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Spezielle Layoutfunktionen - Deutsche Version Special Layout Features - English Version
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1 Einleitung
2 Schaltungsentwurf
3 Packager
4 Leiterkartenentwurf
4.1 Allgemeine Hinweise
4.2 Bibliotheksbearbeitung
4.3 Layouterstellung
4.4 Autoplacement
4.5 Autorouter
4.6 Spezielle Layoutfunktionen
4.6.1 Batch-Design Rule Check, Report
4.6.2 Farbauswahl, Farbtabellen, Vorzugslage
4.6.3 Netzlistenänderungen im Layout
4.6.4 Änderungen im Stromlauf, Redesign
4.6.5 Definieren und Editieren von Versorgungslagen
4.6.6 Via-Sperrflächen für den Autorouter
4.6.7 Flächen-Spiegelsicht
4.6.8 Flächenautomatik
4.6.9 Bibliotheks-Update
4.6.10 Rücknetzliste
4.6.11 Blind und Buried Vias
4.6.12 Verlassen des Layoutsystems
4.7 CAM-Prozessor
4.8 CAM-View
5 IC-/ASIC-Entwurf
6 Regelsystem
7 Utilities
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Bartels AutoEngineer® - Benutzerhandbuch

4.6 Spezielle Layoutfunktionen

Bartels AutoEngineer® Dokumentation

Eine Reihe wichtiger Funktionen, die sich zum großen Teil aus der Flexibilität und Konsistenz der Datenstrukturen bzw. des Datenbanksystems ergeben, wurde bisher noch nicht besprochen. Anhand einiger spezieller Funktionen soll in diesem Abschnitt die außerordentliche Vielseitigkeit des Bartels AutoEngineer und die enorme Mächtigkeit seiner Funktionen aufgezeigt werden.

 

4.6.1 Batch-Design Rule Check, Report

Mit der Funktion Batch DRC im Menü Diverse wird ein kompletter Design Rule Check durchgeführt. Wir empfehlen dringendst, diese Funktion vor der Generierung der Fertigungsdaten aufzurufen, um zu prüfen, ob alle Design-Regeln eingehalten wurden, keine Kurzschlüsse auf der Leiterkarte vorhanden sind, und alle Netze geroutet sind. Führen Sie mit den folgenden Kommandos einen Batch Design Rule Check für das im Speicher befindliche Layout board aus der Datei demo.ddb durch:

DiverseLinke Maustaste (LMB)
Batch DRCLinke Maustaste (LMB)
Bitte bestaetigen (J/N) ?j Return-/Eingabetaste (CR)

Die Funktion Batch DRC aktiviert nach Durchführung der Designprüfung implizit die Funktion Report aus dem Menü Diverse, um das Ergebnis der Prüfung bzw. den Designstatus anzuzeigen. Mit den folgenden Kommandos lässt sich die Funktion Report auch explizit aufrufen:

DiverseLinke Maustaste (LMB)
ReportLinke Maustaste (LMB)

Das System sollte nun folgende Bildschirmausgabe erzeugen (Null-Fehleranzeigen werden ggf. unterdrückt):

Datei : demo.ddb
Typ : Layout / Element : board

Anzahl Netze ...................: 22
Anzahl offene Verbindungen .....: 0
Anzahl Kurzschluesse ...........: 0
Anzahl Kupferabstandsfehler ....: 0
Anzahl Dokumentarabstandsfehler : 0
Anzahl Versorgungsfehler .......: 0
Anzahl fehlender Bauteile ......: 0
Anzahl Bauteiltypfehler ........: 0
Anzahl fehlender Netzlistenpins : 0
Anzahl Hoehenfehler ............: 0
Benutzte Versorgungslagen ......: -
Benutzte Signallagen ...........: 1-2

Der Eintrag Anzahl Netze gibt die Anzahl der in der Netzliste des aktuell geladenen Layouts definierten Netze an. Der Eintrag Anzahl offene Verbindungen gibt die Anzahl der auf dem aktuell geladenen Layout noch nicht gerouteten (Zweipunkt-)Verbindungen an. Der Eintrag Anzahl Kurzschluesse gibt die Anzahl der vom Design Rule Check auf dem aktuell geladenen Layout erkannten Kurzschluesse an. Der Eintrag Anzahl Kupferabstandsfehler gibt die Anzahl der vom Design Rule Check auf dem aktuell geladenen Element (online) erkannten Mindestabstandsverletzungen auf Kupferlagen an. Der Eintrag Anzahl Dokumentarabstandsfehler gibt die Anzahl der vom Design Rule Check auf dem aktuell geladenen Element (online) erkannten Mindestabstandsverletzungen auf Dokumentarlagen an. Der Eintrag Anzahl Versorgungsfehler gibt die Anzahl der sich wechselseitig überschneidenden Potentialflächen auf geteilten Potentiallagen (Split Power Planes) an. Der Eintrag Anzahl fehlender Bauteile zeigt die Anzahl der auf dem aktuell Layout noch nicht platzierten Netzlisten-Bauteile an. Der Eintrag Anzahl Bauteiltypfehler zeigt die Anzahl der Netzlistenbauteile an, die mit einer falschen Gehäusebauform auf dem aktuellen geladenen Layout platziert sind. Der Eintrag Anzahl fehlender Netzlistenpins gibt die Anzahl nicht platzierter bzw. fehlender Netzlistenpins an. Der Umstand, dass bei fehlenden Netzlistenpins die Anzahl der offenen Verbindung u.U. nicht korrekt angezeigt werden kann, wird ggf. durch einen entsprechenden Hinweis bei der Anzahl der offenen Verbindungen angezeigt. Anzahl Hoehenfehler zeigt die Anzahl der Verstösse gegen eventuell über das Regelsystem definierte (Bauteil-)Höhenrestriktionen an. Die Einträge Benutzte Versorgungslagen und Benutzte Signallagen dienen der Anzeige der benutzten Versorgungs- und Signallagen. Die Lagen von Lage 1 bis zur obersten Lage gelten immer als benutzt. Mit diesen Einträgen ist insbesondere zu erkennen, ob auf nicht mit einem globalen Netz versehenen Versorgungslagen dennoch für die Connectivity relevante Split-Powerplaneflächen vorhanden sind.

DRC-Fehleranzeigemodus und DRC-Fehlerlokalisierung

Die über die Funktion Einstellungen aus dem Menü Ansicht aktivierbare Dialogbox enthält den Parameter DRC Fehleranzeige zur Auswahl der Bilddarstellungsfarben &fuuml;r DRC Abstands- und Höhenfehler. Bei Einstellung von Fehlerfarbe erfolgt die Anzeige des Fehlerrechteckes in der über Farbpalette eingestellten Fehlerfarbe (standardmässig weiß). Bei Lagenhighlight erfolgt die Darstellung des Rechteckes in der gehighlighteten Lagenfarbe des den Fehler verursachenden Elementes. Dabei werden Fehler auf Lagen, die in der Farbpalette ausgeblendet sind, auch nicht dargestellt.

Das Menü Utilities enthält die Funktion DRC Fehlerliste zur Auflistung der auf dem aktuell geladenen Plan vorhandenen DRC Abstands- und Höhenfehler. Die DRC-Fehlerliste erscheint in einem Popup-Fenster und enthält jeweils Typ, betroffene Lage und Koordinaten des Fehlers. Durch Selektion eines Eintrags der Fehlerliste mit der linken Maustaste kann ein Zoom Fenster auf die Fehlerposition durchgeführt werden. Über die Tasten + und - ist ein Hin- und Herspringen zwischen den einzelnen Fehlerpositionen möglich.

Die in BAE HighEnd integrierte Datenstruktur für die Connectivity im Layouteditor erlaubt eine selektive Kurzschlussanzeige, d.h. bei Kurzschlüssen zwischen zwei Netzen werden nur die tatsächlich den Kurzschluss verursachenden Elemente durch Highlight angezeigt, während in BAE Professional der gesamte vom Kurzschluss betroffene Verbindungsbaum gehighlightet wird.

Durch Betätigung der Leertaste gelangen Sie wieder in die Menüoberfläche.

 

4.6.2 Farbauswahl, Farbtabellen, Vorzugslage

Die Funktion Farbpalette aus dem Menü Ansicht aktiviert ein Popupmenü zur Definition der aktuellen Farbeinstellungen. Durch die Aktivierung dieses Popupmenüs erfolgt gleichzeitig eine Visualisierung der aktuell definierten Farbzuordnungen. Im Popupmenü zur Farbauswahl erfolgt die Zuweisung einer Farbe an einen speziellen Anzeigeelementtyp durch Selektion des Anzeigeelements (bzw. der Lage) über die linke Maustaste sowie die anschließende Selektion der gewünschten Farbe. In den Farbauswahlmenüs des Layoutsystems besteht zusätzlich die Möglichkeit der schnellen Lagen-Ein/Ausblendung mit Erhalt der aktuell eingestellten Farbe. Die Aktivierung bzw. Deaktivierung der Lagenanzeige erfolgt dabei durch Anwahl des Farbbuttons der gewünschten Lage mit der rechten Maustaste. In der Menüanzeige werden die Farbbuttons der aktuell ausgeblendeten Lagen durchgestrichen dargestellt.

Bei Überlappungen verschiedener Elemente werden grundsätzlich die resultierenden Mischfarben dargestellt. Die mit Highlight gewählte Farbe wird ebenfalls mit der Farbe des zu markierenden Elements gemischt und ergibt dann die neue hellere Elementfarbe.

Die aktuell definierte Farbeinstellung kann über das Menü Ansicht mit der Funktion Farben speichern als Farbtabelle unter einem beliebigen Elementnamen (in der Datei ged.dat im BAE-Programmverzeichnis) abgespeichert werden. Beim Aufruf des Layoutsystems wird automatisch die Farbtabelle mit dem Namen standard geladen. Jede andere in ged.dat gespeicherte Farbtabelle lässt sich mit der Funktion Farben laden vom Menü Ansicht je nach Bedarf wieder laden.

Empfehlenswert ist die Definition spezieller Farbtabellen für immer wiederkehrende Arbeitsschritte. So ließe sich z.B. für die Bibliothekserstellung eine Farbtabelle stackdef (mit Sichtbarkeit der Bohrungen, Bohrplaninformation, usw.) definieren, oder zum schnellen Auffinden noch nicht realisierter Verbindungen eine Farbtabelle unroutes (in der nur die Airlines sichtbar sind). Sie sollten bei der Definition und jeweiligen Verwendung der Farbtabellen auch darauf achten, dass natürlich der Bildaufbau (insbesondere bei großen Layouts) umso länger dauert, je mehr grafische Objekte durch das System dargestellt werden müssen. Daher sollten Sie die für bestimmte Bearbeitungsphasen zu benutzenden Farbtabellen so definieren, dass möglichst nur die für die Bearbeitung notwendige Information sichtbar ist.

Die bereits wiederholt beschriebene Funktion zur Definition der Vorzugslage im Menü Ansicht bewirkt das automatische Laden einer speziell benannten Farbtabelle. Tabelle 4-3 zeigt die Zuordnung der Farbtabellen-Namen zu den Vorzugslagen sowie die in speziellen Lagenauswahlmenüs wahlweise zulässigen Kurzbezeichnungen zur Spezifikation der Lage über Tastatur (<n> ist jeweils zu ersetzen durch die Lagennummer).

Tabelle 4-3: Vorzugslagen-Farbtabellen und Lagen-Kurzbezeichnungen

LageVorzugslagen-
Farbtabellenname
Lagen-
Kurzbezeichnung
Signallage <n> layer_<n><n>
Signallage Alle Lagen layer_alla
Signallage Innenlagen layer_defm
Signallage Oberste Lage layer_def 
Versorgungslage <n>  p<n>
Dokumentarlage <n> Seite 1 layer_d<n>_1d<n>s1
Dokumentarlage <n> Seite 2 layer_d<n>_2d<n>s2
Dokumentarlage <n> Beide Seitenlayer_d<n>_ad<n>sa
Umrandung  b
Unroutes  u

Bei Selektion einer Vorzugslage (z.B. Signallage 2) wird (sofern definiert) die Farbtabelle mit dem zugeordneten Farbtabellen-Namen (z.B. layer_s2) automatisch geladen. Dies kann z.B. beim interaktiven Routen sehr hilfreich sein.

 

4.6.3 Netzlistenänderungen im Layout

Im Layouteditor des Bartels AutoEngineer besteht die Möglichkeit, Pin- und Gattertausch durchzuführen, um dadurch eine Vereinfachung des Entflechtungsproblems zu erzielen. Auch können Bauteilnamen geändert werden, um z.B. eine bessere Lesbarkeit des Bestückungsplans zu erreichen. Schließlich besteht im Layout noch die Möglichkeit, alternative Gehäusebauformen zuzuweisen. Alle diese Modifikationen stellen Netzlistenänderungen dar, die selbstverständlich anschließend per Backannotation (siehe auch Kapitel 3.3) in den Stromlauf zurückgemeldet werden müssen.

Im Folgenden sollen einige Pin/Gate Swaps durchgeführt und einige Bauteilnamen geändert werden. Löschen Sie hierzu zunächst (mit Hilfe der Gruppenfunktion) alle Leiterbahnen aus dem Layout (stellen Sie zuvor noch die Koordinatenanzeige auf Inch):

EinstellungenLinke Maustaste (LMB)
KoordinatenanzeigeLinke Maustaste (LMB)
inch AnzeigeLinke Maustaste (LMB)
GruppenLinke Maustaste (LMB)
Gruppe PolygonLinke Maustaste (LMB)
LeiterbahnenLinke Maustaste (LMB)
SelektierenLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [0.1",0.1"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [2.8",0.1"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [2.8",2.7"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [0.1",2.7"]Linke Maustaste (LMB)
Rechte Maustaste (RMB)
FertigLinke Maustaste (LMB)
Gruppe loeschenLinke Maustaste (LMB)

Führen Sie nun jeweils einen Tausch der Pins 1 und 2 für die Schalter-Bauteile s1000, s1001, s1002 und s1003 durch:

BauteileLinke Maustaste (LMB)
Pin/Gate SwapLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "s1000.1",[0.2",2.3"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "s1000.2",[0.5",2.3"]Linke Maustaste (LMB)
Pin/Gate SwapLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "s1001.1",[0.2",2.1"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "s1001.2",[0.5",2.1"]Linke Maustaste (LMB)
Pin/Gate SwapLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "s1002.1",[0.2",1.9"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "s1002.2",[0.5",1.9"]Linke Maustaste (LMB)
Pin/Gate SwapLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "s1003.1",[0.2",1.7"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "s1003.2",[0.5",1.7"]Linke Maustaste (LMB)

Zur Hilfestellung markiert die Funktion Pin/Gate Swap die möglichen bzw. zulässigen Tauschpositionen. Nach Aktivierung der Funktion werden alle Pins, für die in der logischen Bibliothek Swap-Optionen definiert sind, durch eine Kreislinie von 0.6mm Durchmesser in der Arbeitsbereich-Farbe gekennzeichnet. Nach Selektion des ersten Tauschpins wird dieser mit einem gefüllten Quadrat markiert, die für diesen Pin möglichen Tauschpins werden mit einer Kreislinie gekennzeichnet. Der Typ des Tausches wird innerhalb des Kreises durch einen Kennbuchstaben signalisiert. P steht für einen Pintausch, G für einen Gattertausch und A (Array) für einen Gattergruppentausch.

Durch Ausblenden der Arbeitsbereich-Farbe lässt sich die Anzeige der Tauschpositionen unterdrücken.

Jeder Pin- und Gattertausch erfolgt kontrolliert mit Hilfe der in der logischen Bibliothek eingetragenen Vertauschbarkeits-Definitionen (siehe auch Kapitel 7.11, loglib und Kapitel 3.2, Packager). Ist kein Swap erlaubt, dann gibt die Funktion Pin/Gate Swap die Meldung

Swap zwischen diesen Pins nicht moeglich!

aus.

Tauschen Sie nun die Gatter (1,2,3) und (5,6,4) sowie anschließend die Pins 12 und 13 des Bauteils IC10:

BauteileLinke Maustaste (LMB)
Pin/Gate SwapLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic10.(1,2,3)",[1.4",1.8"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic10.(5,6,4)",[1.5",1.8"]Linke Maustaste (LMB)
Pin/Gate SwapLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic10.12",[1.4",2.1"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic10.13",[1.3",2.1"]Linke Maustaste (LMB)

Führen Sie einen bauteilübergreifenden Swap für die Widerstände R101 und R103 durch (dies ist nur möglich, da für diese beiden Bauteile dieselben Attributwerte eingetragen sind):

BauteileLinke Maustaste (LMB)
Pin/Gate SwapLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "r101",[1.6",2.4"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "r103",[1.4",1.2"]Linke Maustaste (LMB)

Als nächstes sollen mit Hilfe der Funktion Name in Netzliste einige Bauteilnamen geändert werden. Ändern Sie den Namen des Steckers X1000 in X1 sowie den Namen der Diode V1000 in V2:

BauteileLinke Maustaste (LMB)
Name in NetzlisteLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "x1000",[2.4",1.5"]Linke Maustaste (LMB)
Bauteilname (X1000) ?X1 Return-/Eingabetaste (CR)
Name in NetzlisteLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "v1000",[1.2",1.2"]Linke Maustaste (LMB)
Bauteilname (V1000) ?V2 Return-/Eingabetaste (CR)

Wenn Sie versuchen, einen Namen zu vergeben, der bereits für ein anderes Bauteil verwendet wurde, dann gibt die Funktion Name in Netzliste die folgende Meldung aus:

Der Bauteilname existiert bereits!

Ändern Sie nun mit Hilfe der Funktion Name aendern den Namen des Bauteils IC10 in IC1:

BauteileLinke Maustaste (LMB)
Name aendernLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic10",[1.2",1.8"]Linke Maustaste (LMB)
Bauteilname (IC10) ?IC1 Return-/Eingabetaste (CR)

Die Airlines zum jetzt mit IC1 benannten Bauteil sind nun verschwunden. D.h., die Funktion Name aendern führt nicht nur eine Änderung des Bauteilnamens, sondern gleichzeitig auch einen Bauteiltausch (bei Beibehaltung der Gehäusebauform) durch. In obigem Beispiel wurde das Bauteil IC10 gegen das (nicht in der Netzliste befindliche) Bauteil IC1 ausgetauscht. Machen Sie diesen Bauteiltausch mit der Funktion Name aendern wieder rückgängig, und ändern Sie den Bauteilnamen mit der Funktion Name in Netzliste (anschließend werden die Airlines zum Bauteil IC1 angezeigt):

BauteileLinke Maustaste (LMB)
Name aendernLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic1",[1.2",1.8"]Linke Maustaste (LMB)
Bauteilname (IC1) ?ic10 Return-/Eingabetaste (CR)
Name in NetzlisteLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic10",[1.2",1.8"]Linke Maustaste (LMB)
Bauteilname (IC10) ?ic1 Return-/Eingabetaste (CR)

Verwenden Sie die Funktion Name aendern mit aller Vorsicht. Bei fehlerhafter Mehrfachanwendung der Funktion kann es auf bereits gerouteten Layouts ungewollt zu Kurzschlüssen kommen, und die getauschten Bauteile sind nur mehr relativ schwer zu finden.

Die in den vorigen Arbeitschritten durchgeführten Netzlistenänderungen müssen mit Backannotation in den Stromlauf, d.h. in die logische Netzliste zurückgemeldet werden. Speichern Sie hierzu zunächst das Layout, und springen Sie in das Hauptmenü:

DateiLinke Maustaste (LMB)
SpeichernLinke Maustaste (LMB)
DateiLinke Maustaste (LMB)
HauptmenueLinke Maustaste (LMB)

Sie befinden sich nun in der BAE-Shell. Wechseln Sie nun mit den folgenden Kommandos in den Schaltplaneditor, und starten Sie einen Backannotation-Lauf für das Layout board aus der Projektdatei demo.ddb:

SchaltplanLinke Maustaste (LMB)
DiverseLinke Maustaste (LMB)
BackannotationLinke Maustaste (LMB)
Design Dateiname ?demo Return-/Eingabetaste (CR)
Layout Elementname ?board Return-/Eingabetaste (CR)

Das System sollte nun folgende Meldungen auf dem Bildschirm ausgeben:

==============================
BARTELS BACKANNOTATION UTILITY
==============================

Design Dateiname ........: 'demo'
Layout Elementname ......: 'board'
Es wurden keine Fehler festgestellt.

Die Meldung Es wurden keine Fehler festgestellt. gibt an, dass der Backannotation-Lauf erfolgreich durchgeführt wurde. Sie gelangen nun durch Betätigung einer beliebigen Taste wieder in das Hauptmenü des Schematic Editors. Laden Sie nun das Stromlaufblatt sheet1 der Projektdatei demo.ddb:

DateiLinke Maustaste (LMB)
LadenLinke Maustaste (LMB)
PlanLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ?demo Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ?sheet1 Return-/Eingabetaste (CR)

Überprüfen Sie den aktuell geladenen Stromlauf auf die durch Backannotation eingetragenen Änderungen. Achten Sie insbesondere auf die geänderten Bauteilnamen (IC1 anstelle IC10, V2 anstelle V1000, ...) und Pinbelegungen (z.B. an den zu IC1 gehörigen Gattern oder an den Schaltern S1000 bis S1003).

 

4.6.4 Änderungen im Stromlauf, Redesign

Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, ausgehend vom Stromlaufplan die Änderung eines bereits fertiggestellten Designs durchzuführen, ohne ein komplett neues Layout erstellen zu müssen. Hierzu sollen einige Manipulationen in dem im vorigen Arbeitsschritt geladenen Stromlauf vorgenommen werden.

Ändern Sie für den Widerstand R104 den Werteintrag des Attributs $plname von minimelf in chip1206:

SymboleLinke Maustaste (LMB)
Wert zuweisenLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "r104",[210,130]Linke Maustaste (LMB)
$plnameLinke Maustaste (LMB)
Attribut Wert ?chip1206 Return-/Eingabetaste (CR)
AbbruchLinke Maustaste (LMB)

Mit obigem Attributwerteintrag wurde die Gehäusezuweisung für das Bauteil R104 geändert. Nehmen Sie in gleicher Weise eine Änderung der Gehäusezuweisung für alle vier Gatter des Bauteils IC1 durch die jeweilige Eintragung des Wertes so14 für das Attribut $plname vor (Default-Gehäusezuweisung war dil14):

SymboleLinke Maustaste (LMB)
Wert zuweisenLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic1.5",[60,110]Linke Maustaste (LMB)
$plnameLinke Maustaste (LMB)
Attribut Wert ?so14 Return-/Eingabetaste (CR)
Wert zuweisenLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic1.1",[100,110]Linke Maustaste (LMB)
$plnameLinke Maustaste (LMB)
Attribut Wert ?so14 Return-/Eingabetaste (CR)
Wert zuweisenLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic1.8",[140,110]Linke Maustaste (LMB)
$plnameLinke Maustaste (LMB)
Attribut Wert ?so14 Return-/Eingabetaste (CR)
Wert zuweisenLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "ic1.13",[180,110]Linke Maustaste (LMB)
$plnameLinke Maustaste (LMB)
Attribut Wert ?so14 Return-/Eingabetaste (CR)

Speichern Sie nun das aktuell geladene Element, und laden Sie sheet2 des Stromlaufs:

DateiLinke Maustaste (LMB)
SpeichernLinke Maustaste (LMB)
LadenLinke Maustaste (LMB)
PlanLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ?sheet2 Return-/Eingabetaste (CR)

Auf dem aktuell geladenen Schaltplanplan sind einige Router-Steuerparameter (Netzattribute) eingetragen, die modifiziert werden sollen. Ändern Sie die ROUTWIDTH für das Signal NET von 0.5mm in 0.3mm, die ROUTWIDTH für Vss von 0.6mm in 0.45mm, sowie die MINDIST für Vdd von 0.4mm auf 0.3mm:

SymboleLinke Maustaste (LMB)
Wert zuweisenLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "NET"/Routwidth-SymbolLinke Maustaste (LMB)
$valLinke Maustaste (LMB)
Attribut Wert ?0.3 Return-/Eingabetaste (CR)
Wert zuweisenLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "Vss"/Routwidth-SymbolLinke Maustaste (LMB)
$valLinke Maustaste (LMB)
Attribut Wert ?0.45 Return-/Eingabetaste (CR)
Wert zuweisenLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "Vdd"/Mindist-SymbolLinke Maustaste (LMB)
$valLinke Maustaste (LMB)
Attribut Wert ?0.3 Return-/Eingabetaste (CR)

Springen Sie nun zurück in das Hauptmenü; das aktuell geladene Element wird dabei automatisch gesichert:

DateiLinke Maustaste (LMB)
HauptmenueLinke Maustaste (LMB)

Sie befinden sich nun in der BAE-Shell, von wo aus Sie den Packager aufrufen können, um die im Stromlauf der Projektdatei demo.ddb durchgeführten Änderungen in das Layout (board) zu übertragen (als Bibliothek kann die Projektdatei selbst benutzt werden, da diese alle für den Packager-Lauf notwendigen Einträge enthält):

PackagerLinke Maustaste (LMB)
Design Dateiname ?demo Return-/Eingabetaste (CR)
Design Bibliotheksname ?demo Return-/Eingabetaste (CR)
Layout Elementname ?board Return-/Eingabetaste (CR)

Nach erfolgreichem Packager-Lauf (Meldung Es wurden keine Fehler festgestellt.) gelangen Sie durch Betätigung einer beliebigen Taste wieder in das Hauptmenü, von wo aus Sie den Layouteditor aufrufen können:

LayoutLinke Maustaste (LMB)

Laden Sie nun das soeben annotierte Layout:

DateiLinke Maustaste (LMB)
LadenLinke Maustaste (LMB)
LayoutLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ?demo Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ?board Return-/Eingabetaste (CR)

Der Layouteditor führt zunächst eine Connectivity Generierung durch. Da die Gehäusebauformen für die beiden Bauteile IC1 und R104 geändert wurden, sind keine Airlines mehr zu diesen beiden Bauteilen eingetragen. Um die seit der letzten Netzlistenmodifikation geänderten Gehäusebauformen aus dem Layout zu löschen, sind folgende Kommandos auszuführen:

BauteileLinke Maustaste (LMB)
Update LoeschenLinke Maustaste (LMB)
Bitte bestaetigen (J/N) ?j Return-/Eingabetaste (CR)

Die Funktion Update Loeschen entfernt die beiden Bauteile R104 und IC1 aus dem Layout und gibt in der Statuszeile die Meldung

Es wurden 2 Bauteile geloescht!

aus. Sie können nun die beiden soeben gelöschten Bauteile mit deren neu zugewiesenen Gehäusebauformen wieder auf dem Layout platzieren:

BauteileLinke Maustaste (LMB)
Neues BauteilLinke Maustaste (LMB)
Bauteilname ?ic1 Return-/Eingabetaste (CR)
Rechte Maustaste (RMB)
Sprung absolutLinke Maustaste (LMB)
Abs. X Koordinate (mm/") ?1.6" Return-/Eingabetaste (CR)
Abs. X Koordinate (mm/") ?2.0" Return-/Eingabetaste (CR)
Naechstes BauteilLinke Maustaste (LMB)
Rechte Maustaste (RMB)
Spiegelung einLinke Maustaste (LMB)
Rechte Maustaste (RMB)
Drehung rechtsLinke Maustaste (LMB)
Rechte Maustaste (RMB)
Sprung absolutLinke Maustaste (LMB)
Abs. X Koordinate (mm/") ?0.35" Return-/Eingabetaste (CR)
Abs. Y Koordinate (mm/") ?2.0" Return-/Eingabetaste (CR)

Nun sind wieder alle Bauteile auf dem Layout platziert. Sie können dies mit der Funktion Naechstes Bauteil überprüfen; das System sollte hierbei die Meldung Alle Bauteile sind bereits platziert! ausgeben.

 

4.6.5 Definieren und Editieren von Versorgungslagen

Das Layoutsystem des Bartels AutoEngineer erlaubt die Definition von Versorgungslagen, d.h. sogenannter Power Planes. Definieren Sie mit den folgenden Kommandos eine Versorgungslage für das Signalnetz Vss:

EinstellungenLinke Maustaste (LMB)
VersorgungslagenLinke Maustaste (LMB)
1: ---Linke Maustaste (LMB)
Netzname ?vss Return-/Eingabetaste (CR)
EndeLinke Maustaste (LMB)

Die obige Versorgungslagen-Definition bewirkt, dass Airlines zu den gebohrten Bauteilanschlüssen des Netzes Vss entfernt werden. Die Anschlüsse an die Versorgungsinnenlage sind über die gebohrten Pins bereits realisiert. Die Airlines zu den SMD-Anschlüssen des Signalnetzes Vss sind hingegen noch vorhanden, d.h. der Autorouter wird diese Anschlüsse automatisch (wenn nötig über Vias) an die Versorgungslage anschließen.

Die Versorgungslagen können im Layoutsystem des Bartels AutoEngineer visualisiert werden. Überprüfen Sie dies, indem Sie die Farbe für die Versorgungslage 1 auf dunkelblau setzen:

Mittlere Maustaste (MMB)
FarbpaletteLinke Maustaste (LMB)
Power 1Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf gewünschte Farbe, dunkelblauLinke Maustaste (LMB)
EndeLinke Maustaste (LMB)

Bei der Darstellung der gebohrten Bauteilanschlüsse erfolgt eine Unterscheidung dahingehend, ob ein Anschluss in die Versorgungslage vorliegt oder nicht. Anschlüsse in die Versorgungslage werden als unausgefüllte Kreise angezeigt, während die zu isolierenden d.h. die nicht zu kontaktierenden Bohrungen als gefüllte Kreise dargestellt werden.

Die Funktion Potentialflaeche aus dem Menü Flaechen ermöglicht über eine entsprechende Lagenauswahl die Definition von Potentialflächen bzw. Isolationsbereichen (Netzname -) auf Versorgungslagen. Damit können geteilte Potentiallagen (Split Power Planes) definiert werden. Die Darstellung von auf Versorgungslagen definierten Potentialflächen erfolgt durch die Anzeige ihrer Outline, welche als Isolationslinie zum Rest der Versorgungslage zu betrachten ist und vom CAM-Prozessor entsprechend geplottet wird (siehe hierzu auch Kapitel 4.7.6 dieses Handbuchs). Bei der Definition von Potentialflächen auf Versorgungslagen besteht die Einschränkung, dass sich keine zwei Potentialflächen wechselseitig überlagern dürfen, da sonst die Definition der Versorgungslagenbereiche nicht mehr eindeutig ist; in solchen Fällen werden vom Design Rule Check entsprechende Versorgungslagenfehler gemeldet, die auch als eigener Eintrag im Report (Menü Diverse) angezeigt werden. Zulässig ist hingegen die Platzierung von Potentialflächen, die sich komplett innerhalb anderer Potentialflächen befinden; der Anschluss erfolgt in einem solchen Fall jeweils an die "innerste" Potentialfläche.

Die Funktion Neuer Text aus dem Menü Texte, Bohrungen ermöglicht über eine entsprechende Lagenauswahl die Platzierung von Texten auf Versorgungslagen. Damit kann Dokumentation in Form von Textinformation auf Versorgungslagen aufgebracht werden. Bei der Platzierung von Texten auf Versorgungslagen führt der Design Rule Check eine Abstandskontrolle zu den Speziallagen Alle Lagen und Innenlagen durch und erzeugt ggf. entsprechende Abstandsfehlermeldungen. Texte auf Versorgungslagen sind auf der fertig hergestellten Leiterkarte selbstverständlich nur dann sichtbar, wenn die entsprechende Versorgungslage als Außenlage konfiguriert ist. In der Regel jedoch werden Versorgungslagen als Innenlagen definiert, wobei die darauf definierten Texte lediglich als Kontrollinformation (z.B. für den Layoutbearbeiter oder für die Plot- bzw. Filmarchivierung) dienen können.

 

4.6.6 Via-Sperrflächen für den Autorouter

Oft besteht die Notwendigkeit, dem Autorouter Flächen vorzugeben, in welchen er keine Durchkontaktierungen setzen, aber dennoch Leiterbahnen führen darf (z.B. unter speziellen Bauteilen). Diese Sperrflächen definiert man am einfachsten auf einer Router-Signallage, die für das eigentliche Layout nicht benötigt wird. Da Vias grundsätzlich über alle Lagen definiert sind (Bohrungen!), erkennt der Autorouter den definierten Bereich als Via-Sperrfläche für alle Lagen an. Voraussetzung ist allerdings, dass die Signallage, auf der sich die Sperrfläche befindet, im Autorouter als Sperrlage definiert wird, damit der Router die auf dieser Lage befindlichen Elemente bei der Bearbeitung berücksichtigt.

Definieren Sie auf der Signallage 3 eine Sperrfläche unter den Schaltern s1000 bis s1009:

FlaechenLinke Maustaste (LMB)
Neue SperrflaecheLinke Maustaste (LMB)
Lage 3Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [0.25",0.4"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [0.45",0.4"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [0.45",2.4"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [0.25",2.4"]Linke Maustaste (LMB)
Rechte Maustaste (RMB)
FertigLinke Maustaste (LMB)

Rufen Sie nun den Autorouter auf:

DateiLinke Maustaste (LMB)
AutorouterLinke Maustaste (LMB)

Definieren Sie die Lagenzuordnung so, dass die Signallage 3 vom Router als Sperrlage betrachtet wird, und starten Sie den Vollautorouter (Router-Auflösung, Standard-Leiterbreiten und Standard-Mindestabstände wurden im ersten Autorouter-Lauf bereits definiert):

OptionenLinke Maustaste (LMB)
LagenzuordnungLinke Maustaste (LMB)
Zu modifizierende Lage ?3 Return-/Eingabetaste (CR)
Neuer Typ der Lage (S/H/V/A/-) ?s Return-/Eingabetaste (CR)
Zu modifizierende Lage ? Return-/Eingabetaste (CR)
AutorouterLinke Maustaste (LMB)
Voll-AutorouterLinke Maustaste (LMB)

Der Voll-Autorouter sollte das Layout zu 100% entflechten und dabei keine Vias im Bereich der definierten Via-Sperrfläche setzen. Auch die Anschlüsse in die vorher definierte Versorgungslage für das Signalnetz Vss (siehe oben) werden automatisch erzeugt (für SMD-Anschlüsse ggf. durch ein entsprechendes Leiterbahnstück mit Durchkontaktierung).

Springen Sie nach erfolgreichem Autorouter-Lauf wieder in den Layouteditor zurück:

DateiLinke Maustaste (LMB)
LayouteditorLinke Maustaste (LMB)
 

4.6.7 Flächen-Spiegelsicht

Flächen können im Layouteditor mit einem Attribut versehen werden, welches angibt, ob die Fläche gespiegelt oder ungespiegelt sichtbar ist. Damit ist es z.B. möglich, an ein und demselben SMD-Pad zwei verschiedene Anschlussflächen zu definieren, von denen die eine gespiegelt (also auf der Lötseite), die andere ungespiegelt (also auf der Bauteilseite) sichtbar ist. Damit lassen sich z.B. komfortabel für Bauteil- und Lötseite unterschiedliche Lötverfahren unterstützen.

Laden Sie das im Padstack s1206 für die Gehäusebauform chip1206 verwendete Padsymbol p1206 aus der Datei demo.ddb:

DateiLinke Maustaste (LMB)
LadenLinke Maustaste (LMB)
PadLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ?demo Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ?p1206 Return-/Eingabetaste (CR)

Am geladenen Pad ist eine fingerförmige Anschlussform definiert. Legen Sie mit den folgenden Kommandos fest, dass diese Lötaugenform nur ungespiegelt (also auf der Bauteilseite) sichtbar sein soll:

FlaechenLinke Maustaste (LMB)
SpiegelsichtLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf FlächenkanteLinke Maustaste (LMB)
Nicht gespiegelt sichtbarLinke Maustaste (LMB)

Die Lötaugenform für die Bauteilseite ist nun definiert. Erzeugen Sie mit den folgenden Kommandos nun eine rechteckige Kupferfläche, und legen Sie fest, dass diese nur gespiegelt (also auf der Lötseite) sichtbar sein soll:

FlaechenLinke Maustaste (LMB)
Neue KupferflaecheLinke Maustaste (LMB)
Rechte Maustaste (RMB)
Sprung absolutLinke Maustaste (LMB)
Abs. X Koordinate (mm/") ?0.6 Return-/Eingabetaste (CR)
Abs. Y Koordinate (mm/") ?0.9 Return-/Eingabetaste (CR)
Rechte Maustaste (RMB)
Sprung relativLinke Maustaste (LMB)
Rel. X Koordinate (mm/") ?-1.2 Return-/Eingabetaste (CR)
Rel. Y Koordinate (mm/") ?0 Return-/Eingabetaste (CR)
Rechte Maustaste (RMB)
Sprung relativLinke Maustaste (LMB)
Rel. X Koordinate (mm/") ?0 Return-/Eingabetaste (CR)
Rel. Y Koordinate (mm/") ?-1.8 Return-/Eingabetaste (CR)
Rechte Maustaste (RMB)
Sprung relativLinke Maustaste (LMB)
Rel. X Koordinate (mm/") ?1.2 Return-/Eingabetaste (CR)
Rel. Y Koordinate (mm/") ?0 Return-/Eingabetaste (CR)
Rechte Maustaste (RMB)
FertigLinke Maustaste (LMB)
FlaechenLinke Maustaste (LMB)
SpiegelsichtLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf Flächenecke/-kanteLinke Maustaste (LMB)
Gespiegelt sicht.Linke Maustaste (LMB)

Speichern Sie nun das geänderte Padsymbol ab, und laden Sie wieder das Layout:

DateiLinke Maustaste (LMB)
SpeichernLinke Maustaste (LMB)
LadenLinke Maustaste (LMB)
LayoutLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ?board Return-/Eingabetaste (CR)

Das System führt eine Connectivity Generierung durch, da ein Element aus der Bibliothek der Projektdatei geändert wurde. Vergleichen Sie anschließend die auf Löt- und Bauteilseite unterschiedlichen Lötaugenformen an den Gehäusebauformen chip1206 (Bauteile R104 und C101, gespiegelt; Bauteil R105 ungespiegelt).

Die Funktion zur Festlegung einer Spiegelsicht steht grundsätzlich immer bei der Definition von Kupfer-, Sperr-, oder Dokumentarflächen an spiegelbaren Bibliothekselementen zur Verfügung. Durch geeignete Sperrflächendefinitionen auf entsprechenden Dokumentarlagen kann damit z.B. auch die Abstandshaltung von Bauteilen geprüft werden, und zwar auf unterschiedliche Weise je nachdem ob die Bauteile gespiegelt oder ungespiegelt platziert sind.

Unterstützung von Reflow-Reflow-SMD-Lötverfahren

Zur Unterstützung von SMD-Lötverfahren in Reflow-Reflow-Technik steht in der Dialogbox Einstellungen des Menüs Einstellungen der Parameter Flaeche Spiegel-Sicht zur Verfügung. Bei aktivierter Spiegel-Sicht (Voreinstellung) verhält sich das System wie oben beschrieben. Bei Deaktivierung der Spiegel-Sicht, sind unabhängig von der Bauteilspiegelung alle als Nicht gesp. sicht., deklarierten Flächen immer sichtbar und alle als Gespiegelt sicht., deklarierten Flächen nie sichtbar. Mit Hilfe dieser Parametereinstellung kann eine für das konventionelle SMD-Löten erstellte Bibliothek auch für die Reflow-Reflow-Technik werden.

 

4.6.8 Flächenautomatik

Das BAE-Layoutsystem ist ausgestattet mit 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 Flächen mit definierbarer Schraffurbreite und vorgebbarem Schraffurabstand umwandeln.

Die Funktionen zur Füllflächengenerierung befinden sich im Untermenü Flaechenautomatik des Menüs Flaechen im Layouteditor.

Parametereinstellungen für die Flächenautomatik

Abhägig von der aktuellen BAE-Menükonfiguration können die Parameter für die Flächenautomatik entweder über entsprechende Menüfunktionen im Untermenü Flaechenautomatik oder über den Dialog Einstellungen aus selbigem Untermenü spezifiziert werden.

Über den Parameter Isolationsabstand kann der gewünschte Isolationsabstand für die Füflächengenerierung festgelegt werden. Der Defaultwert hierfür beträgt 0.3mm. Abweichend vom eingestellten (Standard-)Isolationsabstand werden mit dem Netzattribut MINDIST definierte netzspezifische Mindestabständsvorgaben (siehe hierzu auch Kapitel 7.11 ggf. gesondert berücksichtigt.

Über den Parameter Min. Strukturgroesse kann eine minimale Strukturgröße für die Füllflächengenerierung festgelegt werden. Der Defaultwert hierfür beträgt 0.15mm. Es empfiehlt sich ein Wert in der Größenordnung der kleinsten in der Gerber-Blendentabelle definierte Blende damit später im CAM-Prozessor ein Gerber-Plot ohne Überzeichnungsfehler erzeugt werden kann.

Mit Bahnen Aussparung kann spezifiziert werden, ob die abzuisolierenden Leiterbahnen oktagonal (Default-Einstellung) oder rund ausgespart werden sollen.

Über Insel Erkennung kann angegeben werden, ob beim Füllen von Potentialflächen isolierte Teilflächen (sogenannte Inseln) automatisch gelöscht (Inseln loeschen; Standardeinstellung) oder mitgeneriert (Inseln bilden) werden sollen. Die Option Inseln selektieren erzeugt Inselflächen und selektiert die generierten Inselflächen darüberhinaus automatisch zur aktuellen Gruppe.

Über den Parameter Waermefallen lässt sich angeben, ob die zur Potentialfläche gehörenden Bauteilanschlüsse und Vias in Form von Wärmefallen oder als Direktanschlüsse ausgeführt werden sollen. Wärmefallen werden mit einer definierbaren Leiterbreite. Die Leiterbreite der Wärmefallenstege (Default 0.3mm) kann frei gewählt werden, und es besteht die Möglichkeit der Spezifikation eines spezifischen Mindestabstands zur Isolation der Wärmefallen (Default 0mm, d.h. Isolation entsprechend der aktuell eingestellten Parameter bzw. Attribute für die Abstandshaltung).

Auch können über entsprechende Optionen wahlweise nur Pins oder nur Vias über Wärmefallen angeschlossen werden. Die entsprechenden Auswahlmöglichkeiten lauten Direktanschluss, Waermefallen Pins & Vias, Waermefallen Pins sowie Waermefallen Vias.

In BAE HighEnd ist die Angabe der maximal zulässigen Anzahl von Stegen pro Wärmefalle möglich. Hierbei kann ein Wert von 1 bis 4 angegeben werden. Die Standardsequenz zur Steggenerierung ist links, rechts, unten, oben.

Definition von Flächenfüllbereichen

Die Funktionen zur automatischen Füllflächengenerierung werden auf speziell definierte Arbeitsbereiche für die Flächenautomatik, sogenannte Flächenfüllbereiche angewendet. Definieren Sie mit den folgenden Kommandos auf der Signallage 1 einen rechteckigen Flächenfüllbereich für das Signalnetz net:

FlaechenLinke Maustaste (LMB)
Neuer FuellbereichLinke Maustaste (LMB)
Netzname ?net Return-/Eingabetaste (CR)
Lage 1Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [0.6",0.4"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [1.7",0.4"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [1.7",1.7"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf [0.6",1.7"]Linke Maustaste (LMB)
Rechte Maustaste (RMB)
FertigLinke Maustaste (LMB)

Der Füllbereich wird keinem Potential zugeordnet, wenn auf die Abfrage nach dem Netznamen ein Bindestrich (-) eingegeben wird.

Normale Kupferflächen, die an ein Netz angeschlossen sind, werden für das Flächenfüllenwie Potentialflächen dieses Netzes behandelt und werden somit beim Füllen mit dem entsprechendem Netz nicht ausgespart. Dies erleichtert z.B. insbesondere die Handhabung von Teardrops, die als normale Kupferflächen ausgeführt sind.

Füllflächengenerierung

Die Funktionen zur automatischen Füllflächengenerierung stehen im Untermenü Flaechenautomatik des Menüs Flaechen zur Verfügung. Auffuellen alle bewirkt das automatische Füllen aller definierten Füllbereiche. Entfernen alle bewirkt das automatische Löschen der Flächen aus allen definierten Füllbereichen. Bei Auffuellen einzeln bzw. Entfernen einzeln ist der zu bearbeitende Füllbereich entsprechend zu selektieren.

Füllen Sie nun den definierten Füllbereich mit Hilfe der Flächenautomatik auf; stellen Sie den Isolationsabstand dabei auf 0.35mm und die minimale Strukturgröße auf 0.15mm ein, und geben Sie über Insel Erkennung an, dass abisolierte Teilflächen mitgeneriert werden:

FlaechenautomatikLinke Maustaste (LMB)
IsolationsabstandLinke Maustaste (LMB)
Kupfer Isolationsabstand ( 0.30mm) ?0.35 Return-/Eingabetaste (CR)
Min. FuellgroesseLinke Maustaste (LMB)
Min. Strukturgroesse ( 0.10mm) ?0.15 Return-/Eingabetaste (CR)
Insel ErkennungLinke Maustaste (LMB)
Inseln bildenLinke Maustaste (LMB)
Auffuellen einzelnLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf FüllbereichLinke Maustaste (LMB)

Das System erzeugt innerhalb des selektierten Füllbereichs für das Netz net Potentialflächen, die von fremdem Potential abgeschirmt werden. Dieser Arbeitsvorgang ist sehr rechenintensiv und kann einige Zeit in Anspruch nehmen. Nach Beendigung des Füllvorgangs empfiehlt es sich, einen Bildneuaufbau zu veranlassen, um das Resultat visuell zu überprüfen. Sind Sie mit dem Ergebnis nicht zufrieden (weil die generierten Strukturen z.B. zu fein oder zu grob sind), dann können sie den Füllvorgang rückgängig machen, neue Flächenfüllparameter einstellen und den Flächenfüll-Algorithmus erneut aufrufen.

Setzen Sie mit den folgenden Kommandos den zuvor durchgeführten Arbeitsschritt zurück, und rufen Sie den Füllalgorithmus anschließend mit automatischer Insel-Elimination auf:

FlaechenLinke Maustaste (LMB)
FlaechenautomatikLinke Maustaste (LMB)
Entfernen alleLinke Maustaste (LMB)
Insel ErkennungLinke Maustaste (LMB)
Inseln loeschenLinke Maustaste (LMB)
Auffuellen alleLinke Maustaste (LMB)

Die minimale Strukturgröße, d.h. die kleinste Flächenausdehnung, mit der gefüllt werden darf, ist von essentieller Bedeutung für die spätere CAM-Ausgabe. Um zu verhindern, dass spitzwinklige Flächenstrukturen entstehen, führt der Füllalgorithmus automatisch eine Abrundung der konvexen Ecken der zu generierenden Flächen entsprechend des gewählten Wertes für die minimale Strukturgröße durch. Für die minimale Strukturgröße sollte demnach z.B. ein Wert etwa im Bereich der Größe der kleinsten in der Gerbertabelle definierten Blende spezifiziert werden. Dadurch ist gewährleistet, dass später im CAM-Prozessor ein Gerber-Plot ohne Überzeichnungsfehler erzeugt werden kann.

Komplexitätsbetrachtungen zur Flächenautomatik

Bei der Anwendung der Flächenautomatik kann es je nach Komplexität und Größe der zu füllenden Fläche sowie der abzuisolierenden Strukturen zu längeren Rechenzeiten und größeren Datenmengen kommen. Der Rechenzeitbedarf für die zur Abisolierung notwendige Abstandsberechnung ist bei rechteckigen bzw. orthogonal angeordneten Strukturen sehr viel geringer als z.B. bei kreisbogenförmigen Strukturen, da bei letzteren sehr viel komplexere Geometrieberechnungen anzustellen und damit rechenzeitintensivere Fließpunktoperationen auszuführen sind. Darüber hinaus wirkt sich die Komplexität der abzuisolierenden Strukturen und insbesondere deren Lage zueinander entscheidend auf die durch den Füllalgorithmus erzeugten Datenmengen und die Komplexität der generierten Flächen aus. Abbildung 4-8 verdeutlicht diesen Sachverhalt.

Abbildung 4-8: Flächenautomatik; Komplexitätsbetrachtung

Abbildung 4-8: Flächenautomatik; Komplexitätsbetrachtung

Um die Komplexität und Anzahl der erzeugten Füllflächen zu reduzieren, kann über die Parametereinstellung Bahnenaussparung wahlweise eine der Optionen Oktagon Bahnen, Oktagon Kreise oder Oktagon Bahnen+Kreise anstelle der Defaultoption Runde Ecken aktiviert werden. Damit werden Leiterbahnknicke und/oder Vollkreise für die Aussparung beim Flächenfüllen durch das umschreibende Achteck ersetzt. Durch diese Art der Aussparung lassen sich auch die Gerberdatenmengen reduzieren, wenn für die Gerberausgabe keine Gerber-Kreisbefehle verwendet werden können.

Um zu lange Wartezeiten bei einer versehentlichen Aktivierung der Flächenautomatik zu vermeiden, besteht die Möglichkeit, diese Funktion während der Generierung von Füllflächen vorzeitig per Tastendruck und Bestätigung abzubrechen. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass ein Funktionsabbruch in der abschließenden Phase der Connectivity-Generierung nicht mehr möglich ist. Weiterhin ist zu beachten, dass die bis zum Funktionsabbruch generierten Füllflächen ggf. mit der Undo-Funktion explizit zu entfernen sind.

Durch die Erzeugung von Füllflächen kann die Anzahl der Kupferflächen und insbesondere die der Polygonpunkte erheblich zunehmen. Dies hat zur Folge, dass der Rechenzeitbedarf für die Mincon-Funktion zur Berechnung der Unroutes (siehe hierzu auch Kapitel 4.3.2 dieses Handbuchs) enorm zunimmt, wenn die Mincon-Funktion auf eine Ecke-zu-Ecke-Berechnung eingestellt ist. In Extremfällen ist daher die Einstellung der Mincon-Funktion auf eine Pin-zu-Pin-Berechnung empfehlenswert. Der Mincon-Funktionstyp kann über Mincon. Funktion selektiert werden.

Generierung von Schraffurflächen

Das Untermenü Flaechenautomatik enthält Funktionen zur automatischen Umwandlung elektrisch leitfähiger Flächen in schraffierte Flächen (Hatching).

Die Schraffur wird durch Leiterbahnzüge generiert. Hierfü können die Leiterbreite und der Abstand zwischen den Leiterbahnen mit Schraffurbreite (Default 0.3mm) und Schraffurabstand (Default 1.27mm) eingestellt werden.

Mit Schraffurmodus kann zwischen unterschiedlichen Schraffurverfahren zur Generierung einer (diagonalen) Linienschraffur oder zur Erzeugung einer Gitterschraffur gewählt werden.

Die Schraffurflächengenerierung wird durch den Aufruf der Funktion Flaeche Schraffur und die Selektion der umzuwandelnden Kupferfläche aktiviert.

Wandeln Sie mit den folgenden Kommandos die auf der Signallage 2 des Layouts platzierte, kreisförmige passive Kupferfläche in eine linienschraffierte Fläche mit einem Schraffurabstand von 1mm um (stellen Sie zuvor die Koordinatenanzeige auf Inch ein):

EinstellungenLinke Maustaste (LMB)
KoordinatenanzeigeLinke Maustaste (LMB)
inch AnzeigeLinke Maustaste (LMB)
FlaechenLinke Maustaste (LMB)
FlaechenautomatikLinke Maustaste (LMB)
SchraffurabstandLinke Maustaste (LMB)
Schraffurabstand ( 1.27mm) ?1 Return-/Eingabetaste (CR)
Flaeche SchraffurLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf passive Kupferfläche/Lage 2, [0.8",1.8"]Linke Maustaste (LMB)

Setzen Sie nun die Schraffurbreite auf 0.2mm und den Schraffurmodus auf Gitterschraffur, und wandeln Sie die auf der Signallage 1 des Layouts platzierte Potentialfläche für das Signalnetz vdd in eine gitterschraffierte Fläche um:

FlaechenLinke Maustaste (LMB)
FlaechenautomatikLinke Maustaste (LMB)
SchraffurbreiteLinke Maustaste (LMB)
Schraffurbreite ( 0.30mm) ?0.2 Return-/Eingabetaste (CR)
SchraffurmodusLinke Maustaste (LMB)
GitterschraffurLinke Maustaste (LMB)
Flaeche SchraffurLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf Potentialfläche "vdd"/Lage 1, [2.5",2.0"]Linke Maustaste (LMB)

Die Funktion Flaeche Schraffur wandelt das zu bearbeitende Polygon in einen Spezialtyp um. Die Schraffur und die Umrandung der Schraffurfläche werden durch Leiterbahnzüge erzeugt. Diese Leiterbahnen haben die über die Schraffurbreite spezifizierte Leiterbahnbreite und werden der Schraffurfläche fest zugeordnet damit eine Bearbeitung des kompletten Schraffurobjekts mit Standardflächenfunktionen wie Flaeche bewegen oder Flaeche kopieren möglich ist.

Wenn Sie alle Schritte bis hierhin richtig ausgeführt haben, dann sollte das Layout jetzt entsprechend Abbildung 4-9 aussehen.

Abbildung 4-9: Layout mit Füllflächen

Abbildung 4-9: Layout mit Füllflächen

Vergessen Sie nicht, das aktuelle Layout zu sichern:

DateiLinke Maustaste (LMB)
SpeichernLinke Maustaste (LMB)
 

4.6.9 Bibliotheks-Update

Eines der mächtigsten Werkzeuge des Bartels AutoEngineer ist die Funktion Update Bibliothek, mit der in kürzester Zeit eine Aktualisierung der jobspezifischen Bibliothek (in der Regel ist hier eine Angleichung an eine "Master-Bibliothek" verlangt) durchgeführt werden kann.

Kopieren Sie das aktuell geladene Layout in die Datei democopy.ddb (mit Default-Elementnamen), und laden Sie das kopierte Layout:

DateiLinke Maustaste (LMB)
Ablegen auf NameLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ?democopy Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ? Return-/Eingabetaste (CR)
LadenLinke Maustaste (LMB)
LayoutLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ?democopy Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ? Return-/Eingabetaste (CR)

Auf dem Bildschirm sehen Sie nun das kopierte Layout, das allerdings nur die direkt auf dem Layout definierten Objekte enthält. Was fehlt, sind die Bibliothekssymbole (Bauteile, Padstacks, Pads) aus den unteren Hierarchieebenen. Diese wurden durch die Funktion Ablegen auf Name nicht mitkopiert, um zu verhindern, dass evtl. in der Zieldatei democopy.ddb bereits vorhandene Elemente überschrieben werden. In der Statuszeile gibt das System die Meldung

Einige angeschlossene Pins fehlen!

bzw.

Einzelne Teile fehlen im Bild (sind nicht ladbar)!

aus. Um nun die jobspezifische Bibliothek der DDB-Datei democopy auf die in demo.ddb enthaltene Bibliothek anzugleichen, müssen Sie die folgenden Kommandos ausführen:

DateiLinke Maustaste (LMB)
Update BibliothekLinke Maustaste (LMB)
LayoutLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Name der Quelldatei ?demo Return-/Eingabetaste (CR)

Das System sollte nach wenigen Augenblicken die Meldung

Bibliothekselemente ersetzt!

ausgeben. Diese Meldung besagt, dass alle auf dem aktuell geladenen Layout referenzierten Bibliothekselemente aus der Quelldatei kopiert wurden. Um den durchgeführten Bibliotheks-Update zu visualisieren, ist das Layout nun erneut zu laden:

DateiLinke Maustaste (LMB)
LadenLinke Maustaste (LMB)
LayoutLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ? Return-/Eingabetaste (CR)

Auf dieselbe Weise kann die jobspezifische Bibliothek des aktuell geladenen Layouts z.B. mit den Einträgen einer anderen Bibliothek korreliert werden. Führen Sie einen Bibliotheks-Update für das im Speicher befindliche Layout mit der Quelldatei demolib.ddb durch, und achten Sie beim erneuten Laden des Layouts insbesondere auf die bedrahteten Widerstände, deren Gehäusebauform r04a25 in demolib.ddb anders definiert ist:

DateiLinke Maustaste (LMB)
Update BibliothekLinke Maustaste (LMB)
LayoutLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Name der Quelldatei ?demolib Return-/Eingabetaste (CR)
LadenLinke Maustaste (LMB)
LayoutLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ? Return-/Eingabetaste (CR)

Die Funktion Element ersetzen erlaubt das gezielte Ersetzen spezieller Bibliothekselemente durch entsprechende Elemente aus einer Quelldatei. Mit den folgenden Kommandos können das Bauteilsymbol r04a25 und die Paddefinition p1206 in der (aktuellen) Datei democopy.ddb wieder ersetzt werden durch die in der Datei demo.ddb definierten Symbole:

DateiLinke Maustaste (LMB)
Element ersetzenLinke Maustaste (LMB)
BauteilLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ?r04a25 Return-/Eingabetaste (CR)
Name der Quelldatei ?demo Return-/Eingabetaste (CR)
Bitte bestaetigen (J/N) ?j Return-/Eingabetaste (CR)
Element ersetzenLinke Maustaste (LMB)
PadLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ?p1206 Return-/Eingabetaste (CR)
Name der Quelldatei ?demo Return-/Eingabetaste (CR)
Bitte bestaetigen (J/N) ?j Return-/Eingabetaste (CR)
LadenLinke Maustaste (LMB)
LayoutLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ? Return-/Eingabetaste (CR)
 

4.6.10 Rücknetzliste

Ausgesprochen nützlich für HF-Anwendungen ist die Funktion Rueck-Netzliste, mit der aus der Information über das auf der Leiterkarte befindliche Kupfer (und nur aus diesem) automatisch eine Netzliste erzeugt werden kann.

Die Arbeitsweise dieser Funktion soll anhand des aktuell geladenen Layouts (Datei democopy.ddb, Default-Elementname) demonstriert werden. Löschen Sie hierzu zunächst die Leiterbahn, die die Pins NO1 und 4 der Bauteile K1 und X1 verbindet sowie die Definition der Versorgungslage vss:

LeiterbahnenLinke Maustaste (LMB)
Bahn loeschenLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf Bahn,z.B.[2.35",0.9"]Linke Maustaste (LMB)
EinstellungenLinke Maustaste (LMB)
VersorgungslagenLinke Maustaste (LMB)
1: vssLinke Maustaste (LMB)
Netzname ?- Return-/Eingabetaste (CR)
EndeLinke Maustaste (LMB)

Beachten Sie, dass nun Airlines anstelle der gelöschten Leiterbahn und der Versorgungslage angezeigt werden. Verbinden Sie nun mit einer neuen Leiterbahn die beiden Pins 2 und 1 der Bauteile R100 und R101 miteinander:

LeiterbahnenLinke Maustaste (LMB)
Neue LeiterbahnLinke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "R100.2",[1.4",2.4"]Linke Maustaste (LMB)
Positionieren auf "R101.1",[1.6",2.4"]Linke Maustaste (LMB)
Rechte Maustaste (RMB)
FertigLinke Maustaste (LMB)

Das System meldet jetzt einen Kurzschluss. Speichern Sie das Layout ab, erzeugen Sie mit Hilfe der Funktion Rueck-Netzliste eine Netzliste, die Sie unter demselben Element- und Dateinamen wie das Layout ablegen, und laden Sie anschließend das Layout wieder:

DateiLinke Maustaste (LMB)
SpeichernLinke Maustaste (LMB)
DiverseLinke Maustaste (LMB)
Rueck-NetzlisteLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ? Return-/Eingabetaste (CR)
DateiLinke Maustaste (LMB)
LadenLinke Maustaste (LMB)
LayoutLinke Maustaste (LMB)
Dateiname ? Return-/Eingabetaste (CR)
Elementname ? Return-/Eingabetaste (CR)

Das System führt nun eine Connectivity Generierung für das Layout mit der durch Rueck-Netzliste erzeugten Netzliste durch. Es erscheinen anschließend keine Airlines mehr für die zuvor gelöschte Leiterbahn und für das Signalnetz vss. Das Layout enthält auch keine offenen Verbindungen oder Kurzschlüsse mehr (überprüfen Sie dies mit Batch DRC und Report im Menü Diverse). Wird die vor dem Aufruf von Rueck-Netzliste neu gelegte Leiterbahn entfernt, dann erscheint an ihrer Stelle eine Airline.

Eine weitere nützliche Anwendung der Funktion Rueck-Netzliste CAM-View (siehe hierzu Kapitel 4.8 dieses Handbuchs) auf Signallagen des Layouts eingelesen wurden.

 

4.6.11 Blind und Buried Vias

Blind und Buried Vias sind Sacklöcher bzw. partielle Durchkontaktierungen, die als Umsteiger beim Routen von Mehrlagen-Layouts verwendet werden können. Durch den Einsatz von Blind und Buried Vias lässt sich unter Umständen der Entflechtungsgrad auf Multilayer-Platinen (mit 4 oder mehr Signallagen) entscheidend erhöhen.

Der Layouteditor des Bartels AutoEngineer erlaubt die Definition partieller Durchkontaktierungen. Hierzu sind auf Padstackebene die entsprechenden Pads zu laden und auf die gewünschten Lagen zu platzieren (siehe auch Kapitel 4.2.2, Padstackerstellung). Zusätzlich ist eine Bohrung zu definieren, der eine spezifische Bohrungsklasse zugeordnet werden sollte, um bei der CAM-Ausgabe die selektive Ausgabe der an partiellen Durchkontaktierungen definierten Bohrungen zu ermöglichen (siehe auch Kapitel 4.7.13, Ausgabe von Bohrdaten). Die Konventionen für die Spezifikation der Bohrungsklasse sind frei wählbar. Empfehlenswert ist z.B. die Vergabe der Bohrungsklasse A für Lage 1/2, B für Lage 2/3, C für Lage 3/4, usw. Wir bitten zu beachten, dass bei der Erstellung und Verwendung partieller Durchkontaktierungen die layout-spezifische Definition der Obersten Lage (siehe auch Kapitel 4.3.1) von besonderer Bedeutung ist.

Sind z.B. die Padstacks via (Alle Lagen), via_12 (Umsteiger von Lage 1 nach 2), via_23 (Umsteiger von Lage 2 nach 3) und via_34 (Umsteiger von Lage 3 nach 4) definiert, dann können alle diese Padstacks in die Liste der Durchkontaktierungen selektiert werden und stehen somit für die Entflechtung z.B. eines 4-Lagen-Boards zur Verfügung (siehe hierzu auch Kapitel 4.3.4, Selektion der Durchkontaktierung).

Beim manuellen Routen im Layouteditor wird bei jedem Lagenwechsel automatisch das Via mit der geringstmöglichen Lagenbelegung gesetzt. Auch der Autorouter arbeitet nach diesem Prinzip. Um allerdings zu verhindern, dass sich während des Autorouter-Laufes Mehrdeutigkeiten beim Backtracking ergeben, dürfen - im Gegensatz zum Layouteditor - keine zwei Vias in der Via-Liste definiert sein, die sich wechselweise in ihrer Lagenzuordnung in mehr als einer Lage überschneiden. Es ist also z.B. nicht erlaubt, ein Via über die Lagen 1/2/3 und zugleich ein Via über die Lagen 2/3/4 in der Liste der Durchkontaktierungen zu halten; der Autorouter bricht in diesem Fall mit der Meldung Via Pad-Stack als Via ungeeignet! ab. Zulässig hingegen ist z.B. die gleichzeitige Verwendung eines Via über die Lagen 1/2/3, eines Via über die Lagen 1/2 und eines Via über die Lagen 2/3.

Im CAM-Prozessor ist bei der Erzeugung der Bohrdaten für die in den partiellen Durchkontaktierungen definierten Bohrungen jeweils die entsprechende Bohrungsklasse zu spezifizieren.

Dringend zu beachten ist, dass bei der Verwendung von Blind und Buried Vias der Aufwand und damit die Kosten für die Fertigung und den Test der Leiterplatte erheblich höher liegen, als bei konventionellen Multilayer-Platinen. Andererseits können die Vorteile spezieller neuartiger Fertigungstechnologien wie etwa des Verfahrens zur Herstellung plasmageätzter Vias nur durch die Verwendung partieller Durchkontaktierungen genutzt werden.

 

4.6.12 Verlassen des Layoutsystems

Bevor Sie den Layouteditor verlassen, sollten Sie nicht vergessen, das gerade bearbeitete Dateielement zu sichern:

DateiLinke Maustaste (LMB)
SpeichernLinke Maustaste (LMB)

Rücksprung ins Hauptmenü

Von jedem Modul des Layoutsystems (außer Autorouter) ist mit den folgenden Kommandos der Rücksprung in das BAE-Hauptmenü möglich:

DateiLinke Maustaste (LMB)
HauptmenueLinke Maustaste (LMB)

Sie befinden sich anschließend in der Shell des BAE. Diese lässt sich wie folgt beenden:

ProgrammendeLinke Maustaste (LMB)

Programmende

Der Bartels AutoEngineer kann von jedem Modul des Layoutsystems mit

DateiLinke Maustaste (LMB)
ProgrammendeLinke Maustaste (LMB)

direkt beendet werden. Sollte der Layouteditor hierbei mit einer Bitte um Bestätigung reagieren, dann wurde das aktuell geladene Element noch nicht gesichert. In diesem Fall sollten Sie die Funktion Programmende abbrechen, das aktuell im Speicher befindliche Element sichern und anschließend erst das Programmende herbeiführen:

DateiLinke Maustaste (LMB)
ProgrammendeLinke Maustaste (LMB)
Bitte bestaetigen (J/N) ?n Return-/Eingabetaste (CR)
DateiLinke Maustaste (LMB)
SpeichernLinke Maustaste (LMB)
DateiLinke Maustaste (LMB)
ProgrammendeLinke Maustaste (LMB)
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Spezielle Layoutfunktionen
© 1985-2017 Oliver Bartels F+E • Aktualisiert: 11. October 2010, 10:30 [UTC]

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