CN1704942A - 布线宽度规则检查系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种布线宽度规则检查系统，该系统包括：一布线图计算机辅助设计(Computer Aid Design，CAD)软件，是用于加载待进行宽度规则检查的布线图设计文件；一数据库，是用于储存印刷电路板布线图设计文件及用户设定之布线宽度规则信息；一布线宽度规则检查装置，是用于检查加载的布线图设计文件是否符合用户设定之布线宽度规则，如果有不符合用户设定之布线宽度规则，则在计算机显示屏上返回布线宽度违规信息。本发明所提供的布线宽度规则检查系统及方法，可以大幅度减少印刷电路板布线图设计人员的工作量，可以在布线图设计的时候发现印刷电路板中存在的电磁性能隐患。

Description

布线宽度规则检查系统及方法

【技术领域】

本发明涉及一种集成电路的布线图设计规则检查的系统及方法，特别涉及一种集成电路的布线图设计的布线宽度规则检查系统及方法。

【背景技术】

印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中，比如计算机的主机板，或是显示卡等等。如果在某样电子设备中有电子元件，那么它们都是镶嵌在大小各异的PCB上。除了固定各种小元件外，PCB的主要功能是提供在PCB上的各项元件的相互电气连接。因此，随着电子设备的越来越复杂，需要的元件越来越多，PCB上的线路与元件也越来越密集了。

为了将元件(Component)固定在PCB上面，需要将元件的引脚(Pin)直接焊接在布线(Net)上。PCB分为最基本的单面板PCB(Single-Sided PCB)、双面板PCB(Double-Sided PCB)、多层板PCB(Multi-Layer PCB)。在单面板PCB上，元件都集中在一面(元件面，Component Side)，由于布线都集中在另一面(焊接面，Solder Side)，所以布线不可以相互交错。在双面板PCB上，两面都有布线，上下两面的布线通过导孔(Via)完成相互的电气连接。双面板PCB的面积比单面板PCB大了一倍，而且布线可以相互交错(绕到另一面)，适合比单面板PCB更复杂的电路。

多层板PCB具有更大的布线面积，适合比双面板PCB更复杂的电路，比如计算机主机板采用的就是多层板PCB，目前的计算机主机板通常是4到8层的PCB，多层板PCB通常分为信号层(Signal)、电源层(Power)和地线层(Ground)，如图1所示，为4层计算机主机板的示意图。其中最上层为顶层(Top Layer)1100，主机板上的元件1110通常都镶嵌在该层，主机板上的各元件1110之间通过布线1120相互连接及通信，每个元件1110都有至少一个引脚(Pin)1130，为布线1120与元件1110的焊接点。主机板的最下层1400是为底层(Bottom Layer)可以用来固定元件1110或者用于布线，通常顶层1100和底层都为信号层(Signal)，如图所示的中间层分别为电源层(Power Layer)1200和地线层(GroundLayer)1300，主要用来接电源或者接地。在多层板PCB上可以在多个层面上进行布线，因此需采用导孔(Via)1140的技术，布线1120可以相互交错，导孔(Via)1140分为一般导孔(Via)可以实现主机板的所有层面的电气连接，埋孔(Buried Via)只连接内部的层面，而盲孔(Blind Via)是将内部的层面与表面层面进行连接。

PCB的制造过程是精密而且复杂的过程，是电子设计与纯熟技术的结合。PCB的布线图设计直接影响PCB的品质。在PCB的布线图设计过程中，首先需要对所选用的元件及各种插槽的规格、尺寸、面积等有完全的了解；对各元件的位置安排作合理的、仔细的考虑，主要是从电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)、电磁干扰(Electro Magnetic Interference，EMI)的角度，走线短、交叉少，电源、接地及耦合等方面考虑。当各元件的位置确定后，就是按照电路图的布线设计连接有关引脚，关于布线图设计通常有两种完成方法，传统的手工设计方法主要针对简单的电路，另一种是借助计算机辅助设计(Computer Aid Design，CAD)的软件工具，可以用来完成复杂电路的布线图设计。

借助CAD软件可以很形象的仿真(Simulate)出实际的布线图的效果，如图2所示，为借助CAD软件设计的部分布线图，为了保证布线图设计的品质，需要考量众多因素，比如，布线(Net)1120的长度、宽度1124、如何分段(Segment)1121、各分段(Segment)1121之间的角度1122(一般情况都采用45度或者135度，有时也会采用90度)以及布线之间的距离1123等，当完成布线图设计后需要进行设计规则检查(Design Rules Check，DRC)的工作，一方面检查布线设计是否符合设计者所设定的规则，另一方面还需要确认所设定的规则是否符合PCB生产工艺的需求。

设计规则检查(DRC)是一个精密、复杂的过程，几乎不可能完全由人工完成。因此有必要提供一种可由计算机自动执行的DRC工具，布线图设计人员只需要设定一定规则标准，计算机可以自动地完成对印刷电路板布线图设计规则检查(DRC)，从而在设计阶段发现布线图设计的缺陷，避免印刷电路板电磁性能的隐患以及可能发生的制造浪费。

【发明内容】

本发明的主要目的在于，提供一种布线宽度设计规则检查(Design Rules Check，DRC)系统及方法，其可以根据布线图设计人员所设定的规则自动完成对印刷电路板布线图中的布线宽度规则检查，并返回布线宽度的违规信息。

本发明提供一印刷电路板布线宽度规则检查系统，其可对通过印刷电路板布线图计算机辅助设计软件完成的印刷电路板布线图设计文件进行布线宽度规则检查，该印刷电路板布线宽度规则检查系统包含一数据库、一连接、一印刷电路板布线图计算机辅助设计软件及一布线宽度规则检查装置，其中：所述的布线图计算机辅助设计软件，是用于加载布线图设计文件；所述的布线宽度规则检查装置，是用于：提供图形用户接口，用以确定检查范围及设定布线宽度规则信息；对确定的检查范围内的所有布线进行布线宽度规则检查；记录布线宽度规则检查的违规信息，并显示在计算机显示屏上；所述的数据库，是用于储存布线图设计文件以及设定之布线宽度规则信息；所述的连接，是用于布线图计算机辅助设计软件藉之从数据库中装载布线图设计文件的传输媒介。

本发明还提供一印刷电路板布线宽度规则检查方法，通过一布线宽度规则检查装置，可对通过印刷电路板布线图计算机辅助设计软件完成的印刷电路板布线图设计文件进行布线宽度规则检查，该计算机可执行的印刷电路板布线宽度规则检查方法包括如下步骤：启动布线图计算机辅助设计软件，并加载一待进行布线宽度规则检查的布线图设计文件；确定检查范围，并接收设定的布线宽度规则信息；加载确定之检查范围内的所有待检查布线；建立待检查布线结构，用以储存待检查布线信息；从待检查布线结构中读取一布线信息；将所读取的布线的所有分段的宽度与设定的布线宽度规则信息进行比对，判断布线分段宽度是否符合设定的布线宽度最大值限制及最小值限制；当所读取的布线的所有分段，都完成了与设定的布线宽度规则信息进行比对之后，从布线结构中读取下一条布线信息，将所读取的布线的所有分段的宽度与设定的布线宽度规则信息进行比对，判断布线分段宽度是否符合设定的布线宽度最大值限制及最小值限制；如果布线分段宽度不符合设定的布线宽度规则，记录布线宽度违规信息；当布线结构中的所有布线的所有分段，都完成了与设定的布线宽度规则信息进行比对之后，则将所记录的布线宽度违规信息显示在计算机显示屏上。

利用本发明所提供的印刷电路板布线宽度规则检查系统及方法，印刷电路板布线图设计人员只需要藉由图形用户接口，设定一定的布线宽度规则，计算机可以自动地完成对印刷电路板布线图宽度设计规则检查(DRC)，从而在设计阶段发现布线图设计的缺陷，避免了可能出现的印刷电路板制造浪费。

【附图说明】

图1是4层计算机主机板的示意图。

图2是借助CAD软件设计的部分布线图。

图3是本发明的系统架构示意图。

图4是区域检查的检查范围界定示意图。

图5是本发明的布线宽度规则检查方法的流程图。

【具体实施方式】

如图3所示，为本发明的系统架构示意图。本发明的布线宽度检查系统包括一计算机3100，通过一连接3200访问一数据库3300中所储存的各类资料。该计算机3100可以是个人计算机(PersonalComputer)，笔记本计算机(Note Book Computer)或者是平板计算机(Tablet Computer)，其安装了集成电路布线图设计的计算机辅助设计(Computer Aid Design，CAD)软件3110，布线图设计人员可以通过布线图设计的CAD软件3110进行布线图设计，并可将所设计的布线图信息保存到数据库3300中。在计算机3100中，包括有一布线宽度规则检查装置3120，是用于提供图形用户接口(Graphic User Interface，GUI)给布线图设计人员进行布线宽度规则的设定，并且根据布线图设计人员所设定的布线宽度规则信息自动执行布线宽度规则检查，在检查完毕后返回布线宽度违规信息。布线图设计人员所设定的布线宽度规则，主要包括布线宽度的最大值限制(Maxi_Width)及布线宽度的最小值限制(Neck_Width)，当布线设计人员确定一个检查范围，则该检查范围内的所有布线Net1120的分段(Segment)1121的宽度需符合设定的布线宽度的最大值及最小值的限制，否则，布线宽度规则检查装置3120将返回布线宽度违规信息。本发明中的数据库3300，包括一用户设定的布线宽度规则信息储存区3310及一布线图设计文件储存区3320，其中用户设定的布线宽度规则信息储存区3310是用于储存布线图设计人员所设定的布线宽度规则信息，布线图设计文件储存区3320是用于储存布线图设计人员所设计的布线图信息。所述的连接3200是指计算机3100可以通过其访问数据库3300的传输媒介，可以是计算机3100与硬盘之间的数据传输线，也可以是网络传输线，或者是无线通讯的连接。

本发明的布线宽度设计规则检查系统藉由布线图设计的CAD软件3110经由连接3200从数据库3300中的布线图设计文件储存区3320中装载一布线图设计文件，该布线图设计文件包含了详细的集成电路布线图设计信息，这些信息主要是PCB的分层结构、层面命名，PCB上的元件1110命名、规格及位置，布线1120的命名、长度、宽度，布线的分段1121(Segment)信息，以及其它的布线图设计信息。

布线宽度规则检查装置3120将对布线图设计的CAD软件3110加载的布线图设计文件进行布线宽度规则检查，首先，用户根据需要确定检查范围，然后设定布线宽度规则信息，布线宽度规则检查装置3120选定检查范围内的所有布线(Net)1120进行宽度规则检查。

用户确定检查范围有两种方式，一种是根据层面命名或者层面所属类别选择某一个或多个层面的所有布线(Net)1120进行检查。布线图设计文件包含了详细的PCB分层结构的信息，每一层面均有唯一区别的命名及所属的类别，对于4层的多层板PCB来说，层面所属类别包含顶层(Top Layer)、电源层(Power Layer)、地线层(Ground Layer)以及底层(Bottom Layer)。

另一种是选定PCB上的某一区域内的所有布线(Net)1120进行检查。如图4所示，为区域检查的检查范围界定示意图。区域检查是以PCB上的某一元件1110的两个对角的引脚(Pin)1130作为对角点确定一个正方形区域410，以及可以根据用户需要自由设定一个区域扩展421，该区域扩展需大于零或者等于零。则最终所确定的区域检查范围400，为元件对角的引脚(Pin)1130确定的正方形区域410加上扩展的区域420。确定了区域检查范围400后，布线宽度规则检查装置3120将对该检查范围400内的所有布线进行布线宽度规则检查。

如图5所示，为本发明的布线宽度规则检查方法的流程图。首先，在计算机3100上启动布线图设计之CAD软件3100(步骤S501)，此时可以从数据库3300的布线图设计文件储存区3320中加载一个保存的布线图设计文件(步骤S502)，通过布线宽度规则检查装置3120进行布线宽度规则检查，或者是通过布线图设计的CAD软件3100新建一个布线图设计文件，编辑完成后保存至数据库3300的布线图设计文件储存区3320中，再通过布线宽度规则检查装置3120进行布线宽度规则检查。

启动布线宽度规则检查装置3120(步骤S503)，布线宽度规则检查装置3120提供一图形用户接口(Graphic User Interface，GUI)，通过GUI确定检查范围400(步骤S504)。

用户确定检查范围400有两种方式：一种是根据层面命名或者层面所属类别选择某一个或多个层面的所有布线(Net)1120进行检查；另一种是选定PCB上的某一区域内的所有布线(Net)1120进行检查，该区域是通过选定PCB上的一个元件1110的两个对角位置上的引脚(Pin)1130以及一个设定的区域扩展421来确定的一个正方形区域400。

确定了检查范围400后，用户可根据检查需求设定布线宽度规则，用户设定的布线宽度规则主要包括布线宽度的最大值(Maxi_Width)及最小值(Nech_Width)。布线宽度规则检查装置3120接收用户设定的布线宽度规则信息并储存在数据库3300的用户设定的布线宽度规则信息储存区3310(步骤S505)。布线宽度规则检查装置3120从布线图设计文件储存区3320加载用户选择的检查范围400内的所有待检查的布线(Net)1120的布线信息(步骤S506)。

加载检查范围内的所有Net1120的布线信息后，布线宽度规则检查装置3120在计算机3100的内存(Memory)中建立一待检查的布线结构，用以储存所有待检查布线1120的布线信息(步骤S507)。该布线结构可以为数组结构(Array Structure)或者其它类型可在计算机3100中实现的数据结构(Data Structure)，该布线结构中储存如下布线信息：每个Net1120在布线图设计文件储存区3320中的唯一标识符(Net Database Identification，Net_DBID)、每个Net1120的名称、每个Net1120所属的层面的名称以及每个Net1120所属的类型(Net_Type)，还包括某个Net1120的每个分段1121(Segment)的唯一标识符(Segment_DBID)、Segment1121的起始坐标(Segment_Start_Point)、Segment1121的终点坐标(Segment_End_Point)、Segment1121的宽度(Segment_Width)以及Segment1121所属的类型(Segment_Type)。

布线宽度规则检查装置3120建立了待检查的布线结构后，选取布线结构中的所有布线Net1120进行布线宽度规则检查，由于在PCB上的每条布线Net1120是由若干Segment1121组成，而且同一条Net1120的不同Segment1121可以具有不同的宽度，因此，在布线宽度规则检查过程中是以Segment1121为最小检查单位。

首先，布线宽度规则检查装置3120从布线结构中读取一条Net1120的布线信息(步骤S508)。根据从布线结构中读取的某条Net1120的布线信息，读取该条Net1120的所有Segment1121的信息(步骤S509)，Segment1121的信息中包含有该Segment1121的宽度(Segment_Width)，将该Segment_Width与用户设定的布线宽度规则信息进行比对(步骤S510)，判断Segment_Width是否符合用户设定的布线宽度的Maxi_Width限制及Neck_Width限制(步骤S511)。如果Segment_Width符合用户所设定的布线宽度规则，则判断该条Net1120是否还有下一条待检查的Segment1121(步骤S513)；如果Segment_Width不符合用户所设定的布线宽度规则，则布线宽度规则检查装置3120记录该Segment1121的宽度违规信息，然后判断该条Net1120是否还有下一个待检查的Segment1121(步骤S513)。

如果该条Net1120还有下一个待检查的Segment1121，则返回到步骤S509；如果该条Net1120的所有Segment1121都已经检查完毕，则判断在布线结构中是否还有下一条待检查的Net1120(步骤S514)。

如果还有下一条待检查的Net1120，则返回到步骤S508。直到布线结构中的所有Net1120的所有Segment1121都检查完毕，布线宽度规则检查装置3120将检查过程中记录的所有布线宽度违规信息，通过GUI显示在计算机显示屏上。

Claims (8)

1.一印刷电路板布线宽度规则检查系统，其可对通过印刷电路板布线图计算机辅助设计软件完成的印刷电路板布线图设计文件进行布线宽度规则检查，该印刷电路板布线宽度规则检查系统包含一数据库、一连接、一印刷电路板布线图计算机辅助设计软件，所述的布线图计算机辅助设计软件，是用于装载布线图设计文件，所述的连接，是用于布线图计算机辅助设计软件从数据库中装载布线图设计文件的传输媒介，其特征在于：

该印刷电路板布线宽度规则检查系统还包括一布线宽度规则检查装置，是用于：

提供图形用户接口，用以确定检查范围及设定布线宽度规则信息；

对检查范围内的所有布线的所有分段的宽度与设定的布线宽度规则信息进行比对，判断布线分段宽度是否符合上述设定布线宽度规则信息的布线宽度最大值限制及最小值限制；

记录布线宽度规则检查的违规信息，并显示在计算机显示屏上；

所述的数据库，是用于储存布线图设计文件以及设定的布线宽度规则信息。

2.如权利要求1所述的印刷电路板布线宽度规则检查系统，其特征在于，其中确定检查范围是指：

根据印刷电路板层面命名或者层面所属类别选择某一个或多个印刷电路板层面的所有布线进行检查。

3.如权利要求1所述的印刷电路板布线宽度规则检查系统，其特征在于，其中确定检查范围是指：

选定印刷电路板上的某一区域内的所有布线进行检查，该区域是通过选定印刷电路板的一个元件的两个对角位置上的引脚以及一个设定的区域扩展来确定的一个正方形区域。

4.一种印刷电路板布线宽度规则检查方法，可对印刷电路板布线图设计文件进行布线宽度规则检查，其特征在于，该方法包括如下步骤：

加载一待进行布线宽度规则检查的布线图设计文件；

确定检查范围，并接收设定的布线宽度规则信息；

加载检查范围内的所有待检查布线的布线信息；

读取每一布线信息；

将所读取的每一布线的每一分段的宽度与设定的布线宽度规则信息进行比对，判断布线分段宽度是否符合上述设定布线宽度规则信息的布线宽度最大值限制及最小值限制；

将所记录的布线宽度违规信息显示在计算机显示屏上。

5.如权利要求4所述的印刷电路板布线宽度规则检查方法，其特征在于，在步骤加载检查范围内的所有待检查布线的布线信息之后，还包括步骤：建立待检查布线结构，用以储存待检查布线信息。

6.如权利要求4或权利要求5所述的印刷电路板布线宽度规则检查方法，其特征在于，还包括步骤：如果布线分段宽度不符合设定的布线宽度规则，记录布线宽度违规信息。

7.如权利要求4所述的印刷电路板布线宽度规则检查方法，其特征在于，其中确定检查范围是指：

根据印刷电路板层面命名或者层面所属类别选择某一个或多个印刷电路板层面的所有布线进行检查。

8.如权利要求4所述的印刷电路板布线宽度规则检查方法，其特征在于，其中确定检查范围是指：

选定印刷电路板上的某一区域内的所有布线进行检查，该区域是通过选定印刷电路板的一个元件的两个对角位置上的引脚以及一个设定的区域扩展来确定的一个正方形区域。

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