ConstraintManager约束规则基本设置

约束规则的设置

孙海峰在PCB设计中规则设置是必不可少的，它也可以被称为DRC检查规则，用来确定电路板的走线规则是否符合设计要求。在AllegroPCB的电路板设计过程中，设计约束规则主要包括时序规则、走线规则、间距规则、信号完整性规则等以及物理规则等设置。

首先，需要认识一下，AllegroPCB的约束管理器：

在PCB设计界面中，执行Setup/Constraints/ConstraintManager命令，弹出AllegroConstraintManager对话框，如下图。

在约束管理器中，设计者可以对电路板的电气规则、物理规则、间距规则等设计规则进行设置定义。约束规则可以按板层、网络或者区域进行设置。

约束管理器是Cadence系统提供的专用规则设置系统，主要有菜单栏、工具栏、工作表选择区、工作状态报告栏四部分，在工作表中选择一个对象，然后右击，在弹出的命令菜单中，可以进行任意操作。

工作表选择区内可以选择电气规则、物理规则、间距规则等规则设置。在对应Net文件夹内，可以创建指定网络的对象分组，如：系统、设计、总线、差分对、扩展网络（XNet）、网络、相对或匹配群组，也可以创建基于相关属性的电气规则（ECSet）、物理规则（PCSet）、间距规则(SCSet)等。

约束管理器的约束对象分为引脚对、总线和匹配群组，她们相互之间存在优先级差异，即底层对象会集成顶层对象指定约束，为底层对象指定的约束优先高于上层继承的约束，对象层次的优先级为系统、设计、总线、差分对、扩展网络、相对或匹配群组、引脚对。

一、电气规则设置

在约束管理器中，选择Electrical选项卡，其中可以为设计或网络来设置时序规则、信号完整性规则、布线的电气规则（延时、差分对）等，执行Objects/Create/ElectricalCSet命令可新建电气规则。

1、选择信号完整性仿真规则SignalIntegrity属性，其中包括电气属性、反射属性、单调失真属性、初始串扰、仿真串扰以及同步开关噪声这六个规则设置。

其中各项规则设置如下：

（1）电气属性设置（ElectricalProperties）包括下列内容的设置：

Frequency表示网络频率；Period表示网络周期；Dutycycle表示占空比；

Jitter表示时钟抖动值；Cycletomeasure表示仿真时测量周期；Offset表示补偿值；BitPattern表示仿真输出的位格式。

（2）反射属性设置（Reflection）包括以下内容的设置：

Overshoot表示过冲设置；Noisemargin表示噪声的补偿裕量。

（3）失真属性（EdgeDistortions）包括以下内容设置：

EdgeSensitivity表示网络或扩展接收端的单调敏感性能；Firstincident Switch表示第一个波形的转换设置。

（4）初始串扰设置（EstimatedXtalk）包括以下内容设置：

Activewindow表示网络处于转换或产生噪声的窗口；Sensitivewindow

表示网络处于稳态和易受干扰的状态窗口；Ignorenets表示计算串扰时可忽略的网络；Xtalk的max栏表示网络允许最大窜扰值；Peakxtalk的max 栏表示一个干扰网络对受扰网络产生的最大允许串扰。

（5）仿真串扰设置（SimulatedXtalk）包括以下内容设置：

该项内容与初始串扰设置内容相同，用以查看仿真后的串扰结果，初始串扰设置则是用以预测串扰结果。

（6）同步开关噪声设置（SSN）包括以下内容设置：

MaxSSN表示最大同步开关噪声；Powerbusname表示电源总线名称；

Groundbusname表示地总线名称；Actual表示实际噪声；Margin表示噪

声裕量，若是负值则会产生冲突。

2、选择时序规则设置（Timing）：

时序设置包括以下两个工作表设置，Switch/SettleDelays用以设置第一个转换延时（MinFirstSwitch）和最后的建立延时（MaxFinalSettle），通过仿真对实际值和约束值进行比较，可得出裕量值；Setup/Hold则用以设置时钟网络名称、时钟周期、时钟延时和时钟偏移量，将这些数值进行比较，能够得出系统是否符合要求。

3、电气走线规则设置（Routing）：

（1）连线规则设置（Wiring）包括以下内容设置：Topology用以选择走线拓扑结构，有菊花链、星形等结构；Stublength用以设置走线最大短桩长度；Exposedlength用以设置表层走线最大长度；Parallel用以设置并行走线的线宽和线距约束；LayerSets用以设置走线板层。

（2）过孔规则设置（Vias）包括以下内容设置：用以检查网络过孔数量限制（ViaCount）和过孔尺寸是否符合要求（MatchVias）。

（3）阻抗设置（Impedance）包括以下内容设置：Single-lineImpedance 用以设置目标网络的阻抗和偏差设置，通过计算可以得出阻抗的实际值和裕量，注意叠层和材料的设置必须正确，结果才能准确。

（4）走线最大/最小传输延时设置（Min/MaxPropagationDelay）包括以下内容设置：PinPairs栏有以下三项设置，Longest/ShortestPinPair表示将最小延时赋予最短引脚，最大延时约束赋予最长引脚；

Longest/ShortestDriver/Receiver表示将最小延时赋予最短驱动/接收端引脚对，最大延时赋予最长驱动/接收端引脚对；AllDrivers/AllReceivers 表示将最大、最小延时约束赋予所有的驱动/接收端引脚对。PropDelay则用以设置走线最大和最小延时。

（5）走线的最大和最小长度设置（TotalEtchLength）：用以设置走线最大和最小长度，并可以显示实际的曼哈顿比例，可以计算走线的不耦合长度。（6）差分对走线设置（DifferentialPair）包括以下内容设置：Uncoupledlength用以设置差分对耦合长度的设置，其中GatherControl设置耦合带控制，Ignore表示忽略差分对刚从芯片出来时候的不耦合长度，忽略耦合带，Include表示差分对走线长度包含耦合带长度；Phasetolerance用以设置差分对相位偏量；MinLineSpacing用以设置差分对的最小线间距；CouplingParameters用以设置差分对的耦合参数，其中Primarywidth表示差分对理想线宽，Primarygap表示差分对理想线间距，Neckwidth用以设置差分对最小线宽，Neckgap表示差分对最小允许线间距，Tolerance表示允许的偏差。

（7）相对延时设置（RelativePropagationDelay）包括以下内容设置：选择这个选项卡时，设计者可以将多网络设置成匹配群组，对匹配群组则需要设置相对延时。

二、物理规则设置

选择Physical选项卡，则可以对电路板设计的物理规则进行设置，如下图所示。

执行Objects/Create/PhysicalCSet命令可以新建物理规则，然后可以设置走线的物理约束。

其中走线约束与电气规则中的意思相仿，不再赘述了，然后还有需要设置的：Vias可设置过孔类型，BBViaStagger用以设置埋/盲孔的过孔间距，Allow用以设置焊盘过孔连接方式。此外，点击网络对应Vias设置栏，在弹出EditViaList 对话框，则可以对每个网络进行相应的过孔设置选择正确的过孔焊盘，如下图。

三、间距规则设置

电路板上的导线并非完全绝缘的，会受到工作环境的影响，产生不利于PCB 正常工作的因素，因此需要规定导线之间的间距。同样，非导线元件之间要正常工作也需要设置安全距离，间距规则设置界面如下图。

选择约束管理器的Spacing选项卡，则可以对系统或网络进行间距规则的设置，执行Objects/Create/SpacingCSet即可新建间距规则。

在间距规则设置中，可以设置走线间距、走线与过孔间距等PCB设计中的各种间距规则。

四、区域规则设置

在电路板设计中，有时一个网络会从宽松区域走线至密集区域，这个网络就有可能需要进行区域的局部规则设置，包括间距规则和物理规则，这样才能让走线在某些特殊区域自动转换走线规则。

区域规则设置的方法如下：

1、在约束管理器中，点击Region选项卡，执行Objects/Create/Region命令创建区域规则，如下图建立区域规则11所示，并可对新建区域规则进行设置。

2、在PCB设计界面中，执行Shape/Rectangle命令，在Options对话框中选择ConstraintRegion类和需要区域规则的板层，并将该Shape赋予对应的区域规

则如下图，这样网络走线经过该区域时就会自动改变走线规则，有利于密集区域走线。

在AllegroPCB设计中，Cadence自带的约束管理器集成了各种PCB设计规则，便于规则的设置与管理，有助于设计者更好的进行规则管理设计。只要能正确进行约束管理设置，就能更好的将电路板设计出来。