Altium Designer .在电类专业实训中的应用

明立娟

摘 要：电类专业实训是一门实践性很强的课程，是电类专业综合应用的实践性环节，是提高在校大学生实践技能和增强动手能力的有效措施。Altium Designer 6.0仿真软件给我们提供了一种强有力的教学辅助手段和方法。

关键词：Altium Designer 6.0 电类专业实训设计流程

一、引言

专业实训是一门实践性很强的课程。电类专业实训是电子技术、单片机技术、检测技术、控制技术等综合应用的实践性环节，是提高在校大学生实践技能和增强动手能力的有效措施。专业实训通过对电子系统设计领域的初步研究和实践，使学生在了解电子系统的组成以及电子系统的设计原则与方法的基础上，学习电子系统的设计应用知识，重点掌握电子系统的原理并进行较简单的设计实践，以及电子工艺技能方面的训练，实现理论与实践的完美结合。本课程以实践操作贯穿始终，要求学生勤动手、多动脑、虚心学习、刻苦钻研才能将理论知识与实践紧密地结合起来，掌握电子产品的手工焊接技术以及电子产品的调试训练，从而收到实践的最佳效果。为达到实验室运行成本降低、学生设计能力及创新能力与创新意识培养和教学效果，将Altium Designer 6.0仿真软件应用于实验教学，有十分的必要性。

二、应用Altium Designer 6.0仿真软件的好处

Altium Designer 6.0 （以下简称AD6.0） 增强了很多板级设计功能，这将大大增强对处理复杂板卡设计和高速数字信号的支持。同时AD6.0能更加方便、快速地实现复杂板卡的PCB版图设计。

AD6.0的主要功能：

（1）电路原理图设计

①绘制、修改和编辑电路原理图

②更新和修改电路图零件库

③查看和编辑电路图与零件库相关的各种报表

（2）印刷电路板设计

①绘制、修改和编辑印制电路板

②更新和修改零件封装

③管理电路板组件

（3）电路模拟仿真

（4）FPGA及逻辑器件设计

（5）高级信号完整性分析

AD6.0的特点：

（1）支持多国语言

（2）支持PCB与FPGA引脚的双向同步，能进行PCB和FPGA设计的系统集成

（3）提供完善的混合信号仿真、布线前后的信号完整性分析功能。

（4）提供了对高密度封装的交互布线功能

（5）提供了开发板，并和开发板上的逻辑可编程芯片一起组成了可重新配置的系统设计验证平台。

（6）可以与用户PC进行连接，能进行硬件设计的下载和用户PC之间的通信。

（7）允许用户交互式的执行并调试验证基于逻辑可编程芯片的系统设计

（8）可以配合Altium公司Altium Designer 的设计方案验证。

三、Altium Designer 6.0仿真软件在制板中的设计流程

一般而言，一个电路设计要经过以下步骤：

（1）建立pcb设计工程文件：（.PrjPcb文件）

（2）绘制电路原理图，对元件属性赋值：（.SchDoc文件）

（3）编译原理图，以消息方式显示错误

（4）生成网络表（.NET文件，系统自动生成）

（5）生成PCB板图，绘制板框：（.PcbDoc文件）

（6）调入网络表，完成元件位置布置，设置布线规则，完成全部布线

（7）电路板规则检查（.html文件，系统自动生成）

PCB的设计流程分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、输出六个步骤。

1.网表输入

网表输入有两种方法，一种是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能，选择Send Netlist，应用OLE功能，可以随时保持原理图和PCB图的一致，尽量减少出错的可能.另一种方法是直接在PowerPCB中装载网表，选择File->Import，将原理图生成的网表输入进来.

2.规则设置

如果在原理图设计阶段就已经把PCB的设计规则设置好的话，就不用再进行设置这些规则了，因为输入网表时，设计规则已随网表输入进PowerPCB了.如果修改了设计规则，必须同步原理图，保证原理图和PCB的一致.除了设计规则和层定义外，还有一些规则需要设置，比如PadStacks，需要修改标准过孔的大小.如果设计者新建了一个焊盘或过孔，一定要加上Layer 25。

3.元器件布局

网表输入以后，所有的元器件都会放在工作區的零点，重叠在一起，下一步的工作就是把这些元器件分开，按照一些规则摆放整齐，即元器件布局.PowerPCB提供了两种方法，手工布局和自动布局。

4.布线

布线的方式也有两种，手工布线和自动布线.PowerPCB提供的手工布线功能十分强大，包括自动推挤、在线设计规则检查（DRC），自动布线由Specctra的布线引擎进行，通常这两种方法配合使用，常用的步骤是手工—自动—手工。

5.检查

检查的项目有间距（Clearance）、连接性（Connectivity）、高速规则（High Speed）和电源层（Plane），这些项目可以选择Tools->Verify Design进行.如果设置了高速规则，必须检查，否则可以跳过这一项.检查出错误，必须修改布局和布线。

6.复查

复查根据“PCB检查表”，内容包括设计规则，层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置；还要重点复查器件布局的合理性，电源、地线网络的走线，高速时钟网络的走线与屏蔽，去耦电容的摆放和连接等.复查不合格，设计者要修改布局和布线，合格之后，复查者和设计者分别签字。

7.设计输出

PCB设计可以输出到打印机或输出光绘文件.打印机可以把PCB分层打印，便于设计者和复查者检查；光绘文件交给制板厂家，生产印制板.光绘文件的输出十分重要，关系到这次设计的成败。

四、结语

Altium Designer 6.0仿真软件在电类专业实训中实验教学，一方面可以把抽象的理论知识通过实验简单化、形象化，许多实际中不易接触到的仪器可以很方便地从屏幕上选用，让学生感受到实际动手操作的快乐，从而激发学员学习兴趣和主动性。另一方面可以针对不同目的（验证、测试、设计、纠错和创新等）进行训练，培养学生分析、应用和创新的能力。所以，Altium Designer 6.0仿真软件一定能够在电类专业实训教学改革中发挥更大的作用。endprint