明立娟

摘 要：電類專業(yè)實(shí)訓(xùn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，是電類專業(yè)綜合應(yīng)用的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是提高在校大學(xué)生實(shí)踐技能和增強(qiáng)動(dòng)手能力的有效措施。Altium Designer 6.0仿真軟件給我們提供了一種強(qiáng)有力的教學(xué)輔助手段和方法。

關(guān)鍵詞：Altium Designer 6.0 電類專業(yè)實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)流程

一、引言

專業(yè)實(shí)訓(xùn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。電類專業(yè)實(shí)訓(xùn)是電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、檢測技術(shù)、控制技術(shù)等綜合應(yīng)用的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是提高在校大學(xué)生實(shí)踐技能和增強(qiáng)動(dòng)手能力的有效措施。專業(yè)實(shí)訓(xùn)通過對電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的初步研究和實(shí)踐，使學(xué)生在了解電子系統(tǒng)的組成以及電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與方法的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用知識，重點(diǎn)掌握電子系統(tǒng)的原理并進(jìn)行較簡單的設(shè)計(jì)實(shí)踐，以及電子工藝技能方面的訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的完美結(jié)合。本課程以實(shí)踐操作貫穿始終，要求學(xué)生勤動(dòng)手、多動(dòng)腦、虛心學(xué)習(xí)、刻苦鉆研才能將理論知識與實(shí)踐緊密地結(jié)合起來，掌握電子產(chǎn)品的手工焊接技術(shù)以及電子產(chǎn)品的調(diào)試訓(xùn)練，從而收到實(shí)踐的最佳效果。為達(dá)到實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本降低、學(xué)生設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識培養(yǎng)和教學(xué)效果，將Altium Designer 6.0仿真軟件應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有十分的必要性。

二、應(yīng)用Altium Designer 6.0仿真軟件的好處

Altium Designer 6.0 （以下簡稱AD6.0） 增強(qiáng)了很多板級設(shè)計(jì)功能，這將大大增強(qiáng)對處理復(fù)雜板卡設(shè)計(jì)和高速數(shù)字信號的支持。同時(shí)AD6.0能更加方便、快速地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜板卡的PCB版圖設(shè)計(jì)。

AD6.0的主要功能：

（1）電路原理圖設(shè)計(jì)

①繪制、修改和編輯電路原理圖

②更新和修改電路圖零件庫

③查看和編輯電路圖與零件庫相關(guān)的各種報(bào)表

（2）印刷電路板設(shè)計(jì)

①繪制、修改和編輯印制電路板

②更新和修改零件封裝

③管理電路板組件

（3）電路模擬仿真

（4）FPGA及邏輯器件設(shè)計(jì)

（5）高級信號完整性分析

AD6.0的特點(diǎn)：

（1）支持多國語言

（2）支持PCB與FPGA引腳的雙向同步，能進(jìn)行PCB和FPGA設(shè)計(jì)的系統(tǒng)集成

（3）提供完善的混合信號仿真、布線前后的信號完整性分析功能。

（4）提供了對高密度封裝的交互布線功能

（5）提供了開發(fā)板，并和開發(fā)板上的邏輯可編程芯片一起組成了可重新配置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證平臺。

（6）可以與用戶PC進(jìn)行連接，能進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的下載和用戶PC之間的通信。

（7）允許用戶交互式的執(zhí)行并調(diào)試驗(yàn)證基于邏輯可編程芯片的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（8）可以配合Altium公司Altium Designer 的設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證。

三、Altium Designer 6.0仿真軟件在制板中的設(shè)計(jì)流程

一般而言，一個(gè)電路設(shè)計(jì)要經(jīng)過以下步驟：

（1）建立pcb設(shè)計(jì)工程文件：（.PrjPcb文件）

（2）繪制電路原理圖，對元件屬性賦值：（.SchDoc文件）

（3）編譯原理圖，以消息方式顯示錯(cuò)誤

（4）生成網(wǎng)絡(luò)表（.NET文件，系統(tǒng)自動(dòng)生成）

（5）生成PCB板圖，繪制板框：（.PcbDoc文件）

（6）調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表，完成元件位置布置，設(shè)置布線規(guī)則，完成全部布線

（7）電路板規(guī)則檢查（.html文件，系統(tǒng)自動(dòng)生成）

PCB的設(shè)計(jì)流程分為網(wǎng)表輸入、規(guī)則設(shè)置、元器件布局、布線、檢查、復(fù)查、輸出六個(gè)步驟。

1.網(wǎng)表輸入

網(wǎng)表輸入有兩種方法，一種是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能，選擇Send Netlist，應(yīng)用OLE功能，可以隨時(shí)保持原理圖和PCB圖的一致，盡量減少出錯(cuò)的可能.另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網(wǎng)表，選擇File->Import，將原理圖生成的網(wǎng)表輸入進(jìn)來.

2.規(guī)則設(shè)置

如果在原理圖設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)把PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置好的話，就不用再進(jìn)行設(shè)置這些規(guī)則了，因?yàn)檩斎刖W(wǎng)表時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)則已隨網(wǎng)表輸入進(jìn)PowerPCB了.如果修改了設(shè)計(jì)規(guī)則，必須同步原理圖，保證原理圖和PCB的一致.除了設(shè)計(jì)規(guī)則和層定義外，還有一些規(guī)則需要設(shè)置，比如PadStacks，需要修改標(biāo)準(zhǔn)過孔的大小.如果設(shè)計(jì)者新建了一個(gè)焊盤或過孔，一定要加上Layer 25。

3.元器件布局

網(wǎng)表輸入以后，所有的元器件都會(huì)放在工作區(qū)的零點(diǎn)，重疊在一起，下一步的工作就是把這些元器件分開，按照一些規(guī)則擺放整齊，即元器件布局.PowerPCB提供了兩種方法，手工布局和自動(dòng)布局。

4.布線

布線的方式也有兩種，手工布線和自動(dòng)布線.PowerPCB提供的手工布線功能十分強(qiáng)大，包括自動(dòng)推擠、在線設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC），自動(dòng)布線由Specctra的布線引擎進(jìn)行，通常這兩種方法配合使用，常用的步驟是手工—自動(dòng)—手工。

5.檢查

檢查的項(xiàng)目有間距（Clearance）、連接性（Connectivity）、高速規(guī)則（High Speed）和電源層（Plane），這些項(xiàng)目可以選擇Tools->Verify Design進(jìn)行.如果設(shè)置了高速規(guī)則，必須檢查，否則可以跳過這一項(xiàng).檢查出錯(cuò)誤，必須修改布局和布線。

6.復(fù)查

復(fù)查根據(jù)“PCB檢查表”，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)規(guī)則，層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設(shè)置；還要重點(diǎn)復(fù)查器件布局的合理性，電源、地線網(wǎng)絡(luò)的走線，高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的走線與屏蔽，去耦電容的擺放和連接等.復(fù)查不合格，設(shè)計(jì)者要修改布局和布線，合格之后，復(fù)查者和設(shè)計(jì)者分別簽字。

7.設(shè)計(jì)輸出

PCB設(shè)計(jì)可以輸出到打印機(jī)或輸出光繪文件.打印機(jī)可以把PCB分層打印，便于設(shè)計(jì)者和復(fù)查者檢查；光繪文件交給制板廠家，生產(chǎn)印制板.光繪文件的輸出十分重要，關(guān)系到這次設(shè)計(jì)的成敗。

四、結(jié)語

Altium Designer 6.0仿真軟件在電類專業(yè)實(shí)訓(xùn)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一方面可以把抽象的理論知識通過實(shí)驗(yàn)簡單化、形象化，許多實(shí)際中不易接觸到的儀器可以很方便地從屏幕上選用，讓學(xué)生感受到實(shí)際動(dòng)手操作的快樂，從而激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。另一方面可以針對不同目的（驗(yàn)證、測試、設(shè)計(jì)、糾錯(cuò)和創(chuàng)新等）進(jìn)行訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析、應(yīng)用和創(chuàng)新的能力。所以，Altium Designer 6.0仿真軟件一定能夠在電類專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革中發(fā)揮更大的作用。endprint