1、1Protel2004 初学教程 Protel2004 - 完整的板级系统设计平台 NanoBoard-NB1 - 数字逻辑可编程芯片可替换的系统验证平台2 Protel2004 是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。Protel2004 拓宽了板级设计的传统界限，集成了FPGA 设计功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA 与PCB 设计集成在一起。Protel2004 以强大的设计输入功能为特点，在FPGA 和板级设计中，同时支持原理图输入和HDL 硬件描述输入模式；同时支持基于VHDL 的设计仿真，混合信号电路仿真、布局前/后信号完整性分析。Protel2004 的布局布线
2、采用完全规则驱动模式，并且在PCB 布线中采用了无网格的SitusTM 拓扑逻辑自动布线功能；同时，将完整的CAM 输出功能的编辑结合在一起。 基于Altium 新推出的支持Livedesign 的DXP 平台，Protel2004 在你的整个系统设计流程中充分发挥其卓越的性能。 支持多国语言（中文、英文、德文、法文、日文） 完全兼容Protel98/Protel99/Protel99se/ProtelDXP，并提供对Protel99se 下创建的DDB 文件导入功能 支持PCB 与FPGA 引脚的双向同步 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 提供了对高密度封装（如BGA）的
3、交互布线功能 NanoBoard NB1 开发板和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 NanoBoard NB1 使用板上JTAG* 接口与用户的PC 进行连接, 来支持硬件设的下载和提供NanoBoard NB1 与用户PC 之间的通讯 NanoBoard NB1 是第一款LiveDesign enabled 系统设计验证平台 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 用于配合Altium 公司Protel2004 及Nexar2004 的设计方案验证 NanoBoard NB1 配套子板：. Altera - Cyclone. (EP1C12-Q2
4、40C7). Altera - Cyclone. with SRAM (EP1C20F400C8). Altera - Stratix. with SRAM (EP1S10-F780C7)3. Altera - Max 3000/7000 with PLCC sockets(EPM7032AELC44-10). Xilinx - Spartan-IIE (XC2S300E-6PQ208C). Xilinx - Spartan-II (XC2S200-6PQ208C). Xilinx - Spartan-IIE with SRAM (XC2S600E-6FG456C). Xilinx - Spa
5、rtan-3 with SRAM (XC3S1000-4FG456C). Xilinx - Virtex-II with SRAM (XC2V1000-4FG456C). Xilinx - Virtex-II Pro with SRAM (XC2VP7-5FG456C). Xilinx - CoolRunner-II (XC2C256-6PQ208C). Xilinx - CoolRunner XPLA3 (XCR3256XL-12PQ208C). Xilinx - XC9500XL. (XC95288XL-6PQ208C). Xilinx - XC9500XV. (XC95288XV-6PQ
6、208C). Actel- ProASIC Plus. (APA600-FPQ208) PCB 与FPGA 设计的系统集成 Protel2004 将传统的PCB 设计与数字逻辑电路设计集成起来，突破了传统板级设计的界限；从而使系统电路设计、验证及CAM 输出功能结合在一起。Protel2004PCB 与FPGA 引脚的双向同步功能，充分诠释了Altium 公司为主流设计人员提供易学、易用的EDA 设计工具的一贯理念。 NanoBoard NB1 4目录1 在Protel2004 中进行原理图和PCB 的设计2 在Protel2004 中进行PCB 的CAM 输出31 在Protel2004 中
7、进行混合信号仿真32 在Protel2004 中进行信号完整性分析4 在Protel2004 中进行包含FPGA 设计和仿真。5 在Protel2004 中进行包含FPGA 设计并下载到NanoBoard 板进行调试。6 在Protel2004 中进行包含FPGA 的原理图和PCB 设计7 FPGA 与原理图和PCB 的双向优化同步与更新1 在Protel2004 中进行原理图和PCB 的设计在DXP 主页面下（打开软件时缺省设置就出现DXP 主页，如果不是，可以通过左键点击ViewHome 来打开DXP 主页），用鼠标左键点FileNewProjectPCB Project,左边的工程资源管
8、理器中就出现了一个名为PCB_Project1.PrjPCB 的PCB 工程, 现在可以左键点击FileSave Project as 来改变项目的保存路径和项目名称。在项目名称上右键点击，在引处的菜单中选择Add new to ProjectSchematic,这样，在当前的工程当中添加了一个新的原理图文件Sheet.schDoc, 原理图文件上右键点击，在引处的菜单中选择Save as 来改变原理图名称和保存路径。现在，我们已经在一个PCB 工程中添加了一张空白的原理图了。在原理图的下方偏右的边框上，左键点击SystemLibraries,打开库文件，在库文件的面板里左键点击Librari
9、es 可以对当前使用的库文件进行添加，移出和排序。接下来，要从元器件库中拖出我们需要的元器件，用线把它们了连起来，完成原理图设计。5从元器件库选中需要的元器件，按Place 或拖出我们需要的元器件，左键点击PlaceBus 和PlaecWire ,用线或总线把它们连起来，并且给所有的元器件加上相应的标号（Designator）, 保存完成原理图设计。（要注意的是，如果你还要进行PCB 设计，你选的器件就必须要有相应的Footprint 封装。如果你还要进行功能仿真，你选的器件就必须要有相应的Simulation 模型文件。如果你还要进行信号完整性分析，你选的器件就必须要有相应的Signal i
10、ntegrity 模型文件。）完成原理图设计后,左键点击原理图名称，在引出的菜单中左键点击Compile Documentxxx.SCHDOC ,(xxx 是用户自己定义的文件名)，对这个原理图文件进行编译，如果有什么错误信息就会自动启动消息窗口（Message），来提示用户那里有什么样的错误。经检查没有错误后，保存原理图。在项目名称上右键点击，在引处的菜单中选择Add new to ProjectPCB,这样，在当前的工程当中添加了一个新的PCB 文件PCB1.PcbDoc, 在PCB 文件上右键点击，在引出的菜单中选择Save as 来改变PCB 文件名称和保存路径。左键点击Project
11、Complie PCB Project xxx.PrjPCB (xxx 是用户自己定义的工程名) 编译整个PCB 工程。左键双击PCB 文件在工程资源管理器中的图标，打开这个PCB 文件，左键点击DesignBoard Shape Redefine Board Shape 命令， 这时，就会出现绿色的背景，光标上就出现一个十字交叉， 移动鼠标，这个十字交叉就会跟着移动，用这个光标在背景上画出一个封闭的曲线，这个曲线内部部分就是定义的PCB 板。左键点击PCB 编辑器下方用来选择当前工作层的图标，选中Keep-Out Layer，在当前层上，选择PlaceLine 命令，在Keep-Out La
12、yer 层上画一个边框，作为我们的布局布线的外围约束边框，保存文件和工程。左键点击ProjectComplie PCB Project xxx.PrjPCB (xxx 是用户自己定义的工程名) 编译整个 PCB 工程，保存工程。在当前的PCB 编辑器环境下，左键点击DesignImport Changes Fromxxx.PrjPCB, 会自动跳出来Engineering Change Order 对话框，列出了对PCB 文件加载网表的一些具体操作。添加的有：Componet Class(器件类)，Components（器件） ,Nets（网络连接）， Rooms（空间）。器件类是以每张原理子
13、图划分为一个器件类，并且为器件类定义一个空间。确认没有什么错误就左键依次点击Validate Changes ， Execute Changes 两个按键，对话框的右边就会冒出来绿色的图标来表示所执行的加载项目是正常的。点击Close关闭对话框。现在，我们已经把网表加载到这个PCB 文件中了。在当前的PCB 编辑器环境下，连续按下键盘上的PgDn(下页) 按键，缩小PCB画面，就可以发现，元器件已被加载到当前的PCB 文件中， 并且每个元器件类中的器件自动放在一个空间中，移动这个空间，把这个空间中的器件一起移动PCB 板上，放到合适的位置，这个空间的大小可以修改，也可以删除这个空间。接下来，我
14、们逐一对器件位置进行调整。我们可以采取用鼠标左键在器件上按住不放，移动鼠标来拖动这个器件到合适的位置。左键点击Place Interactive Routing ,这时，光标上就出现一个十字交叉， 移6动鼠标，这个十字交叉就会跟着移动。这时，左键点击某个管脚，直线移动鼠标，就可以布出线来，连续左键点击，就可布出拐弯的曲线来，直到另一个管脚，双击左键，完成一条网络布线。接下来，我们可以对继续对器件进行布局布线。完成PCB 设计。在当前的PCB 编辑器环境下，左键点击ToolsDesign Rule Checker,在冒出来的对话框上左键点击Run Design Rule Check 按键，可以输
15、出一个当前文件的违反规则报告，详细列出在那个位置违反了那个规则。2 在Protel2004 中进行PCB 的CAM 输出接着上面的介绍， 我们画好一个PCB 文件，编译保存文件和工程，选中打开PCB 文件，在当前的PCB 编辑器环境下，左键点击FileFabrication Outputs Gerber Files,在冒出的Gerber Setup 对话框中选择要求的设置。在General 面板里面选择单位和精度。在Layer 面板里面选择要输出的层面。在Drill Drawing 面板里面选择 Drill Drawing 设置和 Drill Guide Plots 设置在Apertures
16、面板里面选择光圈设置。7在Advanced 面板里面选择与胶片有关的一些其他设置。左键点击Ok 按键。则自动开始生成Gerber 文件.生成当前PCB 文件的.Cam 文件和各层的Gerber 文件 .31 在Protel2004 中进行混合信号功能仿真说明：1 混合信号仿真是在原理图的环境下进行功能仿真的。如果要对一个原理图进行功能真，原理图中所有的每个器件就必须要有相应的Simulation 模型文件，否则不能进行仿真。2 用仿真模型的器件完成整个原理图设计，设计时与普通原理图的设计方法一致。3 除了要有电源网络和地网络， 还要加上激励信号，就可以进行原理图的功能仿真。4 左键点击View
17、ToolbarsMixed Sim, 选中Mixed Sim 就会显示一个混合信号功能仿真图标。可以设置，执行混合信号功能仿真和产生Xspice 网表文件。5 可以设置参数扫描的起始值和参数扫描变化的步长。操作实例：在DXP 主页面下（打开软件时缺省设置就出现DXP 主页，如果不是，可以通过左键点击ViewHome 来打开 DXP 主页），用鼠标左键点击FileNewProjectPCBProject,左边的工程资源管理器中就出现了一个名为PCB_Project1.PrjPCB 的PCB 工程,现在可以左键点击FileSave Project as 来改变项目的保存路径和项目名称。在项目名称上
18、右键点击，在引处的菜单中选择Add new to ProjectSchematic,这样，在当前的工程当中添加了一个新的原理图文件Sheet.schDoc, 原理图文件上右键点击，在引处的菜单中选择Save as 来改变原理图名称和保存路径。现在，我们已经在一个PCB 工程中添加了一张空白的原理图了。在原理图的下方偏右的边框上，左键点击SystemLibraries,打开库文件，在库文件的面板里左键点击Libraries 可以对当前使用的库文件进行添加，移出和排序。接下来，要从元器件库中拖出我们需要的元器件，用线把它们了连起来，完成原理图设计。因为要进行功能仿真，所选的器件就必须要有相应的Si
19、mulation 模型文件。从元器件库选中需要的元器件，按Place 或拖出我们需要的元器件，左键点击PlaceBus 和PlaecWire ,用线或总线把它们连起来，并且给所有的元器件加上相应的标号（Designator）, 保存完成原理图设计。完成原理图设计后,左键点击原理图名称，在引出的菜单中左键点击CompileDocument xxx.SCHDOC ,(xxx 是用户自己定义的文件名)，对这个原理图文件进行编译，如果有什么错误信息就会自动启动消息窗口（Message），来提示用户那里有什么样的错误。经检查没有错误后，保存原理图。在当前的原理图环境中，左键点击Design Simula
20、teMixed Sim 则引出一个AnalysesSetup 对话框，在左边， 在Enable 下面方格中打勾要仿真的种类。在General setup 选择要观察的信号（图1），在每种仿真里面进行参数设置（图2）。左键点击Analyses Setup 对话框的OK 按键， 启动功能仿真。这时软件就8会自动执行仿真，并将每种仿真结果分别以不同的波形的方式显示出来（图3）。图1图29图33.2 在Protel2004 中进行信号完整性分析在DXP 设计环境下，您既可以在原理图又可以在PCB 编辑器内实现信号完整性分析，并且能以波形的方式在图形界面下给出反射和串扰的分析结果。 Protel 具有布
21、局前和布局后信号完整性分析功能，采用成熟的传输线计算方法，以及I/O 缓冲宏模型进行仿真。信号完整性分析器能够产生准确的仿真结果。 布局前的信号完整性分析允许用户在原理图环境下，对电路潜在的信号完整性问题进行分析。 更全面的信号完整性分析是在PCB 环境下完成的，它不仅能对反射和串扰以图形的方式进行分析，而且还能利用规则检查发现信号完整性问题，Protel 能提供一些有效的终端选项，来帮助您选择最好的解决方案。下面介绍如何使用Protel2004 进行信号完整性分析： 不论是在PCB 或是在原理图环境下，进行信号完整性分析，设计文件必须10在工程当中，如果设计文件是作为Free Documen
22、t 出现的，则不能运行信号完整性分析。 本文主要介绍在PCB 编辑环境下进行信号完整性分析。 为了得到精确的结果，在运行信号完整性分析之前需要完成以下步骤：1、电路中需要至少一块集成电路，因为集成电路的管脚可以作为激励源输出到被分析的网络上。像电阻、电容、电感等被动元件，如果没有源的驱动，是无法给出仿真结果的。2、针对每个元件的信号完整性模型必须正确。3、在规则中必须设定电源网络和地网络，具体操作见本文。4、设定激励源。5、用于PCB 的层堆栈必须设置正确，电源平面必须连续，分割电源平面将无法得到正确分析结果，另外，要正确设置所有层的厚度。实例演示：一、在Protel2004 设计环境下，选择FileOpen Project,选择安装目录Altium2004ExamplesReference Design4 Port Serial Interface4 Port SerialInterface.Prjpcb，进入PCB 编辑环境，如下图.选择Design/Layer Stack Manager，配置好相应的层后，选择ImpedanceCalculation，配置板材的相应参数如下图3 所示，本例中为缺省值。
