آموزش گام به گام Design Rules

[بسطام بيرامي]

سلام به همه
به دلیل تقاضای زیاد شما دوستان بر این شدیم تا آموزش جامعی از Design Rules برنامه Altium را تهیه کنیم
در این تاپیک به تشریح تک تک قسمت های Design Rules میپردازیم و برای انسجام مطالب آموزشی سوالات خود را در تاپیک http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=66384.0 مطرح کنید
لطفا اگر کاستی در مطالب هست بفرمایید تا تکمیل کنیم
انشاالله در پایان یک فایل جامع PDF تهیه میشه تا همه بتونن استفاده کنن
به کمک همه شما دوستان نیازمندیم
با تشکر

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

به نام خدا
1- آشنایی با قسمت های مختلف Design Rules در Altium
همونطور که میدونید برنامه Altium نرم افزار قدرت مندی در زمینه طراحی PCB در اختیار ما قرار داده که میتوانید قوانین تنظیمات دلخواه خود را در آن اعمال کنید
که این قوانین به قسمت های زیر تقسیم میشوند :



که با تعریف صحیح این موارد میتوانید بردهایی با دقت و استاندارهای معتبر طراحی کنید
این قوانین قابلیت ذخیره و بازیابی مجدد را دارند تا بتوانید تنظیمات مورد علاقه خود را بسته به طرح خود همواره به کار برید

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

2- ایجاد و ویرایش قوانین طراحی

ابتدا برای وارد شدن به محیط Design Rules باید وارد محیط طراحی PCB شوید ( PCBdoc. )
و از منوی Design بر روی عبارت ...Rules کلیک کنید یا از میانبرهای D و R استفاده کنید



برای ایجاد Rule جدید باید بر روی نام قانون مورد نظر (required rule type) در درخت پوشه های سمت چپ راست کلیک کرده و از pop-up منو گزینه New Rules را انتخاب کنید



یا در پایین صفحه باز شده بر روی دکمه Rule Wizard کلیک کنید و با طی مراحل مورد نظر قوانین خود را ایجاد کنید



برای تغییر در قوانین میتوانید با کلیک بر روی نام قوانین در صفحه باز شده تغییرات دلخواه را اعمال نمایید و مقادیر مورد نظر را وارد کنید



برای حذف کردن یک قانون باید بر روی نام آن در درخت پوشه های سمت چپ و با زدن Delete Rule از منوی pop-up اقدام کنید



و در پایان برای اعمال تعییراتی که ایجاد کردید با زدن دکمه Apply و بعد OK میتوانید تغییرات را مشاهده کنید

نکته :
توجه داشته باشید با ایجاد قانون جدید قوانین قبلی در اولویت های بعدی قرار میگیرند و قانون ایجاد شده اولویت اول را خواهد داشت

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

3- Electrical Rules
3-1- Clearance

معرف کمترین فاصله مجاز بین هر دو نقطه در لایه مس است.
با استفاده از این قانون میتوان اطمینان حاصل کرد که در مسیریابی فاصله ترک ها از این مقدار کمتر نخواهد شد



کمترین مقدار برای Clearance به صورت پیش فرض 10mil در نطر گرفته شده است
در بالای Clearance عبارت Different Nets Only نوشته شده که با کلیک بر روی آن دو گزینه دیگر Same Net Only و Any Net هم ظاهر میشود
که به صورت پیش فرض بر روی Different Nets Only قرار دارد
Different Nets Only : محدودیت Clearance بین دو ترک یا دو قسمت از لایه مس که به Netهای متفاوت تعلق دارند اعمال میشود
Same Net Only : محدودیت Clearance بین دو ترک یا دو قسمت از لایه مس که به Netهای مشابه تعلق دارند اعمال میشود
Any Net : حدودیت Clearance بین هر دو ترک یا دو قسمت از لایه مس اعمال میشود و از 2 مورد بالا جامع تر است و آنها را پوشش میدهد



3-2- Short-Circuit

تستی برای تشخیص اتصال کوتاه میان دو قسمت از لایه مس
Short-Circuit زمانی رخ میدهد که دو قسمت از لایه مس با Net های متفاوت با هم تماس پیدا کرده باشند ( لایه سیگنال و تغذیه )
برای مثال اگر Allow Short Circuit فعال باشد مداری که دارای دو زمین برای قسمت آنالوگ و دیجیتال است اجازه اتصال پیدا میکند در غیر این صورت دو زمین از هم مجزا خواهند بود ( به صورت پیش فرض غیر فعال است )



3-3- Un-Routed Net

تستی برای بدست آوردن مقدار کامل شدن هر یک از اتصالات موجود در Net ها
که از فرمول زیر محاسبه میشود
connections complete / total number of connections x 100



3-4- Unconnected Pin

تشخیص Pin هایی که به نت یا ترک خاصی متصل نیستند

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

4- Defining the Scope of a Design Rule (تعریف محدوده قانون طراحی)

برای این که بتوانید قانون خاصی را روی قسمتی از مدار ، نه تمام آن اعمال کنید از این قسمت استفاده میکنید
که شامل قسمت های زیر میباشد :
• all design objects : به صورت پیش فرض بر روی این گزینه قرار دارد و قوانین تعیین شده از طرف شما بر روی تمامی دار اعمال میشود
• all objects in a specific net : قوانین تعیین شده از طرف شما بر روی Net مورد نظر که از قسمت Drop-Down انتخاب میکنید اعمال میشود
• all objects in a specific net class : قوانین تعیین شده از طرف شما بر روی Net Class مورد نظر اعمال میشود
• all objects on a specific layer : قوانین تعیین شده از طرف شما بر روی Layer مورد نظر که از قسمت Drop-Down انتخاب میکنید اعمال میشود
• all objects in a specific net and on a specific layer : قوانین تعیین شده از طرف شما بر روی Net و Layer مورد نظر که از قسمت Drop-Down انتخاب میکنید اعمال میشود



بعد از انتخاب هر یک از موارد فوق میتوانید دستورات مربوطه را در قسمت Full Query مشاهده کنید
با انتخاب قسمت Advanced Query دو پشن Query Builder و Query Helper برای شما فعال میشود که برای نوشتن دستورات ترکیبی و پیچیده از آنها استفاده میشود که توضیح این قسمت از حوصله بحث ما خارج است



5- Synchronicity through Unique IDs (همزمانی از طریق شناسه های منحصر به فرد)

هنگامی که شما قانونی را برای پارامترهای شماتیک قرار میدهید به آن یک شناسه منحصر به فرد اختصاص داده میشود و همان شناسه به همان قسمت در PCB هم داده میشود
و با این شناسه های منحصر به فرد میتوانید قوانین را در شماتیک و PCB مدیریت کنید و تغییرات را با هم هماهنگ کنید
برای مثال فرض کنید اگر مقداری را برای ضخامت ترک خاص مشخص کرده باشید به آن در شماتیک و نت مربوطه در PCB شناسه های منحصر به فردی اختصاص داده میشود تا از طریق آن بتوان قانون مورد نظر را بر روی آن اعمال کند
همانطور که در تصویر زیر مشاهده میکنید :



برای توضیحات بیشتر میتوانید به مقاله آقای رضا شفقی در صفحه 30 جلد اول مجله نویز مراجع کنید

http://server3.eca.ir/noise/noisemag...ighquality.zip

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

6- Exporting and Importing Design Rules
این قسمت را دوستان به صورت کامل در تاپیک http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=65721.0 آموزش دادند
و فقط به چند عکس بسنده میکنم که گویای همه چیز است







7- Design Rule Reports





When exporting the report from the Report Preview dialog, the following file formats are supported:
• Microsoft Excel Worksheet (*.xls)
• Adobe PDF (*.pdf)
• Rich Text Format (RTF) (*.rtf)
• Web Page (*.htm; *.html)
• Web Layer (CSS) (*.htm; *.html)
• JPEG Image File (*.jpg)
• Window Bitmap File (*.bmp)
• TIFF Image File (*.tif)
• Quattro Pro Worksheet (*.wq1)
• Lotus 123 Worksheet (*.wk1).

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

7- Routing Rules
7-1- Width

تعریف عرض ترک های قرار داده شده بر روی لایه مس (سیگنال)
در قسمت Constraints سه مقدار به شرح زیر وجود دارد :
Min Width : مشخص کننده حداقل عرض مجاز برای ترک ها در هنگام مسیریابی برد میباشد
Max Width : مشخص کننده حداکثر عرض مجاز برای ترک ها در هنگام مسیریابی برد میباشد
Preferred Width : مشخص کننده عرض مرجع ( مقدم ) مجاز برای ترک ها در هنگام مسیریابی برد میباشد
مشخص کردن یک مقدار در سه متغییر بالا به تمام لایه های سیگنال اعمال می شود
مقدار پیش فرض برنامه 10mil میباشد

Characteristic Impedance Driven Width (مشخصه امپدانس) : اگر در طراحی مدارات خود نیاز به شرایط امپدانسی خاصی داشته باشید باید این قسمت را فعال کنید
در این حالت برنامه بر اساس امپداس مورد نظر عرض ترک ها را مشخص میکند
به صورت پیش فرض غیر فعال است

Layers in layerstack only : به شما اجازه دیدن و تغییر دادن عرض ترک ها را در محدوده لایه های سیگنال میدهد
هنگامی که فعال باشد فقط layerstack قایل مشاهده هستند و اگر غیر فعال باشد کلیه لایه های سیگنال نمایش داده میشوند
به صورت پیش فرض فعال است



7-2- Routing Topology

تعریف توپولوژی برای نحوه اتصال نت ها
توپولوژی های زیر را میتوانید استفاده کنید :
• Shortest : در این توپولوژی تمام گره ها در نت از طریق کوتاه ترین مسیر به یکدیگر متصل میشوند
• Horizontal : در این توپولوژی ترجیح داده میشود تمام گره های نت از مسیر های کوتاه تر افقی نسبت به عمودی ترسیم شوند و این قانون از فرمول 1:5 تبعیت میکند ، این متد سعی میکند خطوط را افقی ترسیم کند
• Vertical : در این توپولوژی ترجیح داده میشود تمام گره های نت از مسیر های کوتاه تر عمودی نسبت به افقی ترسیم شوند و این قانون از فرمول 1:5 تبعیت میکند ، این متد سعی میکند خطوط را عمودی ترسیم کند
• Daisy-Simple : در این توپولوژی گره های نت ها به صورت زنجیری و یکی پس از دیگری به هم متصل میشوند و برای آن از کوتاه ترین مسیر ها استفاده میشود
• Daisy-Mid Driven : در این توپولوژی گره منبع در وسط قرار میگیرد و اتصالات از آن به صورت زنجیروار به دیگر گره ها متصل میشود
• Daisy-Balanced : در ارن توپولوژی تعداد بارهایی که از منبع تغذیه میشوند به صورت مساوری در اطراف منبع قرار میگیرند و با آرایش ستاره به منبع متصل میگردند
• Starburst : در این توپولوژی هر بار به صورت مستقیم به منبع متصل میشود

میتوانید نحوه اتصال گره ها را در نت بعد از انتخاب هر یک از موارد بالا در زیر آن مشاهده کنید



7-3- Routing Priority

اختصاص یک اولویت برای روت کردن نت هاست. روت خودکار از این اولویت برای سنجش اهمیت هر یک از شبکه ها در طراحی استفاده میکند که کدام نت باید زودتر روت شود
مقدار 0 تا 100 را میتوانید برای Routing Priority وارد کنید که عدد بزرگ تر اولویت بالاتری در روت کردن دارد

7-4- Routing Layers

تعیین میکند که کدام لایه ها اجازه دارند در روت خودکار مورد استفاه قرار گیرند
هر لایه سیگنالی که فعال باشد به صورت پیش فرض در روت خودکار استفاده میشود

7-5- Routing Corners

تعیین نوع گوشه ها در روت خودکار



7-6- Routing Via Style

تعیین کننده قطر و اندازه سوراخ ویا در روت کردن

• Minimum : کمترین مقدار قطر ویا
• Maximum : بیشترین مقدار قطر ویا
• Preferred : مقدار مرجع برای قطر ویا

برای قطر سوراخ ویا نیز موارد فوق صادق است



7-7- Fanout Control

Fanout برای قطعات SMD در طراحی به کار میرود که نحوه اتصال پایه ها به ترک های سیگنال یا تغذیه را مشخص میکند
و محل قرار گیری ویا ها را در اطراف قطعات را تعیین میکند
به دلیل کاربرد محدود این قسمت از توضیح بیشتر صرف نظر میکنیم

7-8- Differential Pairs Routing

مشخص کننده ی حداکثر و حداقل فاصله بین ترک ها در یک جفت ترک سیگنال یا تغذیه و تعیین کننده بیشترین طول مسیری که میتوانند از هم فاصله بگیرند

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

سلام مجدد
میخوام قبل از این که ادامه بحث رو بگم چند مورد کاربردی تر رو بگم و میدونم بیشتر از قسمت های دیگه براتون مفید خواهد بود

PCB Layout directive

برای قرار دادن قانون طراحی خاصی از محیط شماتیک در PCB میباشد
برای این که قانون طراحی مورد نظر خود را برای یک نت یا باس از طریق شماتیک قرار دهید در صفحه شماتیک مسیر زیر را دنبال کنید Place » Directives » PCB Layout یا با زدن دکمه های میانبر P و V و P آن را اجرا کنید
مشاهده میکنید شکل زیر همراه نشانگر موس حرکت میکند و میتوانید آن را به نت مورد نظر اختصاص دهید



بعد از قرار دادن PCB Rule بر روی نت مورد نظر با دوبار کلیک چپ بر روی آن صفحه ای مانند شکل زیر باز میشود که میتوانید اسم آن را تغییر دهید و در قسمت پایین با زدن Edit وارد قسمتی برای تغییرات Rules شوید و با زدن Edit Rules میتوانید محدودیت های مختلفی که در پست های قبل به آن اشاره شد را برای این نت خاص اعمال کنید یا با Add New Rule قانون جدیدی را ایجاد کنید

عکس ها گویاترند







و با زدن Update PCB از منوی Designe یا میانبرهای D و بعد U و Execute کردن آن میتوانید قوانین وضع شده را به PCB اعمال کنید

Differential Pair directive

از اونجایی که دیدم شاید مطلب گفته شده گنگ باشه و برای خیلی ها ایجاد سوال کنه گفتم یکم بیشتر این موضو رو شرح بدم
Differential Pair برای مواقعی استفاده میشه که شما دوتا سیگنال دارید و باید نزدیک هم روت شوند
برای این کار باید از منوی Place وارد Directive شوید و Differential Pair را انتخاب کنید
و به نت هایی که مورد نظرتون هست نسبت دهید ، دقت داشته باشید باید نام نت های مورد نظر مشابه باشد و در پایان آنها دو پسوند N_ و P_ به معنای مثبت و منفی بودن جفت ترک ها باید اضافه کنید
همانطور که در عکس ها میبینید جفت هایی تعریف و ترسیم شده اند







Routing Priority

اولویت روت هم از موادریست که باید در PCB Layout بر روی نت های مورد نظر اعمال شود تا برنامه در هنگام روت کردن نت ها اولویت ها را بر اساس چیزی که ما تعیین کرده ایم رعایت کند

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

8- SMT Rules

8-1- SMD to Corner

مشخص کننده کمترین فاصله از پد قطعات SMD تا اولین خمش به صورت پیش فرض 0mil است



8-2- SMD to Plane

تعیین کننده بیشترین طول ترک از مرکز پد SMD تا مرکز پد یا ویا که به Power Plane متصل است و به صورت پیش فرض 0mil است

8-3- SMD Neck-Down

مشخص کننده نسبت ضخامت ترک متصل به پد SMD به ضخامت پد SMD به صورت پیش فرض 50% است

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

9- Mask Rules

9-1- Solder Mask Expansion

مشخص کننده میزان فاصله شعاعی از اطراف پد یا ویا برای لایه چاپ سبز به صورت پیش فرض برروی 4mil است



9-2- Paste Mask Expansion

شخص کننده میزان فاصله شعاعی از اطراف پد برای لایه ماسک قلع به صورت پیش فرض برروی 0mil است

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

10- Plane Rules

10-1- Power Plane Connect Style

مشخص کننده نوع اتصال پایه قطعات به سطح قدرت ( Power Plane )

• No Connect : پایه قطعات را به سطح قدرت متصل نمیکند
• Direct Connect : پایه قطعات را با مس به صورت یک پارچه به سطح قدرت متصل میکند
• Relief Connect : اتصال پایه قطعات به سطح قدرت با قابلیت رسانایی حرارتی ( پیش فرض )

Relief Connect Style Options

Conductors : تعداد هادی ها ( پیش فرض 4 )
Conductor Width : ضخامت هادی ها ( پیش فرض 10mil )
Expansion : میزان فاصله از لبه سوراخ پد تا لبه فاصله هوایی ( پیش فرض 20mil )
Air Gap : ضخامت هر فاصله هوایی ( پیش فرض 10mil )



10-2- Power Plane Clearance

مشخص کننده فاصله پد هایی که در اطراف آنها سطح قدرت قرار دارد اما باهم در تماس نیستند ( پیش فرض 20mil )



10-3- Polygon Connect Style

مشخص کننده نوع اتصال پایه قطعات با سطح پولیگان

• No Connect : پایه قطعات را به سطح قدرت متصل نمیکند
• Direct Connect : پایه قطعات را با مس به صورت یک پارچه به سطح قدرت متصل میکند
• Relief Connect : اتصال پایه قطعات به سطح قدرت با قابلیت رسانایی حرارتی ( پیش فرض )

Relief Connect Style Options

Conductors : تعداد هادی ها ( پیش فرض 4 )
Conductor Width : ضخامت هادی ها ( پیش فرض 10mil )
Angle : زاویه اتصال مس ( پیش فرض 90 درجه )

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

11- Placement Rules

11-1- Room Definition

مشخص کننده منطقه مستطیل شکلی است که در آن قطعات اجازه قرار گیری دارند یا ندارند

Room Locked : به شما اجازه فقل کردن موقعیت فعلی Room را میدهد ، در حالت فعال بودن اگر بخواهید Room و قطعات موجود در آن را جابجا کنید با پیغامی مواجه میشوید که از شما میپرسد آیا واقعا میخواهید آنها را جابجا کنید ( به صورت پیش فرض غیر فعال است )

Components Locked : امکان قفل کردن مکان قطعات را در Room به شما میدهد ( به صورت پیش فرض غیر فعال است )

Define button : شما را قادر میسازد تا موقعیت Room را خودتان با نشانگر موس تعریف کنید

Layer : مشخص میکند که Room در کدام طرف تعریف شده است

Confinement Mode : مشخص میکند که قطعاتی که روی آنها Rules تعریف شده است در داخل Room قرار داشته باشند یا خیر ( به صورت پیش فرض Keep Objects Inside)

11-2- Component Clearance

به دلیل این که مربوط به فاصله ی قطعات در فضای 3D است و برای ما کاربردی ندارد در همین حد بسنده میکنیم



11-3- Component Orientations

مشخص کننده جهت های مجاز برای قطعات است ، انتخاب چندین جهت مجاز میباشد و به برنامه Autoplacer امکان استفاده از بهترین جهت انتخابی را میدهد

زاویه ها نیاز به توضیح ندارند

11-4- Permitted Layers

مشخص کننده لایه هایی که در هنگام چیدمان خودکار قطعات توسط Cluster Placer قابل استفاده هستند

بیش از این نیاز به توضیح ندارد

11-5- Nets to Ignore

مشخص کننده نت هایی که باید در چیدمان خودکار توسط Cluster Placer نادیده گرفته شوند

11-6- Height

مشخص کننده میزان ارتفاع مجاز برای قطعاتی که بر روی برد قرار میگیرند

[بسطام بيرامي]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

ممنون از همه دوستانی که در این بحث مارو همراهی کردند
اگر ایراد یا کاستی در مطالب بالا مشاهده میکنید لطفا از طریق پیغام خصوصی اطلاع دهید تا برطرف گردد
قسمت هایی که از نظر شما نیاز به توضیح بیشتری دارند را اعلام کنید تا کامل تر بیان شوند
سوالات مربوط به این تایک رو هم در قسمت مشخص شده در اول بحث مطرح کنید
متقابلا از استقبال و همایت شما دوستان عزیز سپاس گذارم

[fakheri]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

استاد ادامه نداره ؟
یه ذره کاربردی تر بشه و مقادیر رو هم اعلام کنید

[pumper]

پاسخ : آموزش گام به گام Design Rules

آقا این pdf تهیه نشد آخه عکسها از بین رفتن