enserb3.gif (5977 octets)

LA CONCEPTION DE CIRCUITS IMPRIMES AVEC MENTOR GRAPHICS

 

Patrice KADIONIK et Laurent Dulau

 
barre.gif (2311 octets)
| Design Architect | Librarian | Package | Layout | Fablink |
| Informations générales |
barre.gif (2311 octets) 

 

Créer un répertoire qui est le nom du projet dans lequel seront stockés les sous-répertoires et les fichiers créés.

 

1. DESIGN ARCHITECT

Lancement : % da

Utilisé pour la création de symboles et la schématique.

 

1. Création de symboles

    - Répertoire utilisé design_lib (à créer)

    - Ouverture du fichier : OPEN SYMBOL

    - Placement des pins : ADD PIN

Deux noms identiques ne peuvent être utilisés.   Attention, Mentor ne rafraîchit plus l'écran si deux pins ont été placées au même endroit  (bug!). Si cela se produit, quittez DA et le relancer.

 

 Affectation de numéros de pins

    - Sélectionner la pin

    - Dans le menu de la fenêtre accessible avec le bouton droit de la souris (menu contextuel), faire Properties Add

    - Choisir la propriété PIN_NO

    - Indiquer le numéro désiré dans Property Value.

    - Placer le numéro avec la souris.

 

Procédure à utiliser dans le cas de plusieurs numéros

    - Sélectionner plusieurs pins (avec un cadre par exemple) et ajouter un numéro de pin quelconque (toutes les pins auront ce même numéro)

    - Sélectionner l'un après l'autre, les numéros de chaque pin à l'aide de SHIFT + bouton gauche de la souris

    - Changer les numéros avec (Change value du menu de la fenêtre

 

Dessin de la boîte et propriétés nécessaires du composant

    - Dessiner la boîte avec ADD RECTANGLE ou ADD POLYGON

    - Lui ajouter les propriétés suivantes :

COMP : le nom du composant indiqué sur le schéma.

REF : le repère topologique sur le circuit imprimé. Ne pas mettre de valeur

INST : l'instance du composant utilisé par Mentor. Idem

 

Modifications de propriétés : changement de taille, déplacement, visibilité, suppression.

 
- Si la propriété est visible et si l'on veut en changer sa valeur, la sélectionner avec SHIFT + bouton gauche puis dans le menu contextuel, Change value.
 
- Ou sinon, Propertie Modify.
 

Vérification: Check With defaults

Sauvegarde File Save symbol

Impression File Print symbol

 

2. Saisie du schéma

- Répertoire utilisé : schematic (à créer).

- Ouverture du schéma: OPEN SHEET.
Si plusieurs feuilles forment un schéma, indiquer dans le champ Sheet le nom de la feuille désirée sinon indiquer seulement le nom du projet.

 

Importation de composants

- CHOOSE SYMBOL pour des symboles créés.

- LIBRARY ou Libraries MGC Libraries... pour des composants de la bibliothèque de Mentor.

 

Modification des propriétés d'un composant dans le schéma

Utiliser généralement pour le déplacement d'une propriété ou pour la rendre visible.

- Sélectionner le composant

- Dans le menu de la fenêtre, Properties Add.

 

Traçage de fils et de bus 

- ADD WIRE pour un fil.

- ADD BUS pour un bus. Lui donner un nom avec Name nets du menu contextuel.

Exemple de nom de bus: AD(31:0).

- Fils tirés d'un bus: connecter un fil au bus avec ADD WIRE. La propriété R affichée indique le numéro du fil Pour la changer, sélectionner avec SHIFT + bouton gauche, et modifier avec Change value du menu contextuel.

Pour changer rapidement la valeur de plusieurs fils, suivre la procédure indiquée pour le changement de numéros de pin.

- Quand un cercle est dessiné au croisement de deux fils. il n'y a pas de connexion.

Pour la réaliser, sélectionner les objets concernés et dans le menu contextuel Connexions.

 

Passage d'une feuille à une autre

Il s'effectue par l'intermédiaire de composants prévus à cet effet se situant dans la bibliothèque gen_lib :

    - offpag.in : signal en provenance d'une autre feuille.

    - offpag.out : signal sortant de la feuille actuelle.

    - offpag.bi : signal bidirectionnel tel qu'un bus.

Il faut donner un nom à chaque signal passant d'une feuille à une autre (Name nets).

 

Vérification

    - Check Sheet pour la feuille

    - Check Schematic pour le schéma entier

 

Sauvegarde de la feuille : File Save sheet.

 

Impression d'une feuille File Print sheet

Options possibles :

- fill page : le schéma de la feuille occupe une feuille entière.

- lx : impression dans la taille réelle. A ne pas utiliser car la taille réelle du schéma est généralement très élevée (plusieurs dizaines de pages).

- scale : impression à une échelle particulière. 1 indique la taille réelle, 0.5 la taille réelle divisée par deux, etc. Faire des essais avec des impressions de symboles pour avoir une idée de la taille du schéma.

 barre.gif (2311 octets)

2. LIBRARIAN

Lancement : % librarian projet

Utilisé pour la création de géométries (le dessin physique des composants) et le mapping (correspondance entre symboles et géométries).

Le dessin des géométries se fait sur plusieurs couches appelées layers.  La sélection de la couche pour le dessin se fait avec la touche de fonction F6 = Set Edit Layer.   La visualisation des couches se fait avec F7 = View Layers.

 

1. Les bibliothèques de géométries

- Geometrie List Geometries pour la lecture de géométries disponibles dans les bibliothèques et autres répertoires.

- Geometries Add library link pour rendre possible la lecture de géométries situées dans un répertoire particulier (design_geom) Indiquer le chemin et donner un nom pour cette nouvelle bibliothèque à intégrer au design.

- Geometrie Delete library link pour effacer une bibliothèque (suppression du lien).

- Geometrie Open geometries pour l'ouverture de géométries déjà lue une fois.

- Geometries Delete geometries pour effacer une géométrie du design (elle n'est pas effacée de la bibliothèque mais seulement de la liste des géométries ouvertes, accessibles avec la commande précédente).

- Geometries Copy geometries pour la copie d'une géométrie ouverte. A utiliser pour la création d'une géométrie à partir d'une autre géométrie existante.

 

2. Création de la carte

Geometries Create Board

- Indiquer la pastille utilisée par défaut dans padstack. C'est généralement celle qui est le plus utilisée.

- Indiquer le nombre de couches SIGNAL (pour le routage des signaux) et le nombre de couches POWER (masse et alimentations).

 

Couches nécessaires :

- BOARD_OUTLINE : contour de la carte

- PLACE limite de placement des composants Utiliser la commande PLACE OUTLINE pour plus de rapidité.

- SIGNAL : limite pour le routage des pistes.

 

L'artwork order

Cette géométrie indique le nom des couches physiques de la carte, leurs noms logiques et leur ordre. Ce fichier est généré lors de la création de la carte Les couches qu'il contient sont les couches de signaux et les couches de masses et d'alimentations.

 

3. Création d'un composant

Geometries Create Component

- Component name : le nom de la géométrie du composant.

- Component display diameter : la taille du texte des numéros de pin.

- Default padstack name : la pastille utilisée par défaut lors de l'insertion de pins.

- Surface : le sens du composant. Prendre top pour une vue de dessus.

- Thruhole/surface component : choix entre composant traversant et CMS.

Pour un connecteur, les options Edge Connector et Allow Component Outline to Overhang Board doivent être choisis pour permettre le placement en dehors des limites de placement.

 

Couches nécessaires :

- PLACE : limite du composant dans laquelle on ne pourra pas router de pistes.

Utiliser la commande PLACE_OUTLINE pour plus de rapidité.

- SILKSCREEN dessin du composant sur la carte (sérigraphie). Le trait doit avoir une épaisseur d'environ 5 mils.

- La référence: commande ADD REF.

- Les pastilles : commandes ADD PINS ou PINSARRAY. Cette dernière commande est à préférer car elle permet de placer rapidement des tableaux (ou vecteurs) de pins en indiquant la pastille utilisée, la distance entre pins, leur orientation, l'incrémentation du numéro de pins, le sens de comptage...

 

4. Création d'une pin traversante (pour composant traversant)

Geometrie, Create Thruhole pin.

 

Couches nécessaires:

- PAD ; c'est le cuivre sur lequel sera soudé la broche du composant.

- SOLDER_MASK : le masque de vernis généralement de taille légèrement plus grande que le PAD.

- SIGNAL : pour la connexion de la pin aux couches de signal. SIGNAL désigne toutes les couches signal alors que SIGNAL suivi d'un numéro désigne une couche de signal particulière (Ex : SIGNAL_1 pour la couche signal de la face du dessus).

- POWER: pour la connexion aux alimentations et à la masse.

 

5. Création d'une pin de surface

Geometries Create Surface pin

 

Couches nécessaires:

- PAD : le cuivre.

- PASTE_MASK: masque de colle pour le PAD de taille et de forme identique.

- SOLDER_MASK: le masque de vernis.

 

6. Création de via traversant ou enterré

Geometrie Create Thruhole via ou Buried via.

 

Couches nécessaires :

- SIGNAL.

- POWER.

- SOLDER_MASK le masque de vernis.

Remargue sur les pins et les vias : il est possible de générer automatiquement les couches nécessaires lors de la création de ces géométries. Il faut pour cela, cocher les options disponibles concernant les différentes couches. Seules des formes classiques (rectangle, cercle) sont admises.

 

7. Manipulation des couches

- Report Padstack construction affiche les couches utilisées par un via ou une pin(une géométrie quelconque doit être ouverte pour l'accès à ce menu).

- CHANGE LAYER permet de changer le type d'une couche sélectionnée.

- Changement de l'épaisseur du trait d'une couche (SILKSCREEN par exemple): sélectionner la couche et changer l'épaisseur avec CHANGE LINE. Si le menu concernant le changement de taille n'apparaît pas, c'est parce que le dessin n'est pas constitué de segments distincts. Faire alors CHANGE ENTITY TYPE, sélectionner Segment et relancer CHANGE LINE.

 

8. Unité de mesures

- L'unité de mesure utilisée dans une géométrie est spécifiée lors de sa création mais peut être changée dans le menu de la fenêtre d'une géométrie avec Change units.

- Setup Grid permet de modifier la taille de la grille et Setup Grid snap on/off active/désactive le magnétisme.

 

9. Changement de la taille d'un texte

- Change units du menu contextuel permet de changer la taille des numéros de pins.

- Le champ New height après appel de la commande Text Change text du menu contextuel permet de changer la taille d'un texte sélectionné (généralement la référence ou le SILKSCREEN).

 

10. Le mapping

Le fichier texte indiquant la correspondance entre le symbole et la géométrie est un fichier *.map situé dans design_maps.

 

Bibliothèques de symbole

En plus des bibliothèques de symboles utilisées par Mentor, il est nécessaire d'incorporer au design les répertoires contenant les symboles créés.

- Symbols Add library link pour ajouter une bibliothèque de symbole.

- Symbols Delete library link pour en supprimer.

- Symbols List symbol library pour lire un symbole (nécessaire pour le mapping).

 

Etapes à suivre:

- Lecture du symbole: Symbols List symbol library, sélection du composant puis Read

- Création d'un part number. Catalog Create part number. C'est le fichier établissant la correspondance.

- Part number : le nom. Commencer par "pn-" pour une meilleure identification. Ex: pn-conn_pci_a.

- Catalog name : Design.

- Geometry : le nom de la géométrie.

- Mapping : le nom du fichier texte .map stocké dans design maps. Ex : conn_pci_a.map.

- Cocher l'option Design.

Deux fenêtres sont ensuite ouvertes : celle de gauche construira une liste des pins logiques du symbole et celle de droite affiche le dessin de la géométrie.

 

Le mapping (utilisation du menu de la fenêtre de gauche)

- Map logic symbol : choix du symbole logique. La sélection de ce symbole doit se faire de préférence par sa propriété COMP que l'on doit indiquer et également par son nom.

Après cette opération, une liste des pins logiques s'affiche. Si les pins possèdent des numéros (propriété PIN_NO), la correspondance pour ces pins s'effectue automatiquement.

- Add logic pins : ajout de pins logiques non présentes dans le symbole.

- Add power pins : ajout de pins de masse (gnd) et d'alimentation (vcc).

- Map pins: effectue la correspondance. Choisissez la pin logique à gauche puis la pin physique à droite à l'aide de la souris.

 

Opérations sur un part number

- Ouverture : Catalog List catalog, puis Draw.

- Suppression : Catalog List catalog, puis Delete.

A utiliser si des erreurs interviennent pendant le mapping (symbole ou géométrie non trouvés) ou si la vérification a échouée.

- Vérification Catalog List catalog, puis Check.

Si cette opération échoue, examiner le part number, le supprimer puis recommencer une création.

 barre.gif (2311 octets)

3. PACKAGE

Lancement : % package projet

Crée les liaisons physiques entre les composants d'après la schématique et le mapping, attribue une référence et une instance à chaque composant.

A partir de cette étape, le schéma ne doit plus être ouvert et modifié avec OPEN SHEET mais avec DESIGN SHEET.

 

1. Démarche à suivre lors du 1er lancement

- LOAD CATALOG LIB : pour le chargement du design catalog.

- SETUP BUILD : choix d'options pour la construction du package. Exemple: Swap all gates permet d'interchanger indifféremment les portes d'un composant comprenant plusieurs portes.

- CHECK BUILD.

- BUILD : construction du package.

- Sauvegarde : File save Design all puis File Backannotate pour la rétroannotation des informations vers la schématique (indispensable).

Un fichier créé dans librarian (Save specify et choix de pkgconf) permet de définir le préfixe des références utilisées pour les composants. Ce fichier pkgconfl se trouve dans le répertoire pcb. Syntaxe du fichier : " si composant de nom X, attribuer le préfixe y" ref Y "X".

Exemple: ref U "74HC..." "24C16" attribue le préfixe U aux composants de la série 74HC et aux composants 24C16.

 

2. Mise à jour après modification de la schématique ou de mappings.

A utiliser pour la mise à jour du placement/routage dans le layout (voir plus loin).

- CHECK BUILD (éventuellement).

- dans la fenêtre, Update Components et choix de l'option Component properties.

- BUILD.

- Sauvegarde avec rétroannotation.

Cette mise à jour n'est pas nécessaire si seules les géométries ont été modifiées.

 barre.gif (2311 octets)

4. LAYOUT

Lancement : % layout projet

Utilisé pour le placement des composants et le routage de la carte.

 

Généralités

- Check On doit toujours être affiché en haut de la fenêtre pour vérifier que le placement et le routage sont corrects : Setup Automatic checking ON/0FF. Ne jamais l'enlever sauf cas exceptionnel (placement de connecteurs en dehors de la limite de placement par exemple).

- La grille doit également être toujours activée : Setup Grid Snap ON/OFF (Grid Snap off apparaît dans le menu lorsque la grille est active).

- DISPLAY CONTROLS : affichage de certains types d'objets (traces, guides, vias, composants, ..).

- F7 = View Layers. visualisation des couches de la cartes (pad, vernis, sérigraphie,...).

 

1. Placement des composants : PLACE

- Affichage des composants à placer : MAP avec l'options Top Only pour les positionner sur la face du dessus.

- View component Label puis Référence pour afficher la référence des composants.

- Setup placement Placement grid pour spécifier la taille de la grille de placement.

- FLIP COMP : positionnement du composant sur l'autre face.

- MOVE : placement/déplacement d'un ou plusieurs composants.

- PIVOT : rotation d'un ou plusieurs composants.

 

2. Routage des signaux: ROUTE/AUTOROUTE

1. Règles de routage

- Setup routing Net rules puis Change.

Ce menu permet de spécifier les dimensions minimales pour la largeur des traces, l'espace entre les vias, les pins, les pins et les vias, les traces et les vias, etc.. Il permet également de préciser les couches où l'on peut router et les vias à utiliser. (routage manuel et automatique).

- Setup routing Layer rules. orientation des pistes pour le routage automatique et indication des couches où l'on peut router.

- Setup routing Routing rules: définition des règles de routage automatique utilisées par défaut.

 

2. Routage manuel : ROUTE

Les guides (à afficher avec DISPLAY CONTROLS) sont toutes les connexions qu'il faut router.

- ROUTE INTERACT : traçage d'une piste. Sélectionner ensuite un guide puis commencer à tracer.

- ROUTING WIDTH : changement de la largeur de la piste à tracer. Par défaut, la largeur utilisée est celle qui est indiquée dans Setup routing Net rules.

- OTHER END : changement du point de départ de la piste.

- MOVE : déplacement d'une ou plusieurs pistes.

- COPY TRACES copie d'une ou plusieurs pistes.

Attention ces deux dernières commandes ne fonctionnent correctement que si la destination possède des guides.

- CHANGE LAYER : changement du type d'une couche.

- F6 = Set Edit Layer. sélection d'une couche de signal pour router.

- FINISH TRACE: traçage automatique de la piste vers la connexion la plus proche (utile lorsque l'on est proche de la connexion).

- Déplacement d'un guide (lorsqu'il y a des connexions multiples) : ROUTE INTERACT, sélectionner un guide puis cliquer sur une autre broche (qui doit être au même potentiel).

- Création d'un guide entre deux broches (au même potentiel) : dans le menu de la fenêtre, Routing Extended menu Change guide Create guide puis sélectionner deux broches.

- Sélection d'un signal particulier d'après son nom : dans le menu de la fenêtre, Routing Select Select by name

- Coloration d'un signal identifié par son nom: View Highlight Nets...

 

3. Routage automatique AUTOROUTE.

Lancement du routage automatique : AUTOROUTE.

Plusieurs options peuvent être choisies :

- Les algorithmes utilisés: Manufacturing, Automatic, Pattern et Breakout.

- Le nombre d'essais : Passes.

- L'aire de routage : la carte entière, une aire sélectionnée...

- L'orientation des pistes: diagonale, orthogonale, diagonale et orthogonale.

- ...

 

3. Les références des composants

Il est généralement nécessaire de les retoucher de manière à les distinguer correctement après le routage des signaux :

- Affichage des références : couches SILKSCREEN_1 et SILKSCREEN-2 (F7).

- Modification de la taille du texte : CHANGE REF

- Déplacement/rotation avec MOVE ou PIVOT.

 

4. Sauvegarde

- Sauvegarde du design : File Save Design all

- Rétroannotation : File Backannotate.

 barre.gif (2311 octets)

5. FABLINK

Lancement : % fablink projet

Utilisé pour la création des fichiers de fabrication à fournir au fabricant.

Les Artworks : ARTWORK

Ce sont les fichiers de fabrication des différentes couches de la carte.

 

1. Ajout de nouvelles couches à l'artwork order

Il faut ajouter aux couches de signaux (SIGNAL) et d'alimentations (POWER), les couches de sérigraphie (SILKSCREEN), de masque de vernis (SOLDER_MASK) et de masque de colle (PASTE_MASK) pour chacune des deux faces de la carte.

- Geometries open geometries et choix de l'artwork order

- EDIT ART ORDER après sélection de la fenêtre ouverte.

- Add pour ajouter une nouvelle couche : le nom à donner est le nom exact (en majuscule) de la couche concernée (Ex : SILKSCREEN_1 pour la sérigraphie de la face du dessus).

 

2. Génération des artworks

- Création de la table des apertures : REPORT APER TBL

Options :

include artworkformat.

Save & Display Report.

Design.

Replace Existing File.

 

- Création des artworks : CREATE ART DATA

Options :

Gerber.

Output Unplated Hole (seulement pour les couches de masse et d'alimentations lorsqu'il y a des trous non métallisés afin de les isoler).

Ouput type Board.

Artwork number : All pour générer tous les fichiers ou Specify pour générer seulement certaines couches.

Thermal reliefs : on all pad, all pins, all vias.

 

Les fichiers créés se situent dans le répertoire pcb/mfg/ sous le répertoire de travail (le projet).

 

3. Edition des artworks

- OPEN ART DATA : ouverture d'un artwork. Si cette commande ne marche pas, c'est parce que le fichier a déjà été ouvert. Il faut alors l'ouvrir avec Geometries Open Geometries.

- Pour modifier directement l'artwork : menu Shapes dans le menu contextuel.

 

File Save Artwork data pour sauvegarder le fichier modifié (remarque : la sauvegarde du design n'effectue pas la sauvegarde des artworks modifiés). Indiquer le nom de l'artwork et le nom du fichier (dans pcb/mfg/).

 

4. Les fichiers de perçage : DRILL

- Création de la table des outils : REPORT DRL DATA (mêmes options que la table des apertures).

- Génération de deux fichiers de perçage : les trous métallisés et les trous non métallisés.

Options:

Excellon.

Board.

Plated pour les trous métallisés et Unplated pour les trous non métallisés.

Remargue: les trous non métallisés doivent être créés (ADD DRL HOLE) avec l'option Spot pour ajouter un isolement sur les couche de masses et d'alimentations.

 

5. Fichiers à fournir au fabricant

- La table des apertures.

- Toutes les couches de signaux, de masse et d'alimentations.

- La sérigraphie sur les deux faces.

- Le masque de vernis sur les deux faces.

- Le masque de colle sur les deux faces.

- La table des outils de perçage.

- Les trous métallisés.

- Les trous non métallisés.

Tous ces fichiers se trouvent dans le répertoire pcb/mfg/

 barre.gif (2311 octets)

6. INFORMATIONS GENERALES

Conventions

LMB = bouton gauche de la souris
MMB = bouton du milieu
RMB = bouton de droite

 

Sauvegarde: File Save

Impression : File Print

Menu dans une fenêtre (menu contextuel) : RMB

Palette : le cadre de droite contenant les fonctions les plus utiles.

- Boutons rouge : sélection d'une série de fonctions d'un sujet particulier.

- Menu contextuel de la palette : pour choisir une palette différente, etc.

 

Editeur graphique

- Click avec LMB : sélection d'un objet

- F2 pour tout désélectionner

- F8 + souris pour zoomer dans une zone précise.

- SHIFT + F8 = view all.

- Sélection de plusieurs objets en formant un cadre avec le bouton gauche ou en sélectionnant l'un après l'autre chaque objet.

Attention : si sélection avec cadre, le changement effectué s'applique de la même manière à tous les objets sélectionnés. Si la sélection s'effectue l'un après l'autre, le changement peut être demandé à chaque objet (utiles pour le changement de valeur).

- SHIFT + LMB : sélection d'un objet non sélectionnable avec LMB.

- Utiliser Setup Select Filter pour pouvoir sélectionner certains objets non sélectionnables.

- Après sélection, les déplacements, rotations, copies, changement de valeur sont accessibles dans le menu contextuel.

- Strokes : ce sont des fonctions exécutées par un dessin réalisé avec MMB.

Help on strokes affiche la liste des fonctions disponibles avec leur figure.