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1 Einleitung
2 Schaltungsentwurf
3 Packager
4 Leiterkartenentwurf
4.1 Allgemeine Hinweise
4.1.1 Komponenten und Leistungsmerkmale
4.1.2 Programmaufruf
4.1.3 Hauptmenü
4.1.4 Modifizierte Benutzeroberfläche
4.1.5 Grundsätzliches zur Bedienung
4.2 Bibliotheksbearbeitung
4.3 Layouterstellung
4.4 Autoplacement
4.5 Autorouter
4.6 Spezielle Layoutfunktionen
4.7 CAM-Prozessor
4.8 CAM-View
5 IC-/ASIC-Entwurf
6 Regelsystem
7 Utilities
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Bartels AutoEngineer® - Benutzerhandbuch

4.1 Allgemeine Hinweise

Bartels AutoEngineer® Dokumentation

Das Leiterkartenlayoutsystem des Bartels AutoEngineer besteht im Wesentlichen aus einem grafisch-interaktiven Layouteditor mit integriertem Layoutsymboleditor und integrierten Funktionen zur automatischen Bauteilplatzierung und zur automatischen Generierung von Füllflächen, dem Bartels AutoEngineer zur vollautomatischen Entflechtung, sowie dem CAM-Prozessor und dem CAM-View-Modul zur Erstellung und Bearbeitung der Fertigungsdaten für die Leiterkartenproduktion. Die nachfolgenden Abschnitte dieses Benutzerhandbuchs enthalten eine detaillierte Beschreibung dieser Programm-Module und deren Anwendung.

 

4.1.1 Komponenten und Leistungsmerkmale

Layouteditor (Grafikeditor)

Die Fließpunktarithmetik des grafischen Layouteditors ermöglicht, Daten metrisch oder in Zollwerten frei zu definieren, dadurch jede erdenkliche Form für Lötaugen und Kupferflächen zu generieren und diese frei zu positionieren (z.B. Drehungen um einen bestimmten, auf acht Stellen hinter dem Komma vorgegebenen Winkel). Lötaugen, Bauteile und geometrische Gebilde werden also nicht nur annäherungsweise platziert, sondern sitzen exakt da, wo sie hingehören. Kreise sind auch auf dem Bildschirm echte Kreise und keine elliptischen Gebilde. Die Sichtbarkeit von Flächen lässt sich wahlweise vom Spiegelungsmodus abhängig machen, d.h. es können z.B. SMD-Anschlüsse definiert werden, die auf der Bauteilseite eine andere Form haben als auf der Lötseite.

Der Online-Check ermittelt rasterunabhängig auf acht Stellen hinter dem Komma die genauen Abstandswerte. Mit der gleichen Genauigkeit werden Abstandsverletzungen registriert und umgehend auf dem Bildschirm angezeigt. So können Fehlerquellen sofort erkannt und eliminiert werden, nachträgliche, komplizierte Korrekturen entfallen. Der Online-Check arbeitet inkremental und daher mit extrem hoher Geschwindigkeit (d.h. in Echtzeit!).

Die zwanzigstufige Undo/Redo-Funktion ermöglicht auch hier, Alternativen parallel durchzuspielen. Beliebige Teile der Leiterplatte können - zu Gruppen zusammengefasst - bewegt, gedreht, gespiegelt, kopiert und archiviert werden. Gleiches gilt für Leiterbahnstrukturen ohne Bauteile. Das spart, beispielsweise beim Erstellen spezieller Busstrukturen, eine Menge Zeit.

Das schnelle interaktive Platzieren von Bauteilen unter ständiger Aktualisierung der Verbindungen garantiert eine optimale Ausnutzung der Leiterplattenfläche. Während das Bauteil auf dem Bildschirm bewegt wird, aktualisieren sich die Verbindungen ohne Zeitverlust dynamisch zum nächst gelegenen Anschlusspunkt. Alle Bauteile lassen sich für die SMD-Anwendung spiegeln und um jeden beliebigen Winkel drehen. Es können beliebige Koordinaten für die Bauteilplatzierung spezifiziert werden und auch Polarkoordinaten für die Platzierung von Bauteilen auf einem Kreisbogen sind möglich. Ein komfortabler Automatismus ergibt sich aus der Möglichkeit, Defaultwerte für die Drehung (in 90-Grad-Schritten) und Spiegelung der Bauteile vorzugeben. Während des manuellen Platzierens kann eine alternative Gehäusebauform für das aktuell bearbeitete Bauteil gewählt werden.

Da das System netzorientiert und nicht pinorientiert ist, können Verbindungen nicht nur über Leiterbahnen, sondern auch über Kupferflächen hergestellt werden. Es muss also nicht extra ein Anschlusspin oder eine Durchkontaktierung angefahren werden (echte Connectivity).

Leiterbahnen und Kupferflächen können mit Fließpunktgenauigkeit in jedem beliebigen Raster erstellt werden. Das gewünschte oder interaktiv bearbeitete Potential wird sofort "gehighlighted", das heißt aufgehellt dargestellt, und ist an jedem beliebigen Punkt des gleichen Netzes anschließbar. Die Verwendung von partiellen Durchkontaktierungen (Blind und Buried Vias) ist beim Verlegen von Leiterbahnen ebenso möglich, wie die Definition von kreisbogenförmigen Leiterbahnsegmenten.

Das System bietet die Möglichkeit der Definition von Versorgungslagen. Auf diesen Versorgungslagen können Potentialflächen in beliebiger Form platziert werden. Damit lassen sich geteilte Potential- bzw. Versorgungslagen (Split Power Planes) erzeugen.

Ausgesprochen nützlich für analoge bzw. gemischt analog-digitale Designs sind die Funktionen zum automatischen Füllen von Kupferflächen. Dabei kann mit einstellbarem Isolationsabstand, definierbarer minimaler Strukturgröße, sowie der wahlweisen Elimination isolierter Potentialflächen gearbeitet werden. Wärmefallen werden nach Bedarf automatisch erzeugt, wobei auch die Anschlussbreite einstellbar ist. Elektrisch leitfähige Flächen lassen sich in linien- oder gitterschraffierte (Schirm-)Flächen mit definierbarer Schraffurbreite und vorgebbarem Schraffurabstand umwandeln.

Besonders hilfreich für HF- und Analog-Anwendungen ist die Möglichkeit, Kupferflächen stufenlos zu vergrößern bzw. zu verkleinern. Segmentlängen von Leiterbahnen und Kantenlängen von Kupferflächen können jederzeit automatisch abgefragt werden. Konstruktionselemente werden zu Dokumentationszwecken vom System bemaßt.

Durch die Einbindung der Bartels User Language in den Layouteditor hat der Anwender die Möglichkeit, eigene Menüfunktionen (Makros), Postprozessoren, Report-, Test- und Editierfunktionen, usw. zu implementieren, die er wahlweise explizit (über eine spezielle Menüfunktion) oder implizit (über Tastatur oder ereignisgesteuert) aktivieren kann.

Autoplacement

Das BAE-Layoutsystem ist mit mächtigen Autoplacement-Verfahren ausgestattet. Vor der automatischen Platzierung können die zu platzierenden Bauteile nach dem Mengenprinzip selektiert werden. Die Auswahl der Bauteile erfolgt durch die Spezifikation der Bauteil- und Bibliotheksteilnamen, wobei auch Namensmuster (Wildcards) zulässig sind. Die selektive Auswahl von Bauteilen aus einem speziellen Blockschaltbild eines hierarchischen Schaltplanentwurfs ist ebenfalls möglich. Die Auswahl der Bauteilmenge bietet dem Anwender die Möglichkeit der Steuerung des Platzierungsablaufs (z.B. erst die Stecker, dann DIL-Gehäuse, dann Abblockkondensatoren, usw.).

Mit dem Matrixplacement-Verfahren kann eine selektierbare Menge von Bauteilen automatisch auf einem definierbaren Einbauplatzraster platziert werden. Dadurch reduziert sich der Aufwand für die Platzierung gleichartiger Bauteiltypen (Speicherbausteine, Abblockkondensatoren, Testpunkte, usw.) ganz erheblich. Selbstverständlich berücksichtigt die Matrix-Platzierungsfunktion auch die Defaulteinstellungen für die Drehung und Spiegelung der Bauteile.

Die integrierten Initialplacement-Funktionen ermöglichen die vollautomatische Durchführung der Bauteilplatzierung. Hierbei werden die unplatzierten Bauteile innerhalb der Platinenumrandung auf dem aktuell eingestellten Platzierungsraster platziert, wobei vorplatzierte Bauteile (Stecker, LEDs, etc.) ebenso berücksichtigt werden wie die Vorgaben aus der Netzliste. Abblockkondensatoren und SMD-Bauteile werden automatisch erkannt. Die Lötseite kann für die SMD-Platzierung wahlweise gesperrt oder freigegeben werden. Die Bauteile werden selbsttätig in 90-Grad-Schritten gedreht, wobei sich die Freiheitsgrade bei der Bauteilrotation für eine fehlersichere Bestückung wahlweise einschränken lassen. Optional kann ein Bauteilexpansionsparameter zur Generierung von Freiflächen zwischen den Bauteilen definiert werden. Die automatische Platzierung wird durch einstellbare Gewichtungsfaktoren zur Berücksichtigung von Netzlistenvorgaben und zur Bewertung der Bauteil-Segmentpassung gesteuert. Bereits während der Platzierung werden Rip-Up/Retry-Läufe eingeschoben, um die Ausnutzung der Platinenfläche zu optimieren.

Die Platzierungsoptimierung bietet Funktionen zum automatischen Bauteil- und Pin-/Gattertausch an. Der Bauteiltausch (Component Swap) führt eine iterative Vertauschung von Einbauplätzen bereits platzierter, identischer Gehäuse durch. Der Pin-/Gattertausch (Pin/Gate Swap) führt analog eine iterative Vertauschung von Gattern (auch bauteilübergreifend) bzw. Pins und Pingruppen durch. Die Zulässigkeit von Pin/Gate-Swaps wird anhand entsprechender Bibliotheksdefinitionen geprüft. Es lassen sich einzelne oder mehrere Optimierungsläufe aktivieren, wobei auch das Verfahren (nur Bauteiltausch, nur Pin-/Gattertausch, oder beide) entsprechend gewählt werden kann. Die Platzierungsoptimierung bewirkt in der Regel eine signifikante Vereinfachung der Verdrahtungsaufgabe und führt damit zu einer enormen Zeiteinsparung beim nachfolgenden Routvorgang.

Bartels Autorouter

Der Bartels Autorouter® ist das Produkt jahrelanger intensiver Forschung und praxisorientierter Erfahrung auf dem Gebiet der automatischen Leiterkartenentflechtung. Die Liste der Leistungsmerkmale des Bartels Autorouters ist beeindruckend. Der Bartels Autorouter® eignet sich zur automatischen Entflechtung von Leiterkarten die auf allen heutzutage gängigen modernen Leiterkartentechnologien (Mehrlagenlayouts, Analogdesigns, SMD-/SMT-Baugruppen, BGA-Komponenten, usw.) basieren. Die anwenderorientierte Konzeption, seine Zuverlässigkeit und seine Flexibilität haben den Bartels Autorouter® zum Industriestandard werden lassen. So wird der Router heute weltweit von großen CAD-Häusern unter den verschiedensten Namen und in unterschiedlichen Implementierungen angeboten. Im Bartels AutoEngineer ist selbstverständlich die jeweils aktuellste Version des Bartels Autorouter® mit allen Leistungsmerkmalen integriert. Durch den Einsatz des Bartels Autorouter® lässt sich der Zeitaufwand für den Entwurf von Leiterkarten drastisch reduzieren. Für den kompletten Entwurf einer Europakarte einschließlich Stromlaufplan und Fertigungsunterlagen benötigt ein erfahrener BAE-Anwender üblicherweise nicht länger als einen Tag.

Der Bartels Autorouter® besticht durch die Verknüpfung sehr hoher Entflechtungsintelligenz mit hervorragender Fertigungsqualität. Dieses Ziel wird durch einen speziellen Backtracking-/Ripup-/Reroute-Algorithmus erreicht, der die Leiterbahnen zunächst für eine vollständige Entflechtung optimal verlegt und dann das Layout noch einmal grundlegend in Richtung Fertigungsqualität optimiert. So werden bei der Entflechtung regelmäßig 100%-Ergebnisse erreicht. Der Algorithmus wird von einem Backtracking überwacht, das nicht nur eine Verschlechterung des Ergebnisses während Ripup oder Optimierung sowie ein Festfahren des Routers wirksam verhindert, sondern auch völlig neue Wegevarianten erschließt. Der selektive Ripup-/Retry-Algorithmus erlaubt es dem Bartels Autorouter® insbesondere auch, gezielt ganze Leiterbahnbündel zu verschieben, um so Platz für noch nicht verlegte Verbindungen zu schaffen (Push'n'Shove Routing).

Der netzübergreifende Optimierer gewährleistet durch das komplette Neuverlegen der Leiterbahnen nach Kriterien der Fertigungsfreundlichkeit eine hohe Layoutqualität. Dabei wird im Allgemeinen die Anzahl der Durchkontaktierungen (Vias) erheblich reduziert. Selbstverständlich werden auch die Leiterbahnecken abgeschrägt und Treppen - soweit sinnvoll - durch 45 Grad Leiterbahnen ersetzt.

Der Bartels Autorouter® kann bis zu 28 Lagen (16 Signallagen und 12 Versorgungslagen) simultan entflechten (Multilayer-Routing). Die Funktionen des Autorouters sind stark praxisorientiert. So kann z.B. gegen vorverlegte Kupferkämme gegengeroutet werden, um eine gute Stromversorgungsstruktur zu erreichen. Bei der Verwendung von Stromversorgungslagen werden selbstverständlich auch SMD-Pads richtig mit Durchkontaktierungen an diese angeschlossen. Generell wird beim Anschluss von SMD-Pads die vorgesehene Anschlussbreite nicht überschritten, um dem Aufstellen der Bauteile beim Löten vorzubeugen. Die Anschlussbreite ist pin- und nicht netzbezogen, T-Stücke werden automatisch konstruiert (Copper-Sharing).

Der Routingprozess kann am Bildschirm verfolgt werden. Die grafische Anzeige des Leiterkartenlayouts wird hierzu in Echtzeit aktualisiert, und es erfolgen statistische Anzeigen über den Routvorgang. Der Routingvorgang kann nach Bedarf abgebrochen, fortgeführt oder neu gestartet werden.

Bereits entflochtene Layouts können automatisch vom Router an veränderte Platzierungen oder Netzlisten angepasst werden (Änderungsrouten, Re-Entrant-Routing). Dabei entfernt der Router selbsttätig nunmehr falsche Leiterbahnen und ergänzt fehlende. Das modifizierte Layout kann dann nochmals optimiert werden.

Die heute in der Leiterplattentechnik eingesetzten Technologien werden vom Router voll unterstützt. Er erkennt alle frei definierbaren Strukturen (Lötaugen, Leiterbahnen, Kupferflächen) und schließt sie auf dem bestmöglichen Wege an. Auch nicht im Routingraster liegende Anschlüsse stellen durch die integrierte Offgrid-Erkennung kein Problem dar. Neben den Standard-Routingrastern mit wahlweiser Einstellung des Halbraster-Routingverfahrens (1/20 Zoll bis hin zu 1/100 bzw. 1/200 Zoll) stehen Optionen zur Vorgabe beliebiger Routingrasters für spezielle Pin-Grids und Optionen zum rasterfreien Routen zur Auswahl. Anschlüsse in geteilte Potentiallagen werden richtig erkannt und korrekt realisiert (Split Power Plane Routing). SMD-Technologien und BGAs (Ball Grid Arrays) werden durch spezielle Routing-Algorithmen zum Vorverlegen von SMD-Vias und zur Ankontaktierung von BGA-Anschlüssen unterstützt. Die Beherrschung partieller Durchkontaktierungen (Blind und Buried Vias) und Microvias (Via-in-Pad-Technologie) erhöht die Entflechtbarkeit von Multilayer-Platinen und unterstützt darüber hinaus neue Technologien der Leiterplattenfertigung wie z.B. Verfahren zur Realisierung plasmageätzter Durchkontaktierungen. Bereichsrouting ist mit Hilfe entsprechender Vorgaben für gesperrte Routingbereiche bzw. -Lagen möglich. Auch die Definition von Via-Sperrflächen ist möglich.

Im Autorouter stehen die aus dem Layouteditor bekannten Initialplacement-Funktionen sowie die Routinen zur Durchführung von Platzierungsoptimierungen zur Verfügung. Damit kann im Autorouter eine vollautomatische Vorplatzierung der Bauteile sowie eine Platzierungsoptimierung durch automatischen Bauteiltausch und Pin/Gate-Swap vorgenommen werden.

Darüber hinaus bietet der Autorouter eine Reihe spezieller Autorouting-Funktionen (Platzierungsoptimierung durch automatischen Pin/Gate-Swap im Rip-Up-Routing, rasterfreies Routen, Einzelnetz- und Bereichsrouting, Routen in gemischten Rastern, usw.) an. Die Funktion Platzieren/routen aktiviert sowohl den Voll-Autoplacer (mit komplettem Initialplacement und Platzierungsoptimierung) als auch anschließend den Voll-Autorouter (mit Initialrouting, Rip-Up/Retry-Routing und Optimierer), d.h. mit dieser Funktion lässt sich quasi auf Knopfdruck die gesamte Platzierung und Entflechtung vollautomatisch durchführen. Der Single-Net-Autorouter dient der automatischen Entflechtung einzelner, selektierbarer Signalnetze bzw. Verbindungen. Damit können z.B. Stromversorgungsnetze oder kritische Leiterbahnen unter Berücksichtigung spezifischer Vorgaben für Leiterbahnbreiten, Mindestabstände, Lagenzuordnungen, usw. selektiv vorverlegt werden. Der Vollständigkeit halber unterstützt der Single-Net-Router auch eine Option zum Löschen einzelner bereits gerouteter Netze bzw. Verbindungen. Das im Autorouter integrierte Verfahren zum Routen von Netzgruppen kann dazu verwendet werden, unterschiedliche, selektierbare Signalnetzgruppen (z.B. Busse eines speziellen Schaltungsblocks) selektiv mit spezifischen Routeroptionen (Vorzugsrichtungen, Leiterbreiten, etc.) zu verdrahten. Mit der Funktion zum Routen von Bauteilen (Component Routing) können Bauteile selektiv geroutet werden. Die Funktion zum Bereichs- oder Blockrouting dient der Entflechtung festlegbarer Bereiche bzw. selektierbarer Schaltungsblöcke auf der Leiterkarte. Damit können unterschiedliche Routingbereiche bzw. Schaltungsblöcke (I/O- oder Memorybereich, Digital- bzw. Analogbereich, etc.) mit unterschiedlichen, an die Schaltungstopologie angepassten Routeroptionen (Routingraster, Mindestabstände, Vorzugsrichtung, Vorgaben für Busrouting, etc.) entflochten werden. Während des Rip-Up-Autorouting-Prozesses bedient sich der Autorouter integrierter Funktionen zur Platzierungsoptimierung durch selektive Bauteil- und Pin/Gate-Swaps, um dadurch die Entflechtbarkeit der getauschten Bauteile, Gatter oder Pins zu erhöhen bzw. überhaupt zu ermöglichen.

Mit der im Autorouter integrierten Undo-Funktion können bis zu zwanzig Kommandos rückgängig und anschließend mit dem Redo-Kommando wieder ausgeführt werden. Dies gilt insbesondere auch für komplexeste Arbeitschritte wie z.B. komplette Autorouter-Läufe. Damit gewährleistet die Undo/Redo-Funktion einerseits Datensicherheit und ermöglicht andererseits eine komfortable Überprüfung von Realisierungsalternativen.

Durch die Einbindung der Bartels User Language in den Autorouter hat der Anwender die Möglichkeit, eigene Menüfunktionen (Makros), Report- und Testfunktionen, automatische Platzierungs- und Routingprozeduren, usw. zu implementieren, die er wahlweise explizit (über eine spezielle Menüfunktion) oder implizit (über Tastatur oder ereignisgeseteuert) aktivieren kann.

Die in BAE HighEnd integrierte Version des Autorouters bietet darüber hinaus mächtige Zusatzfunktionen basierend auf einer patentierten Technologie neuronaler Netzwerke (Neuronaler Autorouter). Der Autorouter der BAE HighEnd-Software bedient sich künstlicher Intelligenz zur automatischen Lösung spezieller Entflechtungsprobleme wie sie z.B. typischerweise beim Analogrouting oder bei der Erzeugung von Leiterbahnen mit speziellen elektrischen Eigenschaften bzw. bei der Generierung von Mikrowellenstrukturen auftreten. Hierzu arbeitet der Autorouter mit Funktionen zur Erlernung und automatischen Anwendung von Regeln zur Lösung spezieller Entflechtungsprobleme und wird dabei zusätzlich noch unterstützt durch einen rasterlos arbeitenden, objektorientierten Routingalgorithmus mit integrierter Platzierungsoptimierung.

CAM-Prozessor

Da der Bartels AutoEngineer alle nur erdenklichen freien Geometrie-Definitionen zulässt, müssen auch die Postprozessoren diesen hohen Ansprüchen genügen. Natürlich hat der Pen- oder Fotoplotter nicht für jede Geometrie den passenden Stift oder die richtige Blende zur Verfügung. Deshalb werden die gewünschten Geometrien zunächst genau berechnet. Der intelligente Postprozessor wählt dann die bestmögliche Blende aus, um die vorgegebene Fläche exakt zu füllen. Nicht der Blendenteller definiert dabei die Lötaugen, sondern die geforderte Technologie. Die so generierten Unterlagen und Steuerdaten entsprechen genau den gewünschten Ergebnissen, sind mit den über den Bildschirm vorgegebenen Daten identisch. Damit hat der Anwender die freie Auswahl unter den Fotoplot-Dienstleistern und Leiterplatten-Herstellern, weil er alle benötigten Daten problemlos selbst erstellen kann.

Durch die Einbindung der Bartels User Language in den CAM-Prozessor hat der Anwender die Möglichkeit, eigene Menüfunktionen (Makros), Postprozessoren, CAM-Batchbetrieb, Report- und Testfunktionen, usw. zu implementieren, die er wahlweise explizit (über eine spezielle Menüfunktion) oder implizit (über Tastatur oder ereignisgesteuert) aktivieren kann.

CAM-View

Das Modul CAM-View ermöglicht die visuelle Darstellung von Gerberdaten, Bohrdaten (Sieb&Meier bzw. Excellon) und Fräsdaten (Excellon) zur Kontrolle der Ausgabe und zur Überprüfung der verwendeten Werkzeuge. Darüber hinaus besteht mit CAM-View die Möglichkeit der Nutzengenerierung, und schließlich können mit Hilfe dieses Moduls Gerberdaten aus Fremdsystemen in den AutoEngineer übernommen werden.

Durch die Einbindung der Bartels User Language in das CAM-View-Modul hat der Anwender die Möglichkeit, eigene Menüfunktionen (Makros), Batchprozeduren, Report- und Testfunktionen, usw. zu implementieren, die er wahlweise explizit (über eine spezielle Menüfunktion) oder implizit (über Tastatur oder ereignisgesteuert) aktivieren kann.

 

4.1.2 Programmaufruf

Der Aufruf des Bartels AutoEngineer sollte grundsätzlich aus dem Verzeichnis erfolgen, in welchem die zu bearbeitenden Projektdateien abgelegt bzw. abzulegen sind. Wechseln Sie also zunächst in Ihr Projektverzeichnis (zur Abarbeitung der in diesem Handbuch aufgeführten Beispiele ist es zweckmäßig, in das bei der Installation des Bartels AutoEngineer angelegte BAE-Jobs-Directory zu wechseln). Der Aufruf des Layoutmoduls erfolgt aus der Shell des Bartels AutoEngineer. Starten Sie diese von Betriebssystemebene aus mit folgendem Befehl:

> bae Return-/Eingabetaste (CR)

Der AutoEngineer zeigt auf dem Schirm das Bartels-Logo sowie folgendes Menü (die Funktion Setup ist nur unter Windows bzw. Motif verfügbar; die Menüpunkte IC-Design und Weitere Task sind nur in speziellen Softwarekonfigurationen wie etwa in BAE HighEnd oder BAE IC Design) verfügbar):

Schaltplan
Layout
[ IC-Design ]
Packager
CAM-View
[ Setup ]
[ Weitere Task ]
Programmende

Wählen Sie den Menüpunkt Layout mit der Maus an, und bestätigen Sie Ihre Wahl durch Drücken der linken Maustaste:

LayoutLinke Maustaste (LMB)

Nun wird der Layouteditor des AutoEngineer geladen. Sollte der Programmaufruf fehlschlagen, dann deutet dies darauf hin, dass die Software nicht richtig installiert ist. Wir verweisen in diesem Zusammenhang auf die Bartels AutoEngineer® Installationsanleitung.

Der Layouteditor kann auch direkt aus dem Packager aufgerufen werden. In diesem Fall wird automatisch die Erzeugung eines Layoutelements für die zuletzt vom Packager erzeugte Netzliste vorgeschlagen, wenn noch kein entsprechendes Layoutelement existiert.

 

4.1.3 Hauptmenü

Nach dem Aufruf des Layouteditors befindet sich auf der rechten Bildschirmseite eine Menüleiste, bestehend aus dem Hauptmenü im oberen Bereich sowie dem im Hauptmenü selektierten Menü im unteren Bereich. Nach dem Laden des Layouteditors ist das Menü Dateiverwaltung aktiviert, und der grüne Menübalken steht auf Laden.

Unter Windows und Motif kann anstelle der Standard- bzw. Seitenmenükonfiguration wahlweise auch ein Benutzerinterface mit Pulldownmenüs aktiviert werden. Hierzu ist mit Hilfe des Utilityprogramms bsetup das Kommando WINMENUMODE mit der Option PULLDOWN in das Setup der BAE-Software einzuspielen (siehe hierzu auch Kapitel 7.2). Bei der Verwendung von Pulldownmenüs ist das Hauptmenü als horizontal ausgerichtete Menüleiste am oberen Ende der Benutzerschnittstelle angeordnet.

Das Hauptmenü ist während der Dauer der Layoutbearbeitung mit dem Layouteditor ständig verfügbar und ermöglicht die Aktivierung der folgenden Menüs:

Undo, Redo
Bilddarstellung
Dateiverwaltung
Bauteile
Leiterbahnen
Flaechen
Texte, Bohrungen
Gruppen
Parameter
Diverse

Undo, Redo

Im Menü Undo, Redo finden Sie die Undo-Funktion, mit der die letzten zwanzig Arbeitsschritte rückgängig gemacht werden können. Mit der Redo-Funktion kann der Undo-Befehl wieder aufgehoben werden. Sie sollten diese wichtigen Funktionen unbedingt an einigen Stellen in den nachfolgenden Beispielen ausprobieren, um ein Gefühl für die Mächtigkeit dieser Kommandos zu bekommen.

Ansicht, Bilddarstellung

Im Menü Ansicht bzw. Bilddarstellung, das Sie außer durch Selektion im Hauptmenü auch immer über die mittlere Maustaste erreichen können, können Sie Zoomfunktionen aktivieren, das Eingabe- bzw. Hintergrundraster definieren, oder die Farbtabelle einstellen. Darüberhinaus finden Sie hier nützliche Hilfsfunktionen z.B. zur Bauteilsuche oder zur Elementabfrage.

Dateiverwaltung

Über das Menü Dateiverwaltung können Elemente neu generiert, geladen, gespeichert, kopiert, ersetzt oder gelöscht werden. Außerdem können von hier aus Farbtabellen geladen oder gespeichert werden, und es sind in diesem Menü auch wichtige Datenbank-Verwaltungsfunktionen (Auflisten Dateiinhalt, Update Bibliothek) enthalten.

Bauteile

Das Menü Bauteile enthält die Funktionen zur Definition von Platzierungs-Bauteilmengen, zur manuellen Bauteilplatzierung, zur Umbenennung von platzierten Bauteilen, zur automatischen Bauteilplatzierung (Matrixplacement, Initialplacement) sowie zur manuellen und automatischen Platzierungsoptimierung (Component Swap bzw. Pin/Gate Swap). Darüberhinaus kann in diesem Menü die Auswahl der Durchkontaktierung(en) für das Routing vorgenommen werden.

Auf Bauteilebene werden die Funktionen aus dem Menü Bauteile zur Definition bzw. Platzierung von Bauteilpins (Padstacks) verwendet. Auf Padstackebene werden die Funktionen aus dem Menü Bauteile zur Definition bzw. Platzierung von Pinanschlussflächen (Pads) verwendet.

Leiterbahnen

Im Menü Leiterbahnen sind die Funktionen zum interaktiven Verlegen von Leiterbahnen enthalten.

Flaechen

Das Menü Flaechen enthält die Funktionen zur Definition der Platinenumrandung, zur Erzeugung von Kupfer-, Potential- und Sperrflächen sowie zur Generierung von Dokumentarlinien oder Dokumentarflächen. Zur Bearbeitung bestehender Flächen stehen Funktionen zum Bewegen, Drehen, Spiegel, Kopieren und Löschen zur Verfügung. Darüberhinaus enthält das Menü Flaechen auch die Funktionen für die Flächenautomatik, d.h. zur Definition von Füllbereichen, zur automatischen Generierung und zum Löschen von Füll- und Schirmflächen sowie zur Erzeugung von Schraffurflächen.

Texte, Bohrungen

Das Menü Texte, Bohrungen dient dazu, Texte einzugeben, zu bewegen, zu verändern, oder wieder zu löschen. Daneben sind in diesem Menü die Funktionen zum Setzen und Löschen von Bohrungen enthalten.

Gruppen

Im Menü Gruppen werden Funktionen angeboten, mit deren Hilfe Teile des gesamten Layouts in Gruppen zusammengefasst und dann gespeichert, geladen, bewegt, gedreht, gespiegelt, skaliert, kopiert, gelöscht, fixiert oder freigegeben werden können.

Parameter

Das Menü Parameter enthält Funktionen zur Selektion der Bibliothek, zum Setzen des Nullpunktes bzw. der Elementgrenzen, zur Definition der Versorgungslagen, zur Selektion der Mincon-Funktion, zur Einstellung der Designregeln für die Abstandshaltung, sowie zur Aktivierung der automatischen Datensicherung.

Diverse

Im Menü Diverse kann der Programmabbruch oder der Rücksprung in die Shell des Bartels AutoEngineer veranlasst werden. Über dieses Menü des Layouteditors ist auch der Aufruf der Layoutmodule Autorouter und CAM-Prozessor möglich. Daneben werden hier weitere nützliche Funktion wie Batch Design Rule Check, Rueck-Netzliste und Flächen-Spiegelsicht angeboten. Auch der explizite Aufruf von User Language-Programmen ist von diesem Menü aus möglich.

 

4.1.4 Modifizierte Benutzeroberfläche

Menübelegung und Tastaturprogrammierung

Einige der mit der BAE-Software installierten User Language-Programme definieren implizite User Language-Programmaufrufe über die eine weit reichend modifizierte Benutzeroberfläche mit einer Vielzahl von Zusatzfunktionen (Startups, Toolbars, Menübelegung, Tastaturprogrammierung) aktiviert wird. Das User Language-Startupprogramm bae_st wird automatisch beim Aufruf des Layouteditors gestartet. bae_st ruft seinerseits das User Language-Programm uifsetup auf, welches eine vordefinierte Menü- und Tastaturbelegung im Layouteditor aktiviert. Änderungen bzw. Anpassungen der Menü- und Tastaturbelegung können zentral in der Quellcodedatei von uifsetup vorgenommen werden. Die aktuelle Tastaturbelegung kann mit dem User Language-Programm hlpkeys angezeigt werden. Der Aufruf von hlpkeys ist über die Funktion Tastaturbelegung aus dem Menü Hilfe möglich, sofern die vordefinierte Menübelegung aus uifsetup aktiviert ist. Mit dem User Language-Programm uifdump kann die in der aktuellen Interpreterumgebung definierte Menü- und Tastaturbelegung in Form eines Reports angezeigt bzw. auf eine Datei ausgegeben werden. Mit dem User Language-Programm uifreset lässt sich die komplette Menü- und Tastaturbelegung zurücksetzen. uifsetup, uifdump und uifreset sind auch über das Menü des User Language-Programms keyprog aufrufbar, welches zudem komfortable Funktionen zur Online-Tastaturprogrammierung sowie zur Verwaltung von Hilfstexten für User Language-Programme zur Verfügung stellt.

Kontextmenüs im Grafikarbeitsbereich

Bei Betätigung der linken Maustaste im Grafikarbeitsbereich wird ein kontextsensitives Menü mit spezifischen Funktionen zur Bearbeitung des an der aktuellen Mausposition platzierten Objekts aktiviert, wenn nicht bereits eine andere Menüfunktion aktiv ist. Ist kein Element geladen, dann werden die Dateiverwaltungsfunktionen Element laden bzw. Neues Element angeboten. Dieses Feature ist über einen automatisierten Aufruf des User Language-Programms ged_ms implementiert.

Kaskadierende Pulldownmenüs unter Windows/Motif

Die Windows- und Motifversionen des Grafikditors ermöglichen die Konfiguration kaskadierender Pulldownmenüs. Menüpunkte können ihrerseits implizit auf Untermenüs verweisen. Die Notwendigkeit des Aufrufs von Funktionen zur expliziten Anzeige von Untermenüs entfällt damit. Die Pulldownmenüs der Windows- und Motifversionen des Layouteditors werden über das User Language-Programm uifsetup entsprechend mit kaskadierenden Menüs ausgestattet. Untermenüfunktionen lassen sich damit einfach lokalisieren und starten. Die über die rechte Maustaste implementierte Wiederholfunktion ist entsprechend angepasst. Die Wiederholung von in Untermenus untergebrachten Funktionen vereinfacht sich dadurch erheblich.

Dialoge für Parametereinstellungen unter Windows/Motif

In den Windows- und Motifversionen des Layouteditors sind die folgenden Dialoge für Parametereinstellungen implementiert:

  • Einstellungen - Einstellungen: Allgemeine Layouteditor-Parameter
  • Ansicht - Einstellungen: Bilddarstellungsparameter
  • Bauteile - Autoplacement - Einstellungen: Parameter für automatische Platzierung
  • Flächen - Flächenautomatik - Einstellungen: Flächenfüllparameter

In den Pulldownmenükonfigurationen werden die Standardfunktionen für Parametereinstellungen über das User Language-Programm uifsetup durch die obigen Menüfunktionen zum Aufruf der entsprechenden Dialoge ersetzt.

Pulldownmenükonfiguration unter Windows/Motif

Bei der Verwendung von Pulldownmenüs unter Windows und Motif wird über das User Language-Programm uifsetup eine an Windows angepasste Menüanordnung mit zum Teil geänderten Funktionsbezeichnungen und einer Vielzahl von Zusatzfunktionen konfiguriert. Das Hauptmenü des Layouteditors wird dabei wie folgt aufgebaut:

Datei
Bearbeiten
Ansicht
Bauteile
Leiterbahnen
Flaechen
Texte, Bohrungen
Einstellungen
Utilities
Hilfe

Das Menü Hilfe enthält die beiden Funktionen Referenzhandbuch und Hilfe zu. für den Zugriff auf das im Windows-Help-Format verfügbare Referenzhandbuch zum Layouteditor. Hilfe zu lädt dabei direkt die Referenzhandbuchseite eines selektierbaren Menüpunkts oder Benutzeroberflächenelements.

 

4.1.5 Grundsätzliches zur Bedienung

Automatische Parametersicherung

Im den Programm-Modulen des BAE-Layoutsystems sind Funktionen zur automatischen Sicherung wichtiger Design- und Bearbeitungsparameter implementiert.

Im Layouteditor werden bei Aktivierung der Funktion zur Sicherung des aktuell geladenen Elements folgende Parameter automatisch in der aktuell bearbeiteten Designdatei gespeichert:

  • Zeitintervall für automatische Datensicherung
  • Name der aktuell geladenen Layoutfarbtabelle
  • Eingaberaster
  • Hintergrundraster
  • Raster- und Winkelfreigabe
  • Koordinatenanzeigemodus
  • Breitendarstellungswert
  • Darstellungsmodus für Gruppenplatzierung
  • Standardwinkel für Bauteilplatzierung
  • Spiegelungsmodus für Bauteilplatzierung
  • Airlineanzeigemodus für Bauteilplatzierung
  • Standardtextgröße
  • Standardleiterbahnbreiten
  • Leiterbahnsegmentverschiebemodus
  • Bibliothekszugriffspfad
  • Mincon-Funktion
  • Platzierungsmatrix
  • Placement Matrix Enabled Flag
  • Flächenautomatik Isolationsabstand
  • Flächenautomatik Minimale Strukturgröße
  • Flächenautomatik Leiterbahnaussparungsmodus
  • Flächenautomatik Inselerkennungsmodus
  • Flächenautomatik Wärmefallenerzeugung
  • Flächenautomatik Wärmefallenstegbreite
  • Schraffurlinienabstand
  • Schraffurlinienbreite
  • Schraffurmodus

Die Elementnamen der zu sichernden Parametersätze werden vom aktuell bearbeiteten Layoutelement abgeleitet. Layoutspezifische Parametersätze erhalten den Elementnamen des aktuell bearbeiteten Layouts, bauteilspezifische Parametersätze den Namen [part], padstackspezifische Parametersätze den Namen [padstack], padspezifische Parametersätze den Namen [pad]. Beim Laden eines Elements wird automatisch der entsprechende Parametersatz mitgeladen. Dadurch wird in komfortabler Weise eine spezifische Arbeitsumgebung zur Bearbeitung der selektierten Bibliothekshierarchie bzw. des selektierten Designobjekts aktiviert.

Lagenzuordnung

Gleichermaßen wichtig bei der Erstellung bzw. Anpassung von Bibliothekselementen wie beim eigentlichen Leiterkartendesign ist die Wahl der Lagenzuordnung. Das System stellt Ihnen folgende Lagen bzw. Anzeigeelemente zur Verfügung:

  • Signallagen 1 - 100
  • Signallage "Oberste Lage"
  • Signallage "Alle Lagen"
  • Signallage "Innenlagen"
  • Versorgungslagen 1 - 12
  • Dokumentarlagen 1 - 100
  • Umrandung
  • Unroutes
  • Bohrungen
  • Arbeitsbereich
  • Nullpunkt
  • Fehler
  • Highlight
  • Bohrung "-", "A" - "Z"
  • Fixiert
  • Verankerte

Die Signallagen unterliegen dem Design Rule Check. Auf ihnen wird das eigentliche Layout (Kupfer und Sperrflächen) dargestellt. Spezialfälle stellen hierbei die Signallagen Oberste Lage, Alle Lagen und Innenlagen dar.

Die Signallage Oberste Lage wird erst im Layout dynamisch einer bestimmten Signallage zugewiesen (die Standardeinstellung hierfür ist die Signallage 2). Diese Lage ist sehr nützlich, wenn die Lagenzahl oder Zuordnung beim Erstellen einer Bibliothek noch nicht festliegt. Die Zuweisung wird im Menü Einstellungen über die Funktion Oberste Lage durchgeführt und mit dem Layout gespeichert. Diese Funktion definiert auch die Position des Spiegels beim Spiegeln z.B. eines Bauteils. Es wird stets gegen die so festgelegte Lage gespiegelt, alle Lagen oberhalb der Obersten Lage bleiben unberührt.

Der Menütext zur Auswahl der obersten Lage kann über das BAE-Setup geändert werden kann (z.B. in Bauteilseite oder Component Side). Beachten Sie in diesem Zusammenhang die Möglichkeiten der Anpassung der Signallagenmenüs im Layout mit Hilfe des Utilityprogramms bsetup.

Die Lage Alle Lagen wird als auf allen Signallagen (d.h. auf Signallage 1 bis einschließlich Oberste Lage) vorhanden betrachtet und dementsprechend geprüft und geplottet. Diese Lage ist z.B. für gebohrte Pins nützlich, wenn die Lagenzahl der Platine bei der Bibliothekserstellung noch nicht feststeht.

Die Lage Innenlagen wird als auf allen Signal-Innenlagen (d.h. auf allen Signallagen zwischen Signallage 1 und Oberste Lage) vorhanden betrachtet und dementsprechend geprüft und geplottet. Diese Lage vereinfacht für das Multilayer-Layout die Definition von Pins, die in den Signal-Innenlagen andere Anschlussformen besitzen als in den Signal-Außenlagen.

Die Versorgungslagen enthalten die sogenannten "Power Planes" und werden stets negativ dargestellt bzw. geplottet. Aussparungen und Wärmefallen werden durch den CAM-Prozessor automatisch erzeugt, die Festlegung der Signalnamen erfolgt im Menuü Einstellungen über die Funktion Versorgungslagen.

Die Dokumentarlagen dienen der Speicherung von Dokumentarinformation. Hier können Lötstopmasken, Klebemasken, Bestückungspläne, Bohrpläne, Passermarken, usw. definiert werden. Um das Erstellen von doppelseitigen SMD-Karten zu ermöglichen, ist jede Dokumentarlage in die folgenden Seiten unterteilt:

Seite 1
Seite 2
Beide Seiten

Es handelt sich hierbei prinzipiell um Unterlagen der jeweiligen Dokumentarlage. Beim Spiegeln werden stets Seite 1 und Seite 2 vertauscht, während beim Plotten wahlweise Beide Seiten zu Seite 1 bzw. Seite 2 hinzugefügt werden kann. Die Namen und Eigenschaften der Dokumentarlagen lassen sich individuell mit dem Programm bsetup festlegen. Bei Änderungen mit bsetup sollte jedoch beachtet werden, dass die Änderungen nur für neu definierte Grafikelemente wirksam werden. Dies ist notwendig, um einen Datenaustausch zwischen verschiedenen Installationen zu ermöglichen. Bitte befassen Sie sich daher vor der Erstellung von Bibliotheken genauestens mit der Lagenzuordnung und legen Sie die Ihren Anforderungen am besten entsprechende Zuordnung mit bsetup vorher fest. Die Beschreibung des Utilityprogramms bsetup sowie die mit der BAE-Software voreingestellten Dokumentarlagen-Definitionen finden Sie im Kapitel 7.2 dieses Handbuchs.

Die Lage Umrandung ist eine Speziallage, die lediglich der Definition der Platinenumrandung dient. Die Lage Unroutes ist eine Darstellungsebene für die Anzeige der noch nicht gerouteten Verbindungen (Unroutes, Airlines) auf dem aktuell geladenen Layout. Die Lage Bohrungen ist eine Darstellungsebene für die Anzeige der Bohrdefinitionen. Die Lagen Arbeitsbereich, Nullpunkt, Fehler und Highlight sind spezielle Ebenen zur Darstellung von Anzeigeelementen in der grafisch-interaktiven Benutzeroberfläche des BAE-Layoutsystems. Die Drill-Lagen dienen der Zuweisung von Farben an Bohrklassen. Die Speziallagen Fixiert und Verankert dienen der Auswahl von Mustern zur Anzeige fixierter bzw. verankerter Layoutelemente.

Vorzugslage und Elementauswahl

Häufig tritt der Fall ein, dass Elemente auf verschiedenen Lagen übereinander platziert sind (z.B. übereinander liegende Bauteile bei doppelseitig bestückten SMD-Platinen). Beim Pick eines Elements wird, sofern keine eindeutige Auswahl möglich ist, das auf der im Menü Ansicht mit der Funktion Vorzugslage selektierten Lage befindliche Element gewählt. Auch die erste beim Verlegen neuer Leiterbahnen angewählte Lage ist die Vorzugslage.

Die unter Einstellungen aus dem Menü Ansicht erreichbare Dialogbox enthält den Parameter Pickmodus zur Steuerung des Verhaltens bei Elementpicks an Positionen mit mehreren platzierten Elementen. Die Voreinstellung Vorzugslage bewirkt wie beschrieben den Pick eines Elementes anhand der Vorzugslage. Die Option Elementauswahl bietet bei mehreren Elementen an der Pickposition eine Elementauswahl an. In einer Schleife werden die Elemente nacheinander hervorgehoben dargestellt und eine Kurzbeschreibung in der Eingabezeile angezeigt. Durch Betätigung der Return-Taste oder der linken Maustaste kann das aktuell angezeigte Element selektiert werden. Mit der Escape-Taste oder der rechten Maustaste wird der Selektionsvorgang abgebrochen. Die Betätigung einer beliebigen anderen Taste bewirkt ein Weiterschalten zum nächsten Element an der Pickposition.

Netzliste

Die Netzliste stellt üblicherweise die verbindliche Vorgabe für den Layoutentwurf dar. Im Bartels AutoEngineer wird die Netzliste mit Hilfe des Schematic Editors generiert und durch den Packager in das Layout übertragen; daneben besteht die Möglichkeit, ASCII-Netzlisten mit Programmen wie conconv oder redasc einzuspielen (siehe auch Kapitel 3 bzw. Kapitel 7).

Ein Layout wird grundsätzlich beim Laden dynamisch aufgebaut. Neben den auf dem Layout befindlichen Elementen aus den darunterliegenden Datenbank-Hierarchiestufen (Bauteile, Padstacks, Pads) wird auch die Netzliste mitgeladen und mit den Geometriedaten auf der Leiterkarte korreliert ("Connectivity Generierung"). Dies setzt allerdings voraus, dass der Layout Elementname und der Name der Netzliste identisch sind.

Nach erfolgreicher Connectivity-Generierung ist das System in der Lage, den Layoutentwurf ständig mit den Vorgaben in der Netzliste zu korrelieren. Dies stellt sicher, dass elektrische Verbindungen grundsätzlich erkannt werden, gleichgültig, ob sie über Leiterbahnen, Kupferflächen oder Durchkontaktierungen verlaufen. Verbindungen über Kreuzungen und T-Stücke sowie Aneinanderreihungen (z.B. bei Gruppenkopien) werden ebenfalls erkannt. Diese Funktionalität bezeichnet man als Copper Sharing oder Echte Connectivity.

Die Connectivity im Layouteditor der BAE HighEnd-Version baut auf modifizierten Datenstrukturen für die Kupferelemente auf. Diese enthalten mehr Information über die Struktur der elektrischen Verbindungen. Dies erfordert zwar einen erhöhten Speicherbedarf im Vergleich zu BAE Professional, bewirkt aber drastisch verringerte Rechenzeiten beim manuellen Bearbeiten großer Netze oder beim Verschieben von Bauteilen, da jeweils nur die direkt von der Änderung betroffenen Nachbargebiete in Echtzeit neu berechnet werden müssen.

Mincon-Funktion

Nicht realisierte Verbindungen werden als Luftlinien ("Airlines") dargestellt. Beim Platzieren von Bauteilen werden diese Airlines ohne Zeitverlust dynamisch zum jeweils nächst gelegenen Anschlusspunkt aktualisiert. Diese Funktion ist ein unverzichtbares Hilfsmittel, um zu einer optimalen Platzierung zu gelangen. Die Art der Luftliniendarstellung, d.h. die Methode zur Ermittlung des nächst gelegenen Anschlusspunktes wird mit der Mincon. Funktion im Menü Einstellungen ausgewählt.

In BAE HighEnd ist die Mincon-Berechnung auf Kosten eines im Vergleich zu BAE Professional erhöhten Speicherplatzbedarfs extrem beschleunigt.

Design Rule Check

Das System verfügt über einen Online-Design Rule Check. Dabei wird das Layout sowohl auf offene Verbindungen als auch auf Kurzschlüsse oder Abstandsverletzungen geprüft. Offene Verbindungen werden als Luftlinien angezeigt, Kurzschlüsse hell dargestellt (Highlight) und Abstandsverletzungen mit einem Rechteck eingerahmt. Die jeweiligen Farben können über die Farbpalette im Menü Ansicht eingestellt werden.

Der inkremental arbeitende Online-Check zeigt grundsätzlich nur alle nach dem Laden aufgetretenen Fehler an. Sofern auch alle vor dem Ladevorgang im Layout enthaltenen Fehler angezeigt werden sollen (z.B. vor der Generierung der Fertigungsdaten im CAM-Prozessor), ist nach dem Laden des Layouts die Funktion Batch-DRC (Menü Diverse) aufzurufen.

Die Mindestabstände für die Abstandsüberprüfungen werden mit den Abstandsfunktionen aus dem Menü Einstellungen bzw. wahlweise auch netzbezogen über die Netzliste (mit dem Netzattribut MINDIST) festgelegt. Die Abstände im Menü Einstellungen sind jedoch nicht unbedingt mit den Abständen im Autorouter identisch, da der Autorouter entsprechend der Routingraster-Vorgabe die Abstände selbsttätig festlegt. Netzbezogene Abstände hingegen werden auch vom Router individuell berücksichtigt.

Gruppen

Ein mächtiges Werkzeug stellen die Gruppenfunktionen im Layouteditor dar. Mit Hilfe dieser Funktionen können Teile des aktuell geladenen Layouts oder Bauteils zu Gruppen zusammengefasst und dann gespeichert, bewegt, gedreht, gespiegelt, skaliert, kopiert, gelöscht, fixiert oder freigegeben werden.

Die Gruppenfunktionen arbeiten nach dem Mengenprinzip. Es können Elemente wahlweise zur aktuell definierten Gruppe hinzugefügt (selektiert) oder auch wieder aus der Gruppe entfernt (deselektiert) werden. Die zur aktuell definierten Gruppe selektierten Elemente werden mittels Highlight angezeigt. Mit der Funktion Gruppe Polygon können mehrere in einem festzulegenden Polygonzug befindliche Objekte eines wählbaren Typs (Bauteile, Leiterbahnen, Flächen, Texte, nur sichtbare bzw. unsichtbare Elemente oder beliebige Elemente) selektiert bzw. deselektiert werden. Die Funktion Gruppe Einzelelemente dient der Selektion bzw. Deselektion von Einzelelementen (Bauteile, Leiterbahnen, Flächen, Texte). Hierbei besteht die Möglichkeit der repetitiven Objektauswahl, d.h. die Funktion bleibt mit den eingestellten Funktionsparametern solange aktiviert, bis kein gültiges Pickelement mehr angewählt wurde. Dadurch entfällt die sonst lästige Neuaktivierung der Auswahlfunktion bei der Selektion mehrerer Einzelelemente eines gewünschten Typs. Mit der Funktion Gruppe ruecksetzen können alle Elemente der aktuell definierten Gruppe deselektiert werden.

Alle zur aktuell definierten Gruppe selektierten Elemente werden in die nachfolgenden Gruppenfunktionen zum Speichern (Gruppe speichern), Bewegen (Gruppe bewegen), Kopieren (Gruppe kopieren), Löschen (Gruppe loeschen) einbezogen. Die Funktionen zum Fixieren (Gruppe fixieren) und Freigeben (Gruppe freigeben) wirken nur auf die zur Gruppe selektierten Bauteile und Leiterbahnen (inklusive Vias) des aktuell geladenen Layouts.

Die Ausführung der Funktionen Gruppe ruecksetzen, Gruppe Polygon, Gruppe loeschen, Gruppe fixieren und Gruppe freigeben wird durch eine Meldung über die Anzahl der geänderten Elemente quittiert. Offensichtliche Fehlselektionen lassen sich dadurch einfach erkennen.

Mit der Funktion Gruppe speichern wird die aktuell definierte Gruppe als Dateielement abgespeichert. Hierbei ist ein Referenzpunkt zur Definition des Gruppenursprungs anzugeben. Das mit Gruppe speichern erzeugte Datenbankelement wird auf derselben Hierarchieebene angelegt wie das aktuell geladene Element. Um ein versehentliches Überschreiben existierender Datenbankelemente zu verhindern, aktiviert Gruppe speichern eine Bestätigungsabfrage für den Fall, dass ein Element mit dem spezifizierten Elementnamen bereits in der Zieldatei existiert. Mit Gruppe speichern lassen sich Teile eines erprobten Layouts oder Bauteils in Form von Templates zur späteren Wiederverwendung abspeichern. Solche Templates (wie übrigens auch beliebige Layouts oder Bauteile) können dann mit der Funktion Gruppe laden in andere Layouts bzw. Bauteile geladen werden.

Beim Kopieren und Laden von Gruppen mit Bauteilen (auf Layoutebene) oder von Gruppen mit Padstacks (auf Bauteilebene) ist zu beachten, dass die entsprechenden Gruppenfunktionen keine automatische Bauteil- bzw. Pinbenennung durchführen. Vielmehr werden bei möglichen Namenskonflikten die neu platzierten Bauteile bzw. Pins mit # benannt. Der Anwender muss dann im Bedarfsfall eine manuelle Umbenennung durchführen (ggf. kann dies auch automatisiert mit einem speziell hierfür implementierten User Language-Programm erfolgen).

Während des Bewegens von Gruppen mit einer der Funktionen Gruppe bewegen, Gruppe kopieren oder Gruppe laden kann mit der rechten Maustaste ein Untermenü mit Funktionen zur Platzierung auf Relativ- oder Absolutkoordinaten (Sprung relativ, Sprung absolut), zum Drehen bzw. Rotieren der Gruppe (Drehung links, Drehung rechts, Eingabe Winkel), zum Spiegeln der Gruppe (jeweils um die X-Achse mit Spiegelung ein bzw. Spiegelung aus) sowie zum Skalieren der Dimensionen und Platzierungskoordinaten der Gruppenelemente (Skalierung, durchgeführt nach Absetzen der bearbeiteten Gruppe) aktiviert werden. Im Untermenü der Funktion Gruppe bewegen steht nach Selektion des Verschiebestartpunktes zusätzlich die Option Quadrant setzen zur Verfügung. Nach Selektion dieses Menüpunkts sind der Ursprung für die Quadranteinteilung sowie der gewünschte Quadrant (Rechts oben, Links oben, Links unten oder Rechts unten) zu wählen. Die dann selektierte Verschiebung wird nur für Elemente bzw. Punkte vorgenommen die sich innerhalb des selektierten Quadranten befinden. Damit ist es möglich, Teile eines Layouts unter Beibehaltung der Verbindungen zum Rest des Layouts zu verschieben. Der hierbei verwendete Algorithmus ist allerdings kein echter Routingalgorithmus und lässt sich nur bei waagerechten bzw. senkrechten Verschiebungen sinnvoll anwenden. Bei komplexeren Verschiebungen ist ein Verwerfen der Leiterbahnen und ein erneuter Autorouter-Lauf vorzuziehen.

Die Funktion Gruppe laden setzt vor der eigentlichen Ladeoperation die aktuell definierte Gruppe zurück, d.h. es werden alle zum Zeitpunkt des Aufrufs der Funktion Gruppe laden selektierten Gruppenelemente deselektiert. Nachdem die Gruppe geladen ist, werden alle neu geladenen Gruppenelemente automatisch zur aktuellen Gruppe selektiert. D.h., die mit Gruppe laden geladenen Elemente (und nur diese) sind automatisch für die weitere Bearbeitung mit anderen Gruppenfunktionen selektiert.

Der Layouteditor unterstützt unterschiedliche Optionen zur Anzeige der zur Gruppe selektierten Objekte während des Platzierens der Gruppe. Hierfür stehen über die Funktion Bewegtdarstellung die folgenden Anzeigemodi für die Gruppen-Bewegtdarstellung zur Auswahl:

GruppenLinke Maustaste (LMB)
BewegtdarstellungLinke Maustaste (LMB)
Bewegtbild aus
Nur Baugruppenlage
Bewegtbild ein
Bewegtbild alles

Mit Bewegtbild aus wird die Gruppen-Bewegtdarstellung abgeschaltet. Die Funktion Nur Baugruppenlage aktiviert die Anzeige der über das BAE-Setup mit dem Kommando LAYGRPDISPLAY des Utilityprogramms bsetup (siehe hierzu Kapitel 7.2) definierten Dokumentarlage zur Gruppendarstellung; dabei erfolgt allerdings nur die Darstellung von Elementen der aktuell obersten Datenbank-Hierarchieebene. Die Option Bewegtbild ein aktiviert die Anzeige aller Gruppenelemente mit Ausnahme der Leiterbahnen, Durchkontaktierungen und Bohrungen. Bewegtbild alles aktiviert die Anzeige aller Gruppenelemente einschließlich der Leiterbahnen, Durchkontaktierungen und Bohrungen. Bewegtbild ein ist die Standardeinstellung.

Mit der Funktion Gruppe Macroname können zur Gruppe selektierte Bauteilmakros auf Layoutebene bzw. zur Gruppe selektierte Padstackmakros auf Bauteilebene ersetzt werden. Diese Funktion eignet sich insbesondere zum schnellen Austausch von Pintypen auf Bauteilebene. Auf Layoutebene werden mit Gruppe Macroname nur diejenigen Gehäusebauformen für in der Netzliste enthaltene Bauteile geändert, für die das angegebene Gehäuse als Alternativbauform definiert ist. Der Austausch von Gehäusebauformen für Bauteile, die nicht in der Netzliste enthalten sind, erfolgt hingegen ohne diese Prüfung.

Fixieren/Freigeben von Elementen

Bestimmte Elemente des Layouts wie Bauteile oder Leiterbahnen lassen sich fixieren. Fixierte Elemente werden in einem nachfolgend auszuführenden automatischen Prozess (Platzierungsoptimierung, Autorouting) nicht verändert. Wir empfehlen dies z.B. dringend für Bauteile, die vom Bauteil- bzw. Pin/Gate-Swap auszunehmen sind oder für den Stromversorgungskamm vor dem Start des Autorouters. Beim Start einer Fixierfunktion werden die zu diesem Zeitpunkt fixierten Elemente durch Highlight markiert, beim Verlassen der Funktion wird dieses spezifische Highlight wieder aufgehoben.

Beim Bearbeiten bzw. Kopieren fixierter Elemente (Bauteile, Leiterbahnen, Vias) bleibt die Fixierung erhalten bzw. wird auf die kopierten Elemente übertragen. D.h., die Funktionen zur manuellen Bearbeitung von Leiterbahnen im Layouteditor haben keine Einfluss auf aktuell gesetzte Fixiert-Attribute der bearbeiteten Leiterbahnelemente. Das bedeutet, dass nach einer manuellen Nachbearbeitung vorher fixierter Leiterbahnen keine Notwendigkeit einer neuerlichen Fixierung besteht, um in einem nachfolgenden Autorouter-Lauf die Umverlegung (oder gar Herausnahme) solcher vorverlegter Leiterbahnen zu unterdrücken.

Polygone, Flächen

Grundsätzlich kann jede Fläche einschließlich der Pinformen als Polygon eingegeben werden. Hierzu werden die im Menü Flächen vorhandenen Funktionen verwendet. Ein Polygon wird grundsätzlich einer Lage bzw. einem Flächentyp zugeordnet und darf beliebig viele Kreisbogenbestandteile enthalten. Bei der Erstellung von Kreisbögen wird zunächst die erste Bogenecke graphisch eingegeben und anschließend die Funktion Bogen links oder Bogen rechts im Untermenü angewählt. Danach erfolgt die Eingabe des Mittelpunktes, wobei der daraus resultierende Kreis dynamisch am Fadenkreuz angezeigt wird. Zuletzt wird dann der Endpunkt eingegeben, wobei der resultierende Kreisbogen dynamisch dargestellt wird.

Bei der Definition des Vollkreises entfällt die Eingabe des Kreisbogenendpunktes. Zunächst wählen Sie einen Eckpunkt an, selektieren anschließend Bogen links (oder Bogen rechts) und definieren den Mittelpunkt. Die Funktion ist dann unmittelbar nach Eingabe des Mittelpunktes anstelle der Eingabe des Endpunktes mit Fertig zu beenden.

Der Pickalgorithmus für Polygonbahnecken und Polygonsegmente sorgt dafür, dass bei mehreren möglichen Pickelementen im Fangbereich das Polygonelement mit dem minimalen Abstand zum Pickpunkt selektiert wird. Damit ist auch in Übersichtsdarstellungen ein gezieltes Anwählen von Polygonen möglich.

Attribute zur Projekt- und Versionskontrolle

Die Attribute $pltfname, $pltfsname und $pltename werden durch den Namen der Projektdatei, den Namen der Projektdatei ohne Pfadnamen bzw. den Namen des aktuell geladenen Elementes ersetzt.

Die Attribute $plttime (aktuelle Uhrzeit), $pltdatede (aktuelles Datum, deutsche Notation) und $pltdateus (aktuelles Datum, US-Notation) werden bei geladenem Layout bei der Bilddarstellung und bei der Plotausgabe jeweils durch die aktuelle Uhrzeit bzw. das aktuell Datum ersetzt. Die Attribute $pltstime (aktuelle Uhrzeit), $pltsdatede (aktuelles Datum, deutsche Notation) und $pltsdateus (aktuelles Datum, US-Notation) werden bei geladenem Layout bei der Bilddarstellung und bei der Plotausgabe jeweils durch die Uhrzeit bzw. das Datum der zuletzt für das aktuell geladene Layout durchgeführten Sicherung ersetzt. Dabei spielt es keine Rolle, auf welcher Datenbankebene (Pad, Padstack, Bauteil, Layout) der Attributtext definiert ist. Existiert ein gesetztes herkömmliches Attribut mit gleichem Namen für ein Symbol, so besitzt dieses Priorität bei der Anzeige bzw. Ausgabe.

Bemaßung

Mit dem Zeichen # als neuem Text wird eine Meßfunktion aktiviert, die die Distanz zweier danach abgefragter Punkte ermittelt und als Text darstellt. Die dabei zu verwendende Maßeinheit kann über die Funktion Koordinatenanzeige aus dem Menü Einstellungen zu Inch oder Millimeter festgelegt werden.

Berücksichtigung von Einschränkungen bei der CAM-Ausgabe

Alle Flächen, d.h. auch die Padformen können wahlfrei definiert werden. Bitte beachten Sie jedoch, dass der CAM-Prozessor bestimmte regelmäßige Formen wie Kreise und Rechtecke, sofern diese sich in den Grenzen der Symboltoleranz und Blendentabellen befinden, automatisch erkennt und wesentlich zeitsparender plotten kann. Dies beruht auf der allgemeinen Eigenschaft von Photoplottern, bestimmte Symbole blitzen zu können. Dadurch werden die Plotzeiten und Kosten erheblich reduziert. Grundsätzlich plottet der CAM-Prozessor jedoch alle Formen im Rahmen der gewählten Genauigkeit exakt und zeigt (durch Fehlermeldung und Highlight) an, wo dies aufgrund der Vorgaben nicht möglich ist. So werden z.B. auch alle Flächen beim Füllen automatisch an die Blendengröße bzw. Stiftbreite angepasst (automatischer Versatz um eine halbe Blende nach innen).

User Language

Im Layouteditor ist der Bartels User Language Interpreter integriert, d.h. vom Layouteditor aus können User Language-Programme gestartet werden. Der Anwender hat damit die Möglichkeit, eigene Zusatzfunktionen nach anwender- bzw. firmenspezifischen Bedürfnissen zu implementieren und in den Layouteditor einzubinden. Hierzu zählen zum Beispiel Statusanzeigen und Parametereinstellungen, Report- und Testfunktionen, Prüf- und Editierfunktionen, spezielle Plotfunktionen, Utilities zur Verwaltung von Bauteilbibliotheken, automatische Platzierungs- und Routingfunktionen, firmenspezifische Batch-Prozeduren, usw. usf.

Im Layouteditor können User Language-Programme explizit oder implizit aufgerufen werden. Der explizite Programmaufruf erfolgt über den Menüpunkt Anwenderfunktion im Menü Datei. Nach der Aktivierung dieses Menüpunktes ist auf die Abfrage nach dem Programmnamen der Name des aufzurufenden User Language-Programms (z.B. ulprog) explizit einzugeben. Die Betätigung einer beliebigen Maustaste oder die Eingabe eines Fragezeichens ? auf die Abfrage nach dem Programmnamen bewirkt hierbei die Aktivierung eines Popupmenüs mit allen aktuell verfügbaren User Language-Programmen.

User Language-Programme können auch implizit über die Tastatur aktiviert werden. Diese Art des Programmaufrufs ist immer dann möglich, wenn nicht gerade eine andere interaktive Eingabe über Tastatur erwartet wird. Die Spezifikation des Programmnamens erfolgt dabei implizit durch Drücken einer Taste. Zulässige Tasten sind dabei die Standardtasten (1, 2, ..., 0, a, b, c, ...; entsprechende Programmnamen sind ged_1, ged_2, ..., ged_0, ged_a, ged_b, ged_c, ...) bzw. die Funktionstasten (F1, F2, ...; entsprechende Programmnamen sind dabei ged_f1, ged_f2, ...).

Der Layouteditor ermöglicht den ereignisgesteuerten Aufruf von User Language-Programmen. Dabei lösen spezielle Ereignisse bzw. Operationen implizit, d.h. automatisch den Aufruf von User Language-Programmen mit definierten Namen aus, sofern diese verfügbar sind. Im Einzelnen sind dies die User Language-Programme ged_st beim Starten des Layouteditors, ged_load nach dem Laden eines Elements, ged_save vor dem Speichern eines Elements, ged_tool bei Selektion eines Toolbarelements sowie ged_zoom bei Änderung des Zoomfaktors. Der Aufruf über die Startupsequenz der Interpreterumgebung eignet sich besonders zur automatischen Voreinstellung von modulspezifischen Parametern sowie zur Tastaturprogrammierung und Menübelegung. Der implizite Aufruf von User Language-Programmen nach dem Laden bzw. vor dem Speichern von Elementen ermöglicht die automatische Aktivierung elementspezifischer Bearbeitungsparameter wie z.B. des zuletzt selektierten Zoombereichs oder spezieller Farbeinstellungen. Bei Interaktionen in der Werkzeugliste werden die den selektierten Toolbarelementen zugewiesenen Funktionen ausgelöst. Die Änderung des Zoomfaktors kann dazu benutzt werden, Aktualisierungen in Funktionen zur Verwaltung von Entwurfsansichten auszulösen.

Mit der Bartels User Language werden darüber hinaus mächtige Systemfunktionen zur Tastaturprogrammierung und Menübelegung sowie zur Definition von Werkzeugleisten (Toolbars) zur Verfügung gestellt. Beachten Sie bitte, dass über die mit der BAE-Software ausgelieferten User Language-Programme eine Vielzahl von Zusatzfunktionen implementiert und transparent in die Benutzeroberfläche des Layouteditors eingebunden sind.

Eine ausführliche Beschreibung der Bartels User Language finden Sie im Bartels User Language Programmierhandbuch (Kapitel 4.2 enthält eine Auflistung aller mit der BAE-Software ausgelieferten User Language-Programme).

Neuronales Regelsystem

Im Bartels AutoEngineer sind eine Vielzahl mächtiger Zusatzfunktionen über das integrierte Neuronale Regelsystem implementiert. Kapitel 6.3.2 enthält eine Übersicht über die im Leiterkartenlayoutsystem bereitgestellten Regelsystemanwendungen.

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Allgemeine Hinweise
© 1985-2017 Oliver Bartels F+E • Aktualisiert: 06. December 2010, 10:50 [UTC]

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