使⽤Cadence绘制PCB流程
之前使⽤过cadence画过⼏块板⼦，⼀直没有做过整理。每次画图遇到问题时，都查阅操作⽅法。现在整理⼀下cadence使⽤经历，将遇到问题写出来，避免重复犯错。
使⽤软件版本号：Cadence 16.6
⼀、SCH原理图设计
1.1原理图设计
1.2标注、DRC电⽓规则检测
1.3⽹络表netlist⽣成（设置元件封装）
⼆、PCB绘制
2.1零件库开发
零件库开发包括：1、创建焊盘 2、创建零件封装
2.1.1 pad结构和零件⽂件类型
在Allegro系统中，建⽴⼀个零件（Symbol）之前，必须先建⽴零件的管脚（Pin）。元件封装⼤体上分两种，表贴和直插。针对不同的封装，需要制作不同的Padstack。⾸先介绍Pad焊盘的结构，详见下图:
pad焊盘结构
1. Regular Pad，规则焊盘。
Circle 圆型
Square 正⽅型
Oblong 拉长圆型
页面设计用什么软件做Rectangle 矩型
Octagon ⼋边型
Shape形状（可以是任意形状）。
2. Thermal relief，热风焊盘。
Null（没有）
Circle 圆型
Square ⽅型
Oblong 拉长圆型
Rectangle 矩型
Octagon ⼋边型
flash形状（可以是任意形状）。
3.  Anti pad，隔离PAD。起⼀个绝缘的作⽤，使焊盘和该层铜之间形成⼀个电⽓隔离，同时在电路板中证明⼀下焊盘所占的电⽓空间。Null（没有）
Circle 圆型
Square ⽅型
Oblong 拉长圆型
Rectangle 矩型
Octagon ⼋边型
Shape形状（可以是任意形状）。
4.  SOLDERMASK：阻焊层，作⽤：为了避免相邻铜箔导线短路和减缓铜箔氧化，在PCB板覆盖绿油解决问题。如果将绿油覆盖待焊盘上，则焊盘⽆法焊接。所以提出阻焊层概念，即在覆盖绿油位置为焊盘开个窗⼝，使绿油不覆盖窗⼝（该窗⼝的⼤⼩必须⼤于焊盘尺⼨）。可以理解成去阻焊层（即使⽤模具上绿油时，将焊盘位置遮挡，其他位置上绿油）
(1)负⽚时，Allegro使⽤Thermal Relief和Anti-Pad；(VCC和GND层)
(2)正⽚时，Allegro使⽤Regular Pad。（信号层）
负⽚的Thermal Relief  负⽚的Anti-Pad    正⽚的Regular Pad
5.  PASTEMASK：胶贴或钢⽹。应⽤：是机器贴⽚时要⽤的，是对应所有贴⽚元件的焊盘的，⼤⼩与toplayer/bottomlayer层⼀样，是⽤来开钢⽹漏锡⽤（即上焊锡膏）的。
6.  FILMMASK：预留层，⽤于添加⽤户需要添加的相应信息，根据需要使⽤。
零件⽂件类型说明：
后缀名“.pad” 的⽂件：焊盘⽂件
后缀名".psm"的⽂件：零件的封装数据
后缀名“.fsm”的⽂件：Flash焊盘⽂件，应⽤电路板的内层的电源和GND作为负⽚。
后缀名“.dra"的⽂件：绘图⽂件，可以直接⽤Allegro PCB Editor打开。
后缀名“.ssm”的⽂件：⾃定义焊盘图形数据⽂件
2.1.2 焊盘制作
⽬前焊盘制作⽅法由allegro的Pad_Designer或第三⽅软件FPM (Allegro封装⽣成器0.08的功能)⽣成焊盘。下⾯两种⽅式介绍焊盘制作，以c155h50m165通孔焊盘为例说明。
第⼀种⽅法：使⽤ Pad Design 制作焊盘,  打开Pad_Designer软件，详见下图
Padstacks中
1）Type主要有三种：
Through：穿孔，⼀般⽤于⾮表⾯贴元件的穿孔管脚或Via（过孔）。
Blind/Buried：盲孔和埋孔，分别指顶层和底层都看不到的内部孔，和只有顶层或底层能看到⽽另⼀层是不可见的孔。他们也是⽤于制作Via。
Sigle layer：单层，⽤于制作表⾯贴元件件的管脚。
注：在candence 16.6版本中，不可以⼿动设置。Type类型根据你设计的Pad定义（即Layers中设置）。如果是贯穿就会显⽰through，表⾯型就是single。
2）Units是尺⼨的单位，⼀般选择Mils或Millimeter（公制：毫⽶），根据⽅便选择。换算关系： 100mil =2.54 mm  1mil=0.00254mm
3）Multiple Drill：设置钻孔数量等
4）Drill/Slot hole：钻孔信息，选择类型（Hole Type）、是否Plate和钻孔尺⼨等。
5）Drill/Slot symbol：钻孔符号，在PCB制作时会显⽰出来，可以⽤来标识不同的钻孔。这⾥就是选择⼀下形状和⼤⼩尺⼨。
在Layers标签下：
配置焊盘在各层的形状和尺⼨。对于表⾯贴元件，⼀般勾选SingleLayer Mode，只配置单层信息。
Layer有很多层，
Ø  BEGIN LAYER ：定义焊盘在PCB板中的起始层，⼀般指TOP层
Ø  DEFAULT INTERNAL ：定义焊盘在PCB板中处于顶层和底层之间的各层（可能是电源层、地层、信号层）。
Ø  END LAYER：定义焊盘在PCB板中的结束层，⼀般指Bottom层
Ø  SOLDERMASK_TOP和SOLDERMASK_BOTTOM分别表⽰顶层阻焊层和底层阻焊层。
Ø  PASTEMASK_TOP和PASTEMASK_BOTTOM分别表⽰顶层助焊层和底层助焊层。
注：焊盘参数设定的推荐值
1、过孔径与正规焊盘的外径关系：焊盘的外径 = 过孔径 +0.6mm
2、热风焊盘与正规焊盘的外径关系：热风焊盘的外径=正规焊盘外径 + 0.5mm；热风焊盘的内径=  正规焊盘外径；
开⼝宽度= 0.4mm（经验值）
还有⼀种理解：开⼝宽度=DRILL SIZE × Sin30° ，同时开⼝宽度，则要根据圆周率计算⼀下，保证连接处的宽度不⼩于
10mil（0.254mm），例如过孔径0.9mm，则开⼝宽度= 0.9mm x 0.5 =0.45mm
3、隔离焊盘与正规焊盘的外径关系：隔离焊盘的外径=正规焊盘外径 + 0.5mm
3、阻焊层外径与正规焊盘的外径关系：阻焊层外径 =正规焊盘外径  + 0.1mm
4、加焊层外径与焊盘的外径关系：加焊层外径 =正规焊盘外径
flash焊盘制作（以f155_215_40为例说明）
NO1、在PCBEdior下，运⾏File|new 进⼊下⾯界⾯
NO2、配置坐标、⽹格等环境
NO3、设置焊盘，即Add|flash
NO4、点击File|save，保存。
第⼆种⽅法：使⽤第三⽅软件FPM
2.1.3 pad命名规则
1、Pad焊盘命名规则
圆形焊盘：c焊盘外径h过孔径m阻焊层圆形外径，
例如：c300h140m310表⽰焊盘外径:3.00mm，过孔径:1.40mm，阻焊层外径：3.10mm
注：过孔焊盘应⽤零件封装中机械定位孔（不需要电⽓连接），例如c0h300表⽰焊盘0mm，过孔3.00mm
正⽅形焊盘：s焊盘外径h过孔径m阻焊层正⽅形长度，
例如：s300h140m310表⽰正⽅形焊盘长度:3.00mm，过孔径：1.40mm，阻焊层正⽅形长度：3.10mm
正⽅形焊盘：r焊盘长度_宽度m阻焊层长度_宽度
例如：r130_85m140_95表⽰正⽅形焊盘长度1.30mm 宽度0.85mm，阻焊层长度1.40mm 宽度0.95mm
2、Flash焊盘命名规则
Flash焊盘：f内径_外径_开⼝
例如：f185_225_40表⽰flash焊盘内径1.85mm 外径2.25mm，开⼝宽度0.4mm
3、VIA过孔命名规则
VIA过孔：v焊盘外径h过孔径
例如：v75h40 表⽰焊盘外径0.75mm，过孔径0.4mm，阻焊层0mm（即使⽤阻焊油堵孔）
2.1.4 零件封装制作
个⼈经验：通过变换⽹格间距和中⼼原点，来快速制作零件封装。
2.2 PCB板基本信息设置
PCB板⼦尺⼨、层叠结构、布线区域。绘制板⼦outline外框、Rout keepout禁⽌布线区、定位孔并标注尺⼨。
第⼀步：创建后缀名 ".brd"的PCB⽂件。
第⼆步：设置⼯作区尺⼨，设置如下图（注意：建议使⽤公制Millimeter）
⼯作尺⼨设置
第三步：绘制板⼦outline外框和倒⾓
使⽤Add | Line、Add | rectangle或Steup |outline| board outline命令绘制电路板的外框线。
具体步骤：
1）根据需要绘制外框设置⽹格间距。例如PCB外框是120x200，则⽹格设置 X= 120  Y=200
2）选择Add | line命令，激活右侧 Options 选项卡中 Active Class and Subclass下拉列表选择  Board Geometry和 Outline选项，表⽰添加线属于电路板外框。
3)根据⽹格间距画外框
4）外框倒⾓⽅式有两种：1、45度倒⾓（Chamfer选项）2、圆弧倒⾓（Fillet选项）
选择Manufacture | draftl Fillet命令
在右侧控制板中Radius修改成 2，表⽰倒⾓圆弧半径约为2mm
分别单击需要矩形外框的两边，即可倒⾓。
注：如使⽤Add | rectangle，则不⽀持上述倒⾓操作。Add | Line⽀持上述倒⾓操作。
第四步：添加定位孔和光学定位孔
具体步骤如下：
1）根据定位孔位置，设置⽹格间距。
2）Place|Manually命令，弹出Placement窗⼝
3）打开Advanced Setting选项卡，选择LIbrary复选框（设置显⽰ lib库元件）
4）打开Placement List选项卡，选择 Mechanical  Symbols下拉边框选择定位孔，然后点击Hide放置定位孔。具体详见下图。
第五步：设置禁⽌布线区和禁⽌元件放置区
为了避免焊接或安装过程中伤及板上的⾛线，所以电路板的⾛线与板边有⼀定距离（建议：3mm）。设置Route Keep out禁⽌布线区和Package keepout，具体步骤：
⽅法⼀、单击Shape  add Rect 命令，激活右侧 Options 选项卡中 Active Class and Subclass下拉列表选择  Rout Keepout选项（具体详见下⾯）。
激活后，绘制Route Keep out。
⽅法⼆、（使⽤画线）：选择Setup | Areas | Route Keepout，然后绘制Route Keep out 即可。
第六步：设置层叠结构
在设计多层PCB电路板之前，设计者需要⾸先根据电路的规模、电路板的尺⼨和电磁兼容（EMC）的要求来确定所采⽤的电路板结构，也就是决定采⽤4层，6层，还是更多层数的电路板。确定层数之后，再确定内电层的放置位置以及如何在这些层上分布不同的信号。这就是多层PCB层叠结构的选择问题。层叠结构是影响PCB板EMC性能的⼀个重要因素，也是抑制电磁⼲扰的⼀个重要⼿段。本节将介绍多层PCB 板层叠结构的相关内容。
1、使⽤多层板好处：
1）利⽤内电层的⼤铜膜来为信号层提供屏蔽。同时⾼速信号可以⾛中间信号层，通过相邻两个内电层的铜膜可以为⾼速信号传输提供电磁屏蔽，同时也能有效地将⾼速信号的辐射限制在两个内电层之间，不对外造成⼲扰。
2）多个接地的内电层可以有效地降低接地阻抗。例如，A信号层和B信号层采⽤各⾃单独的地平⾯，可以有效地降低共模⼲扰。
3）降低布线难度
1）Layer Type层的类型
Conductor 信号层的类型
Dielectric  电介质，⼀般选⽤FR-4
Plane    地层和电源层的类型，⼀般应⽤内电层
2）DRC as Photo File Type
Positive  正⽚
Negative  负⽚
(Positive )正⽚：简单地说就是，在底⽚上看到什么就有什么。
(Negative)负⽚：正好相反，看到的就是没有的，看不到的就是有的。
3）下⾯通过4层板的例⼦来说明如何优选各种层叠结构的排列组合⽅式。
常⽤的4层板来说，有以下⼏种层叠⽅式（从顶层到底层）。
（1）Siganl_1（Top），GND（Inner_1），POWER（Inner_2），Siganl_2（Bottom）。
（2）Siganl_1（Top），POWER（Inner_1），GND（Inner_2），Siganl_2（Bottom）。
（3）POWER（Top），Siganl_1（Inner_1），GND（Inner_2），Siganl_2（Bottom）。
显然，⽅案3电源层和地层缺乏有效的耦合，不应该被采⽤。
那么⽅案1和⽅案2应该如何进⾏选择呢？⼀般情况下，设计⼈员都会选择⽅案1作为4层板的结构。选择的原因并⾮⽅案2不可被采⽤，⽽是⼀般的PCB板都只在顶层放置元器件，所以采⽤⽅案1较为妥当。但是当在顶层和底层都需要放置元器件，⽽且内部电源层和地层之间的介质厚度较⼤，耦合不佳时，就需要考虑哪⼀层布置的信号线较少。对于⽅案1⽽⾔，底层的信号线较少，可以采⽤⼤⾯积的铜膜来与POWER层耦合；反之，如果元器件主要布置在底层，则应该选⽤⽅案2来制板。
如果采⽤如图11-1所⽰的层叠结构，那么电源层和地线层本⾝就已经耦合，考虑对称性的要求，⼀般采⽤⽅案1。
3、设置层叠步骤及⽅法
选择Steup | Cross-section命令或，弹出Layout Cross Section窗⼝，下图以四层板说明：
1）进⼊Layout Cross Section窗⼝，添加层操作如下
2) 设置每层名字 TOP、GND、POWER、BOTTOM
3）设置层类型，总共有Conductor 信号层、Dielectric  电介质层、Plane地层和电源层。
4）设置每层厚度，主要是外层厚度（信号层）、内层厚度和电介质层厚度。1oZ=35um，线宽1mm，可以通过2A电流。
注意：设置完每层厚度后，观察PCB总体厚度。
5）Artwork光绘⽂件是否负⽚输出，⼀般内电层使⽤负⽚输出，减少数据⽂件⼤⼩。上述5步设置，详见下图：
2.3导⼊netlist⽹表
在PCBEdior下，操作File  |  Import  | logic进⼊下⾯界⾯：
在导⼊路径中选择原理图中⽣成netlist后，单击“ Import Cadence”导⼊⽹表。根据导⼊提供信息，判断
导⼊是否成功。
2.4设置约束规则
约束规则作⽤：allegro设计软件优势是⾼速信号PCB设计，⽽⾼速信号需要考虑信号完整性（信号需要等长）、差分信号等。
当约束设置完成后，PCB⼯具会⾃动根据定义的约束对设计进⾏检查，不合符约束的地⽅会⽤DRC Markers 标记出来。
操作步骤：
选择“Setup-> Constraints->Constraint Manager”，启动约束管理器
•Allegro中规则分为两类：DefaultConstraint和Special Constraint。⽤户既可以修改默认规则，还可以创建新规则
•约束设置⽅法：1 确定约束类型  2 创建或修改约束设置    3 分配约束
在PCB 设计中，设计规则主要包括：Electrical时序规则、物理规则、间距规则、相同⽹络名间距规则、properrties性能规则共4个部分。下⾯重点介绍以下3个规则设置。
2.4.1 Physical物理规则条件设置
点选Physical Constraint Set 即可出现Default 的Physical 相关设定值，如Line Width线宽、Neck width..、过孔等（对于BGA封装元件，需要使⽤Region区域约束规则设置）。  Physical物理规则可以使⽤Defaul约束t规则，也可以新建约束规则。
1）设置Default约束规则：
2）新建约束规则⽅法：以新建电源 PWR为例说明
3）设置约束参数：设置线宽、过孔等

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