere wenn die Anforderungen ständig aktualisiert werden. Glücklicherweise können die meisten Tool-Entwickler ihren Kunden eine einfache Möglichkeit bieten, ihren eigenen DRC zu schreiben, um ihre spezifischen Anforderungen zu erfüllen. Dieses leistungsstarke Tool wird jedoch nicht allgemein anerkannt oder verwendet. Dieser Artikel bietet eine praktische Anleitung zur optimalen Nutzung der DRC-Tools.

Da DRC die Leiterplatte durchqueren muss, um den gesamten Schaltplan zu entwerfen, einschließlich jedes Symbols, jedes Pins, jedes Netzwerks, jedes Attributs, und bei Bedarf eine unbegrenzte Anzahl von „Zubehör“-Dateien erstellen. Wie in Abschnitt 4.0 beschrieben, kann DRC jede geringfügige Abweichung von den PCB-Designregeln melden. Eine der angehängten Dateien kann beispielsweise alle Entkopplungskondensatoren enthalten, die im PCB-Design verwendet werden. Wenn die Kapazitätszahl niedriger oder höher als erwartet ist, werden rote Markierungen dort platziert, wo DV/DT-Probleme in der Stromleitung auftreten können. Diese zusätzlichen Dateien können erforderlich sein, aber sie werden nicht unbedingt von einem kommerziellen DRC-Tool erstellt.

So entwerfen Sie THE PCB Rule Checker DRC

Ein weiterer Vorteil von DRC besteht darin, dass es leicht aktualisiert werden kann, um neue PCB-Designfunktionen zu berücksichtigen, beispielsweise solche, die sich auf die PCB-Designregeln auswirken können. Darüber hinaus gibt es viele andere Funktionen, die Sie implementieren können, sobald Sie genügend Erfahrung in diesem Bereich gesammelt haben.

Wenn Sie beispielsweise Ihre eigene DRC schreiben können, können Sie Ihr eigenes Tool zur Erstellung von Stücklisten schreiben, um spezifische Benutzeranforderungen besser zu erfüllen, z. B. wie Sie „zusätzliche Hardware“ (z selbst Teil der Schaltplandatenbank. Oder der PCB-Designer kann seinen eigenen Verilog-Netlist-Analyzer mit ausreichender Flexibilität in der PCB-Designumgebung schreiben, beispielsweise wie er Verilog-Modelle oder Zeitdateien erhält, die für ein bestimmtes Gerät geeignet sind. Da DRC den gesamten PCB-Design-Schaltplan durchläuft, ist es tatsächlich möglich, alle gültigen Informationen zu sammeln, um die Simulation und/oder Stückliste auszugeben, die für die Verilog-Netzlistenanalyse des PCB-Designs erforderlich sind.

Es wäre mühsam, diese Themen zu diskutieren, ohne Programmcode bereitzustellen, daher verwenden wir als Beispiel ein Tool zum Abrufen von Schaltplänen. Dieser Artikel verwendet die Firma Mentor Graphics, um das ViewDraw-Tool zu entwickeln, das an DIE Produktlinie von PADS-Designer angeschlossen ist. Darüber hinaus haben wir das Tool ViewBase verwendet, eine vereinfachte C-Routinenbibliothek, die aufgerufen werden kann, um auf die ViewDraw-Datenbank zuzugreifen. Mit dem ViewBase-Tool können PCB-Designer auf einfache Weise vollständige und effiziente DRC-Tools für ViewDraw in C/C schreiben. Es ist wichtig zu beachten, dass die hier besprochenen Grundprinzipien für jedes andere PCB-Schaltplanwerkzeug gelten.

Die Eingabedatei

Zusätzlich zur Schaltplandatenbank benötigt DRC auch Eingabedateien, die bestimmte Situationen beschreiben können, wie beispielsweise den Namen eines legitimen Stromnetzes, das automatisch mit der Stromebene verbunden ist. Wenn das POWER-Netzwerk beispielsweise POWER genannt wird, wird die POWER-Ebene automatisch über ein Back-End-Paketgerät mit der POWER-Ebene verbunden (wie für ViewDrawpcbfwd zutreffend). Im Folgenden finden Sie eine Liste von Eingabedateien, die an einem festen globalen Speicherort platziert werden müssen, damit DRC diese Informationen automatisch finden und lesen und dann zur Laufzeit intern in DRC speichern kann.

Einige Symbole müssen über externe Netzkabelstifte verfügen, da sie nicht mit der normalen Netzkabelschicht verbunden sind. Zum Beispiel sind die VCC-Pins des ECL-Geräts entweder mit VCC oder GROUND verbunden; Sein VEE-Pin kann mit GROUND oder der -5.0-V-Ebene verbunden werden. Darüber hinaus kann der Netzkabelstift auch mit dem Filter verbunden werden, bevor er die Netzkabelschicht erreicht.

Ein Stromkabel-Pin ist normalerweise nicht mit einem Gerätesymbol verbunden. Stattdessen beschreibt eine Eigenschaft des Symbols (hier SIGNAL genannt) welcher Pin ein Strom- oder Masse-Pin ist und beschreibt den Netzwerknamen, mit dem der Pin verbunden werden soll.

SIGNAL = VCC:10

SIGNAL = ERDUNG:20

DRC kann diese Eigenschaft lesen und sicherstellen, dass der Netzwerkname in der Datei legal_pwr_net_name gespeichert ist. Wenn der Netzwerkname nicht in legal_pwr_net_name enthalten ist, wird der Power-Pin nicht mit der Powerplane verbunden, was ein ernstes Problem darstellt.

Datei legal_pwr_net_name Optional. Diese Datei enthält alle zulässigen Netzwerknamen von POWER-Signalen wie VCC, V3_3P und VDD. In PCB-Layout-/Routing-Tools muss bei Namen die Groß-/Kleinschreibung beachtet werden. Im Allgemeinen ist VCC nicht dasselbe wie VCC oder VCC. VCC kann eine 5.0-V-Stromversorgung sein und V3_3P kann eine 3.3-V-Stromversorgung sein.

Die Datei legal_pwr_net_name ist optional, da die Konfigurationsdatei für das Backend-Kapselgerät normalerweise einen Satz gültiger Netzwerknamen für Stromkabel enthalten muss. Wenn CadencePCB zum Entwerfen des Allegro-Verdrahtungstools von Systems verwendet wird, lautet der PCBFWD-Dateiname Allegro.cfg und hat die folgenden Eingabeparameter:

ERDUNG: VSS CGND GND ERDUNG

Stromversorgung: VCC VDD VEE V3_3P V2_5P 5V 12V

Wenn DRC die Datei allegro.cfg direkt anstelle von legal_pwr_net_name lesen könnte, würde es bessere Ergebnisse erzielen (dh weniger Fehler verursachen).