詳解PCB設計中利用飛線(xiàn)手工布局和布線(xiàn)

一個(gè)印制板的布線(xiàn)是否能夠順利完成，主要取決于布局，而且，布線(xiàn)的密度越高，布局就越重要。幾乎每個(gè)設計者都遇到過(guò)這樣的情況，布線(xiàn)僅剩下幾條時(shí)卻發(fā)現無(wú)論如何都布不通了，不得不刪除大量或全部的已布線(xiàn)，再重新調整布局!合理的布局是保證順利布線(xiàn)的前提。

一個(gè)布局是否合理沒(méi)有絕對的判斷標準，可以采用一些相對簡(jiǎn)單的標準來(lái)判斷布局的優(yōu)劣。

最常用的標準就是使飛線(xiàn)總長(cháng)度盡可能短。

一般來(lái)說(shuō)，飛線(xiàn)總長(cháng)度越短，意味著(zhù)布線(xiàn)總長(cháng)度也是越短(注意：這只是相對于大多數情況是正確的，并不是絕對正確);走線(xiàn)越短，走線(xiàn)所占據的印制板面積也就越小，布通率越高。在走線(xiàn)盡可能短的同時(shí)，還必須考慮布線(xiàn)密度的問(wèn)題。

如何布局才能使飛線(xiàn)總長(cháng)度最短并且保證布局密度不至于過(guò)高而不能實(shí)現是個(gè)很復雜的問(wèn)題。因為，調整布局就是調整封裝的放置位置，一個(gè)封裝的焊盤(pán)往往和幾個(gè)甚至幾十個(gè)網(wǎng)絡(luò )同時(shí)相關(guān)聯(lián)，減小一個(gè)網(wǎng)絡(luò )飛線(xiàn)長(cháng)度可能會(huì )增長(cháng)另一個(gè)網(wǎng)絡(luò )的飛線(xiàn)長(cháng)度。如何能夠調整封裝的位置到最佳點(diǎn)實(shí)在給不出太實(shí)用的標準，實(shí)際操作時(shí)，主要依靠設計者的經(jīng)驗觀(guān)查屏幕顯示的飛線(xiàn)是否簡(jiǎn)捷、有序和計算出的總長(cháng)度是否最短。

飛線(xiàn)是手工布局和布線(xiàn)的主要參考標準，手工調整布局時(shí)盡量使飛線(xiàn)走最短路徑，手工布線(xiàn)時(shí)常常按照飛線(xiàn)指示的路徑連接各個(gè)焊盤(pán)。Protel的飛線(xiàn)優(yōu)化算法可以有效地解決飛線(xiàn)連接的最短路徑問(wèn)題。

飛線(xiàn)的連接策略Protel提供了兩種飛線(xiàn)連接方式供使用者選擇：順序飛線(xiàn)和最短樹(shù)飛線(xiàn)。

在布線(xiàn)參數設置中的飛線(xiàn)模式頁(yè)可以設置飛線(xiàn)連接策略，應該選擇最短樹(shù)策略。

動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)在有關(guān)飛線(xiàn)顯示和控制一節中已經(jīng)講到： 執行顯示網(wǎng)絡(luò )飛線(xiàn)、顯示封裝飛線(xiàn)和顯示全部飛線(xiàn)命令之一后飛線(xiàn)顯示開(kāi)關(guān)打開(kāi)，執行隱含全部飛線(xiàn)命令后飛線(xiàn)顯示開(kāi)關(guān)關(guān)閉。

飛線(xiàn)顯示開(kāi)關(guān)打開(kāi)后，不僅規定的網(wǎng)絡(luò )飛線(xiàn)自動(dòng)在屏幕上顯示，而且每當你手工調整布局移動(dòng)封裝位置時(shí)，與該封裝連接的飛線(xiàn)也被自動(dòng)顯示。另外，自動(dòng)顯示連接封裝飛線(xiàn)時(shí)， 除了與該封裝相連接的飛線(xiàn)顯示外，其余所有飛線(xiàn)都被自動(dòng)關(guān)閉。

執行"編輯/移動(dòng)/移動(dòng)封裝"命令，如果當前飛線(xiàn)顯示開(kāi)關(guān)處于打開(kāi)狀態(tài)，除了與該封裝相連接的飛線(xiàn)自動(dòng)顯示外，其余所有飛線(xiàn)都被自動(dòng)關(guān)閉。

當飛線(xiàn)策略為"最短樹(shù)"時(shí)，飛線(xiàn)的起始終止點(diǎn)是變化的。 我們知道，最短樹(shù)飛線(xiàn)并不是按照網(wǎng)絡(luò )表中引腳的連接順序來(lái)顯示飛線(xiàn)的，而是根據封裝引腳的實(shí)際位置經(jīng)最短樹(shù)計算后再決定一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中封裝引腳的連接順序;當一個(gè)封裝的位置發(fā)生變時(shí)，依照最短樹(shù)理論計算出的連接順序也會(huì )發(fā)生變化，也即飛線(xiàn)的起始和終止點(diǎn)會(huì )發(fā)生變化，因此，在"最短樹(shù)"策略下移動(dòng)封裝時(shí)，與該封裝引腳相連接的飛線(xiàn)會(huì )隨著(zhù)封裝位置的變化而變化，這就是所謂的動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)。

動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)采用就近找點(diǎn)連接入網(wǎng)和保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接長(cháng)度最短的飛線(xiàn)策略，所以，動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)連同最短樹(shù)飛線(xiàn)總長(cháng)度為我們布局時(shí)提供了相對最佳的判斷標準。

具體地說(shuō)：布局時(shí)，我們通過(guò)下述方式來(lái)確保動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)狀態(tài)下布局的有效性。

(1)在整板范圍內快速移動(dòng)一個(gè)封裝，如果與這個(gè)封裝連接的飛線(xiàn)不發(fā)生大的變化，說(shuō)明與這個(gè)封裝引腳連接的電網(wǎng)絡(luò )中結點(diǎn)數少，近于一一對應的連接，這個(gè)封裝的位置不能任意放置并有較高的定位優(yōu)先級，參照屏幕右下角顯示的飛線(xiàn)長(cháng)度可以找到該封裝的最佳放置位置。

(2)在整板范圍內快速移動(dòng)一個(gè)封裝，如果與這個(gè)封裝連接的飛線(xiàn)變化比較大，說(shuō)明與這個(gè)封裝引腳連接的電網(wǎng)絡(luò )中結點(diǎn)數多，這個(gè)封裝不一定非固定放置在某個(gè)位置并具有較低的定位優(yōu)先級，可以按照其他一些判別準則(如布局是否美觀(guān)等)并參照屏幕右下角顯示的飛線(xiàn)長(cháng)度找到該封裝的相對最佳放置位置。

(3)移動(dòng)封裝，右下角顯示的飛線(xiàn)長(cháng)度最小時(shí)放置的位置相對最佳。

(4)如果兩個(gè)封裝不論怎樣移動(dòng)位置其間的飛線(xiàn)連接關(guān)系不變，說(shuō)明這兩個(gè)封裝間具有強的約束關(guān)系，應優(yōu)先放置在一起;如果一個(gè)封裝不論怎樣移動(dòng)位置與某幾個(gè)封裝間的飛線(xiàn)連接關(guān)系不變，說(shuō)明這個(gè)封裝與這幾個(gè)封裝間具有強的約束關(guān)系，應優(yōu)先放置在這幾個(gè)封裝的重心或相對接近重心的位置;如果一個(gè)封裝移動(dòng)位置時(shí)飛線(xiàn)可以不斷變化，即總能就近找到連接結點(diǎn)，說(shuō)明這個(gè)封裝與其他所有封裝間具有弱約束關(guān)系，這個(gè)封裝的位置可以最后確定并且所定的位置可以比較靈活。

動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)無(wú)疑是一個(gè)功能強大的布局工具，但是，由于每移動(dòng)一下封裝都必須重新計算相關(guān)網(wǎng)絡(luò )的最短樹(shù)，這需要一定的時(shí)間。因此，在低擋PC機或大型設計上使用動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)時(shí)會(huì )感到移動(dòng)封裝不太靈活。這時(shí)，可以通過(guò)設置部分飛線(xiàn)模式和控制顯示飛線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的接點(diǎn)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)狀態(tài)下移動(dòng)封裝時(shí)，按R鍵可以調整飛線(xiàn)的重顯頻率。重顯頻率分為5個(gè)等級，為1時(shí)飛線(xiàn)重顯頻率最高，適合于速度較快的機器;為5時(shí)飛線(xiàn)重顯頻率最低，適合于速度較慢的機器。

動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)采用就近找點(diǎn)連接入網(wǎng)和保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接長(cháng)度最短的飛線(xiàn)策略，所以，動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)連同最短樹(shù)飛線(xiàn)總長(cháng)度為我們布局時(shí)提供了相對最佳的判斷標準。

具體地說(shuō)：布局時(shí)，我們通過(guò)下述方式來(lái)確保動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)狀態(tài)下布局的有效性。

(1)在整板范圍內快速移動(dòng)一個(gè)封裝，如果與這個(gè)封裝連接的飛線(xiàn)不發(fā)生大的變化，說(shuō)明與這個(gè)封裝引腳連接的電網(wǎng)絡(luò )中結點(diǎn)數少，近于一一對應的連接，這個(gè)封裝的位置不能任意放置并有較高的定位優(yōu)先級，參照屏幕右下角顯示的飛線(xiàn)長(cháng)度可以找到該封裝的最佳放置位置。

(2)在整板范圍內快速移動(dòng)一個(gè)封裝，如果與這個(gè)封裝連接的飛線(xiàn)變化比較大，說(shuō)明與這個(gè)封裝引腳連接的電網(wǎng)絡(luò )中結點(diǎn)數多，這個(gè)封裝不一定非固定放置在某個(gè)位置并具有較低的定位優(yōu)先級，可以按照其他一些判別準則(如布局是否美觀(guān)等)并參照屏幕右下角顯示的飛線(xiàn)長(cháng)度找到該封裝的相對最佳放置位置。

(3)移動(dòng)封裝，右下角顯示的飛線(xiàn)長(cháng)度最小時(shí)放置的位置相對最佳。

(4)如果兩個(gè)封裝不論怎樣移動(dòng)位置其間的飛線(xiàn)連接關(guān)系不變，說(shuō)明這兩個(gè)封裝間具有強的約束關(guān)系，應優(yōu)先放置在一起;如果一個(gè)封裝不論怎樣移動(dòng)位置與某幾個(gè)封裝間的飛線(xiàn)連接關(guān)系不變，說(shuō)明這個(gè)封裝與這幾個(gè)封裝間具有強的約束關(guān)系，應優(yōu)先放置在這幾個(gè)封裝的重心或相對接近重心的位置;如果一個(gè)封裝移動(dòng)位置時(shí)飛線(xiàn)可以不斷變化，即總能就近找到連接結點(diǎn)，說(shuō)明這個(gè)封裝與其他所有封裝間具有弱約束關(guān)系，這個(gè)封裝的位置可以最后確定并且所定的位置可以比較靈活。

動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)無(wú)疑是一個(gè)功能強大的布局工具，但是，由于每移動(dòng)一下封裝都必須重新計算相關(guān)網(wǎng)絡(luò )的最短樹(shù)，這需要一定的時(shí)間。因此，在低擋PC機或大型設計上使用動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)時(shí)會(huì )感到移動(dòng)封裝不太靈活。這時(shí)，可以通過(guò)設置部分飛線(xiàn)模式和控制顯示飛線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的接點(diǎn)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

動(dòng)態(tài)飛線(xiàn)狀態(tài)下移動(dòng)封裝時(shí)，按R鍵可以調整飛線(xiàn)的重顯頻率。重顯頻率分為5個(gè)等級，為1時(shí)飛線(xiàn)重顯頻率最高，適合于速度較快的機器;為5時(shí)飛線(xiàn)重顯頻率最低，適合于速度較慢的機器。