Cadence印刷电路板设计 Allegro PCB Editor设计指南 （第2版）
出版时间 2015
内容简介
《Cadence印刷电路板设计：AllegroPCBEditor设计指南（第2版）》基于CadenceAllegro最新的设计平台，通过设计行业相关专家的经验分享、实例剖析，详细介绍了整个印刷电路设计的各个环节，以期对提高整个行业的设计水平有所帮助。《Cadence印刷电路板设计：AllegroPCBEditor设计指南（第2版）》最大的特点是介绍了CadenceAllegro平台下PCB设计所有的工具，既对基本的PCB设计工具进行了介绍，也介绍了最新的工具，例如，全局布线环境（GRE）、射频设计、团队协同设计等。《Cadence印刷电路板设计：AllegroPCBEditor设计指南（第2版）》也介绍了Cadence最新的设计方法，例如，任意角度布线和针对最新的Intel的Romely平台下BGA弧形布线的支持，以及最新的埋阻、埋容技术。《Cadence印刷电路板设计：AllegroPCBEditor设计指南（第2版）》适合从事PCB设计的工程师参考学习。这一版中更新了CadenceSPB17.0的内容。
目录
第1 章 PCB设计介
绍...............................................................................................1
1.1 PCB 设计的发展趋势............................................................................................1
1.1.1 PCB 的历史.........................................................................................................1
1.1.2 PCB 设计的发展趋势..........................................................................................1
1.2 PCB 设计流程简介.................................................................................................4
1.3 高级PCB 设计工程师的必备知识.......................................................................5
1.4 基于Cadence 平台的PCB 设计..........................................................................5
第2 章 Allegro SPB 平台简介...................................................................................8
2.1 Cadence PCB 设计解决方案..................................................................................8
2.1.1 PCB Editor技术.....................................................................................................9
2.1.2 高速设计.............................................................................................................12
2.1.3 小型化.................................................................................................................14
2.1.4 设计规划与布线................................................................................................. 14
2.1.5 生产制造选件..................................................................................................... 15
2.1.6 模拟/射频设计.................................................................................................... 17
2.1.7 团队协作设计................................................................................................. …..18
2.1.8 PCB Autorouter技术........................................................................................... 18
2.2 Allegro SPB 软件安装..............................................................................................18
第3 章原理图和PCB交互设计................................................................................. 21
3.1 OrCAD Capture 平台简介........................................................................................ 21
3.2 OrCAD Capture 平台原理图设计流程.................................................................... 25
3.2.1 OrCAD Capture 设计环境......................................................................................25
3.2.2 创建新项目............................................................................................................28
3.2.3 放置器件并连接....................................................................................................29
3.2.4 器件命名和设计规则检查....................................................................................30
3.2.5 跨页连接................................................................................................................33
3.2.6 网表和Bom ...........................................................................................................34
3.3 OrCAD Capture 平台原理图设计规范......................................................................35
3.3.1 器件、引脚、网络命名规范.................................................................................35
3.3.2 确定封装.................................................................................................................36
3.3.3 关于改板时候的器件名问题.................................................................................36
3.3.4 原理图可读性与布局.............................................................................................37
3.4 正标与反标................................................................................................................38
3.5 设计交互....................................................................................................................41
第4 章 PCB Editor 设计环境和设置.............................................................................44
4.1 Allegro SPB 工作界面.................................................................................................44
4.1.1 工作界面与产品说明.............................................................................................44
4.1.2 选项面板................................................................................................................47
4.2 Allegro SPB 参数设置................................................................................................49
4.3 Allegro SPB 环境设置................................................................................................53
第5 章封装库的管理和设计方法................................................................................63
5.1 PCB 封装库简介.........................................................................................................63
5.2 PCB 封装命名规则.................................................................................................69
5.3 PCB 封装创建方法实例.........................................................................................70
5.3.1 创建焊盘库.........................................................................................................71
5.3.2 用Pad Designer 制作焊盘.................................................................................72
5.3.3 手工创建PCB封装.............................................................................................84
5.3.4 自动创建PCB封装............................................................................................89
5.3.5 封装实例以及高级技巧.....................................................................................93
5.4 PCB 封装库管理....................................................................................................98
第6 章 PCB设计前处理............................................................................................100
6.1 PCB 设计前处理概述............................................................................................100
6.2 网表调入...............................................................................................................100
6.2.1 封装库路径的指定............................................................................................101
6.2.2 Allegro Design Authoring/Capture CIS 网表调入...............................................102
6.2.3 第三方网表.........................................................................................................104
6.3 建立板框................................................................................................................106
6.3.1 手动绘制板框.....................................................................................................106
6.3.2 导入DXF 格式的板框........................................................................................110
6.4 添加禁布区........................................................................................................... 112
6.5 MCAD-ECAD 协同设计.......................................................................................... 115
6.5.1 第一次导入Baseline的机械结构图...................................................................115
6.5.2 设计过程中的机械结构修改............................................................................117
6.5.3 设计结束后建立新的基准（Re-Baseline）......................................................122
第7 章约束管理器....................................................................................................123
7.1 约束管理器（Constraint Manager）介绍............................................................ 123
7.2 物理约束（Physical Constraint）与间距约束（Spacing Constraint）................ 128
7.2.1 Physical 约束和Spacing 约束介绍.....................................................................128
7.2.2 Net Group 和Net Class........................................................................................128
7.2.3 建立Net Class......................................................................................................129
7.2.4 为Class添加对象...............................................................................................130
7.2.5 设置Physical 约束的Default 规则...................................................................131
7.2.6 建立扩展Physical约束......................................................................................133
7.2.7 为Net Class添加Physical 约束........................................................................134
7.2.8 设置Spacing约束的Default 规则...................................................................135
7.2.9 建立扩展Spacing 约束....................................................................................135
7.2.10 为Net Class添加Spacing约束......................................................................136
7.2.11 建立Net Class-Class间距规则.......................................................................137
7.2.12 层间约束（Constraints By Layer）.................................................................137
7.2.13 Same Net Spacing 约束....................................................................................138
7.2.14 区域约束..........................................................................................................138
7.2.15 Net 属性............................................................................................................141
7.2.16 Component 属性和Pin 属性...........................................................................142
7.2.17 DRC 工作表.......................................................................................................142
7.2.18 设计约束.............................................................................................................143
7.3 实例：设置物理约束和间距约束..........................................................................144
7.3.1 Physical 约束设置.................................................................................................145
7.3.2 Spacing 约束设置.................................................................................................147
7.4 电气约束（Electrical Constraint）.........................................................................148
7.4.1 Electrical 约束介绍...............................................................................................148
7.4.2 Wiring 工作表.......................................................................................................149
7.4.3 Impedance 工作表...............................................................................................153
7.4.4 Min/Max Propagation Delays 工作表...................................................................154
7.4.5 Relative Propagation Delay 工作表......................................................................156
7.4.6 Total Etch Length 工作表.....................................................................................158
7.4.7 Differential Pair 工作表.......................................................................................159
7.5 实例：建立差分线对.............................................................................................164
第8 章 PCB布局..........................................................................................................168
8.1 PCB 布局要求..........................................................................................................168
8.2 PCB 布局思路..........................................................................................................171
8.2.1 接口器件，结构定位...........................................................................................171
8.2.2 主要芯片布局.......................................................................................................172
8.2.3 电源模块布局.......................................................................................................174
8.2.4 细化布局...............................................................................................................174
8.2.5 布线通道、电源通道评估...................................................................................175
8.2.6 EMC、SI、散热设计..............................................................................................178
8.3 布局常用指令..........................................................................................................180
8.3.1 摆放元件...............................................................................................................180
8.3.2 按照Room 放置器件...........................................................................................183
8.3.3 按照Capture CIS 原理图页面放置器件.............................................................186
8.3.4 布局准备...............................................................................................................188
8.3.5 手动布局...............................................................................................................191
8.4 其他布局功能..........................................................................................................195
8.4.1 导出元件库...........................................................................................................195
8.4.2 更新元件（Update Symbols）.............................................................................196
8.4.3 过孔阵列（Via Arrays）.......................................................................................197
8.4.4 模块布局和布局复用...........................................................................................198
第9 章层叠设计与阻抗控制......................................................................................202
9.1 层叠设计的基本原则..............................................................................................202
9.1.1 PCB 层的构成.......................................................................................................202
9.1.2 合理的PCB层数选择..........................................................................................203
9.1.3 PCB 层叠设置的常见问题...................................................................................204
9.1.4 层叠设置的基本原则...........................................................................................205
9.2 层叠设计的经典案例..............................................................................................205
9.2.1 四层板的层叠方案...............................................................................................205
9.2.2 六层板的层叠方案...............................................................................................206
9.2.3 八层板的层叠方案...............................................................................................207
9.2.4 十层板的层叠方案...............................................................................................208
9.2.5 十二层板的层叠方案...........................................................................................208
9.2.6 十四层以上单板的层叠方案...............................................................................210
9.3 阻抗控制..................................................................................................................210
9.3.1 阻抗计算需要的参数...........................................................................................210
9.3.2 利用Allegro软件进行阻抗计算..........................................................................213
第10 章电源地处理....................................................................................................217
10.1 电源地处理的基本原则........................................................................................217
10.1.1 载流能力.............................................................................................................218
10.1.2 电源通道和滤波.................................................................................................220
10.1.3 直流压降.............................................................................................................220
10.1.4 参考平面.............................................................................................................221
10.1.5 其他要求.............................................................................................................221
10.2 电源地平面分割....................................................................................................222
10.3 电源地正片铜皮处理............................................................................................226
10.4 电源地处理的其他注意事项................................................................................231
10.4.1 前期Fanout ........................................................................................................231
10.4.2 散热问题.............................................................................................................233
10.4.3 接地方式.............................................................................................................235
10.4.4 开关电源反馈线设计.........................................................................................237
第11 章 PCB布线的基本原则与操作.........................................................................241
11.1 布线概述及原则....................................................................................................241
11.1.1 布线中的DFM要求..........................................................................................241
11.1.2 布线中的电气特性要求.....................................................................................244
11.1.3 布线中的散热考虑.............................................................................................246
11.1.4 布线其他总结.....................................................................................................246
11.2 布线规划................................................................................................................246
11.2.1 约束设置.............................................................................................................246
11.2.2 Fanout ..................................................................................................................247
11.2.3 布线.....................................................................................................................251
11.3 手动布线................................................................................................................253
11.3.1 添加走线.............................................................................................................253
11.3.2 布线编辑命令.....................................................................................................260
11.3.3 时序等长控制.....................................................................................................265
11.4 各类信号布线注意事项及布线技巧.....................................................................268
第12 章全局布线环境（GRE）..................................................................................274
12.1 GRE 功能简介.........................................................................................................274
12.1.1 新一代的PCB布局布线工具…...........................................................................275
12.1.2 自动布线的挑战..................................................................................................275
12.1.3 使用GRE 进行布局规划的优.点.......................................................................276
12.2 GRE 高级布局布线规划.........................................................................................278
12.2.1 GRE 参数设置......................................................................................................279
12.2.2 处理Bundle.........................................................................................................281
12.2.3 规划Flow............................................................................................................284
12.2.4 规划验证.............................................................................................................287
12.3 高级布局布线规划流程.........................................................................................290
12.4 高级布局布线规划实例.........................................................................................292
12.5 自动互连技术Auto-I.XX.........................................................................................297
12.5.1 Flow 的快速创建及连接......................................................................................297
12.5.2 自动Breakout 的应用.........................................................................................300
第13 章 PCB 测试..........................................................................................................306
13.1 测试方法介绍...........................................................................................................306
13.2 加测试点的要求.......................................................................................................308
13.3 加入测试点................................................................................................................308
13.4 测试点的生成步骤....................................................................................................315
第14 章后处理和光绘文件输出....................................................................................317
14.1 DFX概述.....................................................................................................................317
14.1.1 可制造性要求（DFM）.........................................................................................318
14.1.2 可装配性要求（DFA）..........................................................................................319
14.1.3 可测试性要求（DFT）..........................................................................................319
14.2 丝印（Silkscreen）...................................................................................................319
14.2.1 丝印调整................................................................................................................320
14.2.2 丝印设计常规要求................................................................................................321
14.3 丝印重命名及反标注................................................................................................322
14.3.1 器件编号重命名（Rename）................................................................................322
14.3.2 反标（Back Annotation）......................................................................................325
14.4 工程标注.....................................................................................................................325
14.4.1 尺寸标注..................................................................................................................326
14.4.2 技术说明文档资料（Drill 层相关生产需求说明）..............................................332
14.5 输出光绘前的检查流程..............................................................................................335
14.5.1 基于Check List 的检查............................................................................................335
14.5.2 Display Status 检查..................................................................................335
14.5.3 报表检查......................................................................................................336
14.6 光绘输出....................................................................................................338
14.6.1 钻孔文件.............................................................................................339
14.6.2 CAM 输出.....................................................................................................343
14.7 其他.............................................................................................................349
14.7.1 valor 检查所需文件..............................................................................349
14.7.2 3D 视图........................................................................................................349
14.7.3 打印PDF.........................................................................................................350
第15 章 PCB 设计的高级技巧...............................................................................357
15.1 Skill 二次开发.........................................................................................................357
15.2 团队协同设计.........................................................................................................361
15.3 设计数据导入导出..................................................................................................366
15.4 无盘设计.................................................................................................................371
15.5 背钻设计....................................................................................................................373
15.6 DFA可装配性设计..................................................................................................378
15.7 走线跨分割检查（Segments over Voids）...........................................................381
15.8 Extracta ...................................................................................................................382
15.9 优化（Gloss）......................................................................................................384
15.10 Data Tips................................................................................................................388
15.11 3D Viewer ............................................................................................................389
15.12 任意角度走线.....................................................................................................391
15.13 超级蛇形线.........................................................................................................393
15.14 Ravel 语言...........................................................................................................393
15.15 差分对的返回路径的过孔.................................................................................395
15.16 Shape 编辑应用模式...........................................................................................396
15.17 Time Vision——High Speed Product Option .........................................................398
第16 章高速PCB 设计................................................................................................400
16.1 高速PCB 设计理论..............................................................................................400
16.1.1 高速PCB 设计定义............................................................................................400
16.1.2 高速PCB 相关的一些基本理论........................................................................402
16.1.3 高速PCB 设计基本原则....................................................................................409
16.2 信号完整性仿真....................................................................................................410
16.2.1 普通信号完整性问题.........................................................................................410
16.2.2 时序问题（Timing）.........................................................................................412
16.2.3 GHz 以上串行信号问题.....................................................................................414
16.3 电源完整性仿真设计...........................................................................................416
16.3.1 直流电源问题.....................................................................................................416
16.3.2 交流电源问题.....................................................................................................417
16.4 板级EMC 设计......................................................................................................420
16.4.1 板级EMC 设计的关注点..................................................................................420
16.4.2 Cadence 的EMC设计规则................................................................................423
第17 章 DDR3的PCB 设计实例................................................................................425
17.1 DDR3介绍...............................................................................................................425
17.1.1 Fly-By 设计.........................................................................................................428
17.1.2 动态ODT............................................................................................................430
17.1.3 其他更新.............................................................................................................430
17.2 DDR3 PCB 设计规则...............................................................................................431
17.2.1 时序规则.............................................................................................................431
17.2.2 电源设计要求及层叠、阻抗方案.....................................................................433
17.2.3 物理、间距规则.................................................................................................434
17.2.4 电气规则.............................................................................................................446
17.3 DDR3布局.................................................................................................................454
17.3.1 放置关键器件......................................................................................................454
17.3.2 模块布局...............................................................................................................456
17.4 布线..........................................................................................................................459
17.4.1 电源处理................................................................................................................459
17.4.2 Fanout .....................................................................................................................462
17.4.3 DDR3布线...............................................................................................................463
17.5 信号完整性和电源完整性仿真设计.........................................................................467
17.5.1 信号完整性仿真.....................................................................................................467
17.5.1.1 定义仿真模板...................................................................................................... 467
17.5.1.2 加载零件IBIS模型.............................................................................................. 468
17.5.1.3 编辑互连线模型.................................................................................................. 471
17.5.1.4 仿真设置.............................................................................................................. 474
17.5.2 仿真结果展示..........................................................................................................475
17.5.2.1 时钟信号(800MHz) ..............................................................................................475
17.5.2.2 控制信号(800Mbps) ............................................................................................477
17.5.2.3 地址、命令信号(800Mbps) .................................................................................478
17.5.3 电源完整性仿真...................................................................................................... 480
17.5.3.1 PowerDC仿真结果展示........................................................................................480
17.5.3.2 PowerSI仿真结果展示..........................................................................................482
第18 章小型化设计.........................................................................................................485
18.1 小型化设计的工艺流程.............................................................................................485
18.1.1 HDI 技术...................................................................................................................485
18.1.2 埋入零件..................................................................................................................491
18.2 实例：盲、埋孔设计.................................................................................................491
18.3 盲、埋孔设计的其他设置.........................................................................................495
18.4 埋入零件设计的基本参数设置.................................................................................498
18.4.1 实例：埋入零件......................................................................................................501
18.4.2 埋入零件生产数据输出..........................................................................................505
第19 章射频设计............................................................................................................509
19.1 RF PCB 设计背景.........................................................................................................509
19.2 RF PCB 设计的特点.....................................................................................................511
19.3 RF PCB 设计流程.........................................................................................................511
19.4 Analog/RF 设计常用的命令........................................................................................520
附录帮助文件使用说明.....................................................................................................541
参考资料.............................................................................................................................553
