Мощность для профессионалов: что нового в САПР Autodesk Eagle 9.0

Sam Sattel, Autodesk

Компания Autodesk сообщила о крупном обновлении в новой версии САПР печатных плат Eagle 9.0. По словам разработчиков, это без преувеличения новый релиз, включающий в себя новые алгоритмы, функции и инструменты для проектирования схем и печатных плат. Новый функционал и инструментарий помогут сократить время проектирования и сосредоточиться на том, что действительно важно, – на разработке профессиональных электронных устройств. Кроме того, чтобы новый функционал смогли оценить все желающие (а не только подписчики и зарегистрированные пользователи), компания расширила демонстрационный период для данной версии с 14 до 30 дней. Итак, что же нового в этой версии?

Режим быстрой трассировки (разводки) – Quick Route

Вспоминайте, первая коммерческая доступная САПР схем и печатных плат появилась в 1980-х годах. До этого все работали на пленке и майларе (кальке). С появлением САПР, мы вязли то, что когда-то было физическим процессом трассировки, и просто перевели его в цифровой мир. Сам процесс трассировки в значительной степени остался неизменным (Рисунок 1).

Рисунок 1.	Тщательное и осторожное проектирование печатной платы для дальнейшей подготовки фотошаблона до появления САПР. Да, мы все еще делаем это, но только с помощью мыши (Источник: autodesk.com).

На сегодняшний день это небольшая проблема. Мы по-прежнему вручную выполняем маршрутизацию и трассировку печатной платы таким же образом, как и 30 лет назад, но топология печатных плат сильно изменилась с тех пор. Повысилась сложность топологии и процесс застопорился. С помощью функции Quick Route мы определенно перемещаем проектировщика за рамки мышления ручной разводки типа точка-точка в более интеллектуальный способ работы.

Что делает Quick Route

Режим быстрой трассировки позволяет крайне быстро разводить одиночные точки соединений, множественные соединения и дифференциальные пары одним щелчком мыши. Нет, это не какой-то другой автотрассировщик, это интеллектуальный помощник по трассировке.  Вы сами решаете, какие соединения необходимо развести, а Quick Route выполняет ручную работу по соединению этих точек за вас.

Одновременно с Quick Route мы разработали систему, которая анализирует все точки соединений в целом, прежде чем принять решение о подключении. Как это проявляется? Когда Quick Route выполняет соединение точек, результат выглядит невероятно естественным и человеческим. Вы получаете красивую топологию печатной платы без всякой ручной работы.

На данный момент Quick Route может использоваться для:

• трассировки связей элементов на печатной плате (airwires);
• трассировки одиночных или множественных точек соединений (nets);
• трассировки дифференциальных пар;
• сглаживания или выравнивания печатных проводников.

Как это работает

При включении режима трассировки вы увидите четыре новых режима работы:

 

 

 

• Быстрая разводка связей элементов

Этот режим мгновенно завершает соединения элементов (airwire) одним щелчком мыши для отдельных сигналов или дифференциальных пар. Существует два способа использования этого режима: вы можете либо щелкнуть по началу airwire-соединения, и завершить его, либо можете начать трассировку airwire вручную и нажать Enter на клавиатуре в любое время, чтобы Quick Route захватил и завершил соединение (Рисунок 2).

Рисунок 2.	Работа с airwire-соединениями с помощью режима быстрой трассировки Quick Route.

• Быстрая трассировка сигналов – Quick Route Signal

Как и трассировка airwire, Quick Route Signal за один щелчок мыши полностью завершит соединение всех точек для одного сигнала или дифференциальной пары. Вы можете либо позволить Quick Route полностью позаботиться об этом, либо начать трассировку и нажать Enter, чтобы завершить соединение (Рисунок 3).

Рисунок 3.	Трассировка всех точек соединений для отдельных сигналов с помощью Quick Route в Eagle 9.0.

• Быстрая трассировка нескольких сигналов - Quick Route Multiple Signals

Готовы ли вы бросить вызов движку Quick Route? Щелкните левой кнопки мыши и перетащите для выделения несколько контактных площадок элемента, затем нажмите Enter на клавиатуре и все сигналы будут мгновенно разведены. Таким способом вы можете выполнить трассировку нескольких разных соединений или логической шины, выбор за вами (Рисунок 4).

Рисунок 4.	Быстрая трассировка нескольких разных соединений.

• Сглаживание и выравнивание трассировки (печатных проводников) – Smooth Signal

Есть некоторые дефекты ручной трассировки, и вы хотите их устранить? Режим Smooth Signal автоматически выравнивает одну или несколько трасс, просматривая перекрывающиеся сегменты и избыточную длину (Рисунок 5).

Рисунок 5.	Работа в режиме Smooth Signal позволяет устранить дефекты ручной трассировки.

Режим быстрого соединения – Quick Connect

Мы все знакомы со сложным процессом проектирования принципиальной схемы устройства. Самая сложная часть – это не поиск элементов или их размещение. Безумное количество времени тратится на соединение каждого вывода и их маркировку.

Представьте корпус BGA, имеющий около 2000 выводов (Рисунок 6). Распределение такого количества выводов и добавление меток к ним может занять весь рабочий день. И что произойдет, если вы сделаете неправильную метку или неправильно соедините один из этих выводов? Этот тип работы, хоть он и является неотъемлемой частью нашей деятельности, не стоит нашего времени. С помощью инструмента Quick Connect мы покончили с процессом ручного подключения схемных символов и создания меток для точек соединений.

Рисунок 6.	Соединение такого количества выводов и маркировка соединений в схеме может занять некоторое время.

Что делает Quick Connect

Поместите символ или шину на схему, и Quick Connect автоматически выведет каждый контакт и его метку. Эта функция бесценна при работе с элементами, имеющими большое количество выводов. Заметьте, мы тратим колоссальное количество времени на проверку соединений микросхем или BGA чипов, только чтобы узнать, что допустили простую ошибку в соединении или маркировке соединения. Теперь все эти ошибки в прошлом.

Как это работает

САПР Eagle теперь имеет возможность сохранять шины или наборы сигналов для последующего использования. По умолчанию в систему встроены шаблоны шин CAN, SPI, I²C (Рисунок 7). Нужно создать новый? Просто выберите все нужные сигналы, создайте шину, и сигналы автоматически добавятся.

Рисунок 7.	Сохранение шаблонов шин и сигналов в Eagle 9.0.

Если вы просто подключаете шину без предварительной настройки, все необходимые сигналы могут быть добавлены в диалоговом окне «Свойства шины». Задайте имя шины, и у вас уже есть новый сохраненный шаблон шины (Рисунок 8).

Рисунок 8.	В Eagle 9.0 вы сможете быстро создавать свои шаблоны шин.

Автоматическое добавление выводов на шину – Breakout Bus

Нужно вынести все сигналы на шину, которую вы только что создали? Щелкните правой кнопкой мыши шину и посмотрите новые параметры Breakout Bus. Quick Connect автоматически добавит ваши сигналы с соответствующими метками (Рисунок 9) .

Рисунок 9.	Автоматическое добавление сигналов с метками на шину в Eagle 9.0 с помощью инструмента Quick Connect.

Вынос сигналов с метками – Breakout Pins

Давайте рассмотрим инструмент Quick Connect с более сложной задачей: интегральная микросхема с количеством выводов более 30. Представьте, что вам требуется вынести каждый сигнальный вывод и добавить к нему символьную метку. Для этого вам потребуется минимум 30 минут.

Щелкните правой кнопкой мыши, чтобы задействовать новую функцию Breakout Pins и смотрите, что мгновенно происходит – Рисунок 10.

Рисунок 10.	Функция Breakout Pins в Eagle 9.0 может использоваться для мгновенного выноса всех сигнальных линий элемента (на примере  интегральной микросхемы).

Подключение выводов элемента к шине

Как насчет подключения выводов элемента к шине? Другой ручной процесс, который занимает слишком много времени. С предварительно сконфигурированной шиной, заполненной именами сигналов, соответствующих нашей микросхеме, мы можем сделать этот процесс сиюминутным (Рисунок 11). 

Рисунок 11.	Инструмент Quick Connect в Eagle 9.0 может использоваться для автоматического соединения выводов элемента с шиной.

Менеджер проекта

Навигация по печатной плате с современной топологией – далеко не простой процесс. Поиск того, что вам нужно среди плотного лабиринта печатных дорожек, переходов и компонентов – серьезная и утомительная работа. В Autodesk Eagle 9.0 мы создали менеджер проекта в одной панели, чтобы обеспечить бóльшую видимость и контроль над компоновкой печатной платы.

Что он делает

Менеджер проекта можно рассматривать, как главную консоли для всего, что касается проекта печатной платы. Нужно выбрать определенный набор точек соединений и разорвать их? Вы можете сделать это отсюда. Или, может быть вам нужно видеть только слепые и скрытые переходные отверстия? Менеджер проекта – это все что вам нужно (Рисунок 12).

Существует множество действий, которые вы можете выполнить с помощью этой панели в Eagle, в том числе:

• Выбрать одну или несколько точек соединений, а затем выполнить их трассировку с помощью Quick Route;
• Выбрать одну или несколько точек соединений и удалить трассы;
• Выбрать один или несколько объектов и выделить их на печатной плате;
• Выбрать объект и применить к нему любую команду;
• Фильтровать и сортировать объекты.

Рисунок 12.	Панель менеджера проекта в САПР Eagle 9.0.

Как это работает

Когда вы впервые откроете САПР Eagle, вы заметите, что панель менеджера проекта располагается в правой части интерфейса.  Вы сможете его переместить в левую часть интерфейса, оставить «плавающим» или закрыть. Открыть менеджер проекта, если вы закрыли его случайно, можно в меню Вид (View)-Менеджер проекта (Design Manager).

Панель менеджера проекта имеет два основных режима работы: элементы и точки соединений. Для режима просмотра элементов существует несколько стандартных групп компонентов, которые помогут быстро отфильтровать элементы, расположенные на верхнем и нижнем слое печатной платы. Вы также сможете выполнить поиск элементов вручную. Как только нужный элемент будет выбран в менеджере проекта, он будет выделен на печатной плате (Рисунок 13).

Рисунок 13.	Работа с отдельными элементами в менеджере проекта в Eagle 9.0.

Выбранный компонент также будет разделен на отдельные составляющие в менеджере проекта. Такой подход увеличивает заметность по отдельным элементам шелкографии и контактным площадкам без необходимости использования редактора библиотек и элементов (Рисунок 14).

Рисунок 14.	Выбранный в менеджере проекта компонент разделяется на отдельные составляющие.

Но реальная эффективность менеджера проекта проявляется при работе с точками соединений. Вы можете задать точки соединений в строке поиска или фильтровать предварительно сконфигурированные классы точек соединений (Рисунок 15).

Рисунок 15.	Менеджер проекта Eagle 9.0 имеет гибкие фильтры при работе с точками соединений.

Подобно работе с компонентами, выбор точки соединения будет выделять ее на печатной плате. Щелкните правкой кнопки мыши, и вы получите опции для выбора точки соединения в редакторе, удаления ее или трассировки с помощью Quick Route (Рисунок 16).

Рисунок 16.	Выбор точки соединения в менеджере проекта подсвечивает ее в проекте печатной платы.

Хотите трассировать несколько точек соединений или дифференциальных пар, не переключаясь на проект печатной платы? Выделите необходимые точки соединений в менеджере проекта, щелкните правой кнопки мыши и выберите режим быстрой трассировки (Quick Route). Это же справедливо и для неудачно разведенных точек соединений. То, что вы делали вручную в редакторе печатных плат, теперь можно выполнить автоматически в менеджере проекта Eagle 9.0 (Рисунок 17).

Рисунок 17.	Из менеджера проектов Eagle 9.0 можно использовать режим быстрой трассировки для выбранных точек соединений.

Кроме того в менеджере проекта для точек соединений мы расширили количество опций для удаления неудачно разведенных дорожек.

На видеоканале компании представлены материалы по работе с указанными в статье новыми функциями и инструментами Eagle 9.0.

САПР Autodesk Eagle 9.0 доступна в качестве обновления для подписчиков, а также на сайте компании доступны для скачивания демонстрационные и бесплатные версии для ОС Windows, Linux и MAC. Кроме того, для студентов доступна полная версия САПР на 3 года.