Cadence+Allegro设计文件转换为Gerber文件的方法

发布时间:2024-11-25

Methods

Cadence

ofConvertingtoGerberbyCadenceAllegro

Allegro设计文件转换为Gerber文件的方法

PaperCode:A一008

齐国栋

广州杰赛科技股份有限公司

电活/Tel:020—22321800—1075传真/Fax:020—22321801

E—mail:mykbc@vip.sina.com

作者简介:

齐国栋,男,助理工程师,2003年毕业于电子科技大学微电子与固体电子学院应用化学专业。毕业后进入广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公

司工作,后调入客户服务部,主要负责对客户的设计文件、Gerber文件进行相关的检查工作。

摘要:本文主要讲述,CadenceA1]egro软件设计的PCB文件转换为Gerber文件的过程及注意事项

并对Gerber文件做了简单介绍。

关键词:CadenceAllegro,CAD,CAM,Gerber,RS一274D,RS一274X,D码、光圈

Abstract:ThepapermainlytalksabouttheS仃aIegyofConvertingtoGerberbyCadenceAllegro,andbrieflyintroducestheGerberfiles.

Keywords:Cadence

Allegro,CAD,CAM,Gerber,RS一274D,RS一274X.D—CODE

一、引言:

Gerber格式是PCB行业通用的资料格式,它丰要承载着将客户设计的PCB文件转换成PCB制造

商可以使用的文件的功能,是PCB设计业与制造业的中间媒介。它原本是美国Gerber公司自行制

定出来给该公司所生产的光学绘图机来使用的,但因为该格式比较符合PCB行业的需求,久而久之

演变成一种业界标准的资料格式,并被称为Gerber格式,其实它真正的名称应该叫做RS一274D格

式。

Gerber格式是依EIA标准的RS274D标准码所衍生制定的,它包含Gerber文件及D码两部分。

RS一274D格式使用至今已有数十年了,其功能已经远远不能满足现在的行业要求,从而衍生出一种更强化的Gerber格式,称为RS一274X格式。扩展Gerber格式是EIA标准RS一274D格式的超集,它增强了处理多边形填充,正负图组合和自定义D码及其它功能,它还定义了Gerber数据文件中嵌入光圈表的规则。目前使用比较普遍的Gerber格式为RS

274X。

Cadence公司是EDA领域最大的公司之一,A¨egroSPB是其众多产品之一,在PCB设汁行业属

于顶级水平,性能卓越。用它设计的PCB板级的电路系统在保证电路的信号完整性和电磁兼容性方

面是其它低端PCB设计T具无法比拟的。但由于目前国内设计者的设计水平不一,甚至有些设计者对PCB加工工艺不太了解,从而造成提供给PCB制造商的Gerber及钻孔数据是错误的,或是直接提供设计文件给PCB制造商。这就需要PCB制造商的CAM工程师对此有所了解,协助设计人员转换出

正确的Gerber及钻孔数据,为生产提供一个正确上作资料,避免不必要的报废。

二、A||egro开发平台简介:

A】legro的产品包装在v15.2之后有了重新的分类及定义,在V15.5中仍使用V15.2

的分类,分类后强调是S-P—B(Silicon—Package—Board)。在A1]egro中分成200、600系列。200

Cadence

系列是指PCB

Design

Studio,而600系列是指PCB

SPB

DesignExpert。

Product

在程序文件夹中选择lAllegro

话框,如图l所示。

15.5卜PcBEditod,弹出“Cadence

Choices”对

图1

“CadenceProduct

Choices”对话框

在图1所示的“Cadence

能介绍见下表:

Product

Choices”对话框中,可以选择需要的开发平台。开发平台功

A1legroPCB

功能简介

々家设计系统,最高端产品对于高速高密度PCB设计的完整

Design610

高性能设计工具,包含支持行为和结构描述的混合设计的DesignEntryHDL、复杂规则驱动的高速交互PCB设计的PCBEditor、高

速规则驱动自动布线的PCBRouter系统

和PCBStudio的功能相同,包含复杂设计规则如route

1ength、parallelism、differential

to

AllegroPCBPerformance220

palrs、netscheduling

完整的PCB设计工具,包含支持行为和结构描述的混合设计

A11egro

PCBDesign220

的DesignEntryHDL、能够设计多达200个信号层的综合的交互设计编辑器PCBEditor、自动布线工具PCBRouter

179

以在其开发平台的主菜单中选择回一匝互画二亘!!;i体改变开发平台。

目前使用“A1legro

PCB

Design

当选择“Use

As

Default”启动后,系统会直接进入该开发平台。若想使用其它设计平台,可

610”专家设计系统的开发平台的人员较多。

三、转Gerber文件的准备工作:

1.参数设置:

1.1打开‰.brd’’文件后,在“Allegro

命令,弹出提示信息和“Artwork

Control

PCBDesignFi

610’’的主菜单中选择区五互i!困一匝!i囵

lm”对话框,分别如网2、3所示。

图2提示信息

图3“ArtworkControl

Film—General

Paraffieters”对话框

180

以下是“Artwork

ControlFi】m--General

Parameters”对话框中相关参数的简单说明:

◆Beyice

type:绘图模式。绘图模式中有6个选项,其中Gerber6x00、Gerber4x00是属于

Vector—based(向量式绘图机)的绘图格式,目前Gerber4x00格式已经很少有人使用了。而Gerber

RS274X、Barco

DPF、MDA则是属于Raster—based(光栅式绘图机)的绘图格式。

Vector—based

Artwork是较旧式的绘图方式。这种绘图机有一个转盘,装上各种镜头,光束透

过镜头将图形画到F面的感光底片上,它使用的资料格式被称为GerberRS一274D。

RasterbasedArtwork是一种较新的绘图方式。它先将图形以暗(dark)、明(clear)格式存到

内存中,然后再激光扫描出图。这种绘图处理方式,能将一个大的暗的区域所包含的明的区域套在

一起,组合成正确的图形。这样,绘图机就不需要往复移动来绘制图形了。它比Vector—Bases方式较省时、数据量也小,而且也没有因为填充区域过小而无法绘制图形的问题了。目前在PCB行业较为流行的数据格式为此格式的GerberRS一274x格式。

◆FilⅢsize1imits:光绘机使用底片的尺寸。如果发现有图形超过此范围时,将会有警告信

息记录在photoplot.109文件中。

◆Coordinatetype:Absolute是绝对坐标,Incremental是相对坐标。对于BacroDPF不可用。

◆Error

action:在转换的过程中发生错误的处理方法。选择Abortfilm只停止转换这层的

all则停止后不再处理其它的Gerber文

◆Format:输出坐标的整数部分和小数部分,默认值为5、3,表示使用5位整数和3位小数。◆Outputoptions:输出选项,对于Gerber274X、MDA或BacroDPF不可用。

OptUse…G

imizedata:表示资料最优化输出。

Codes:指定Gerber数据的G码,Gerber使用G码来描述预定处理,Gerber4x00

6x00不需要G码。

◆Suppress..:控制PCB编辑器是否在Gerber数据文件中简化数值前面的0或数值后面的0,

Leadingzeros:表示前省零。

Trailingzeros:表示后省零。

Equal

coordinates:简化相同的坐标。

◆Outputunits:输出单位,in或mm。◆Maxapertures

per

wheel:光绘机使用的最大镜头数,能够输入1~999之间的数值,仅对◆Scalefactot

for

output:输山Gerber文件的比例。

1.3在“Artwork

Control

Fi

lm”对话框的“GeneralParameters”页面中选择“Device

RS274X”格式,可能会出现提示信息,点击“oK”按钮。

Places、DecimaIPlaces。

1.4单击“Artwork

Control

Film”对话框的“0K”按钮,关闭此对话框。相关参数设置将被

param.txt.可在工作目录下直接打开。

2.建立底片控制文件:

根据线路板文件的实际情况来建立所需要的底片及其控制文件。在A11egro中每一张底片是由2.1在主菜单中选择匝垂互ijj固一匝五iii黔令,弹出“Artwork

Control

Film”对话框,

Control”页面,如图4所示。

181

Gerber文件,继续转换其它层的Gerber文件。选择Abort件。错误情况,将会被记录到photoplot.109文件中。

例如,如果设计单位是m“,并且精度设为2,那么Gerber格式精确到5位小数。

需要G码,Gerber还是简化相同的牮标:

于Gerber4x00和Gerber6x00有用。

type”为PCB行业较为通用的“Gerber然后根据文件的精度进行设置Integer

写入工作目录的art—oaram,txt文件中。若要查看art底片的名称、相关Class/Subclass图形数据、绘图方式为正片或负片、参考原点坐标等相关参数组

成。

选择“FiIm

图4

“Artwork

“ArtworkContr01Film—Fi1mCont

F01”对话框

Control”对话框中的“FiImoptions”的参数如下:

◆FilmName:显示被选择底片的名称。◆Rotation:指底片的旋转角度。

◆Offsetx:Y:坐标数据与指定原点偏移值。

◆Plotmode:以正片(Positive)或负片(Negative)输出文件。除了plane可以选择负片

ControlFilm—Fiim

之外,其它都必须以正片出图。

◆UndefinedLineWidth:定义零线宽的值。

◆Shapeboundingbox:默认值为i00,表示板边周围的隔离线(Antietch),由Outline的中

心线往外扩lOOmil(只有负片彳有用)。

◆Filmmirrored:输出的文件是否需要镜像处理。◆Full

contact

thermal—teliefs:忽略Thermal,用全接的方式(只有负片才有用)。

pads:移除内层没有走线的pads或vias(只针对走线的内层)。这

项功能对于InternalLayer为Fixed的Padstack无作用。

◆Suppressunconnected

◆Drawmissingpadapertures:在Aperture中无法直接绘制D-Code的Pad,则采用LineDraw

的方式描绘。

◆SuppressShapeFi儿:填充区域的外形不画出,必须自行加入分隔线作为其外形(只有负片

才有用)。

此项默认选择。对于Raster—based数据,若不选择此项,那

么负片转出的隔离盘为被此处的孔掏空的样式,见图5、6所示。

图5选择“Vector

basedpad

behavior”转女的自H图6不选择“Vectorbasedpad

behavior”转&的自H

2,2点击“Availablefilms”中“Bottom”,然后可以在“Filmoptions”中进行相关设置,如“Undefined1inewidth”设嚣为10、Plotmode为正片或是负片等。其它层的“Filmoptions”设置也是按此方式操作。

2.3点击“Availablefilms”中“Bottom”,然后点击右键,选择“Display”(图7),可以显示

此张底片的图形内容。必要的话,可以增加或减少图层以符合正确的底片所需数据。然后选择Match

Display,将现在画面所开启的图层自动更新到这张底片上。

2.4单击“Availablefilms”中“Bottom”前的“+”号,可以看到“Bottom”底片是由Etch、

Pin、Via

Class等相关Class/Subclass的图形数据组成。选择“Bottom”打开后的最后一个图形

数据,然后点击右键,选择“Add”命令(图8),弹出“SubclassSe]ectiOri”对话榧(图9),可以增加新的class/Subclass的图形数据。

2.5新建底片。首先打开准备建立底片的图层,单击“Availablefilms”中的最后一张底片,点击右键,然后选择“Add”命令,弹出新窗口,输入新的底片名即可。或不打开图层,在建立底片后,再按照2.4中的方式进行增加或删除图层。

图7

图8

2.6以下是一个6层板的“Availablefilms”的标准设置:

a.BOTTOM:

b.SILKSCREENBOTTOM:

BOARDGEOMETRY/0UTLINEVIA

CLASS/B01、TOMPIN/BOTTOM

ETCH/BOTTOM

C.SOLDERMASKBOTTOM:

VIA

CLASS,/SOLDERMASK

BOTToM

PIN/SOLDERMASKBOTTOM

PACKAGEGEoMETRY/0LDERmSK

BOTTOM

BOARDGEOMETRY/SOLDERMASKBOTTOMBOARD

GEOMETRY/OUTLINEBOARDGEoMETRY/OUTLINE

VIA

CLASS/GND

PIN/GND

ETCH/GND

e.INTERNALl:

BOARDGEOMETRY/OUTLINE

VIA

CLASS/INTERNALl

PIN/INTERNALlETCH/TNTERNALl

f.INTERNAL2:

BOARDGEOMETRY/0UTLINE

VIA

CLASS/INTERNAL2

PIN/INTERNAL2ETCH/TNTERNAL2

g.TOP:

BOARDGEOMETRY/OUTLINE

VIA

CLASS/TOP

PIN/TOP

ETCH/TOP

TOP:

REF

DES/SILKSCREENTOP

PACKAGEGEOMETRY/SILKSCREENTOP

BOARDGEOMETRY/SILKSCREENTOPBOARD

GEOMETRY/OUTLINE

i.SOLDERMASKTOP:

VIA

CLASS/SOLDERMASKTOP

PIN/SOLDERMASK

TOP

PACKAGEGEOMETRY/SOLDERMASKTOP

BOARDGEO娅TRY/SOLDERMASK

TOP

BOARD

GEOMETRY/OUTLINE

{.VCC:

BOARDGEOMETRY/OUTLINEVIA

CLASS/VCC

PIN/VCC

ETCH/VCC184

REF

DES/SILKSCREEN

BOTTOM

PACKA6EGEOMETRY/SILKSCREENBOTTOMBOARDGEOMETRY/SILKScREENBOTTOM

BOARDGEOMETRY/OUTLINE

图10

“Drawing

Opt

iOIlS”对话框

d.GND:

h.SZLKSCREEN

3运行DRC检查:

3.1在主菜单中选择lsetud吨rawing

“Update

Optionst命令,弹出“DrawingOptions”对话框,单击

DRC”按钮,执行DRC检查。如图10所示。

3.2如果有DRC错误,在生成Gerber文件之前需要清除。更新DRC后.可以在主界面左下角的

“命令窗口”处查看是否有DRC错误。

3.3生成DRC报告。在主菜单中选择Bools卜+嗥eport愉令,弹出“Report”对话框,在“Available

Report”列表框选择“Design

Rules

Check

Report”使其出现在“SelectedReport”列表框中,

单击“Report”按钮,即可生成DRC报告,如图11、12所示。其它相关报告也可以按此操作生成。

图12

4.运行DatabaseCheck榆杏:

“Design

RulosChock

Report”对话框

在生成Gerber之前,先要确认没有“DatabaseError”。在如图4所示的“Artwork

--Film

ControlFilm

Control”对话框的左下方的选择“Check

databasebefore

artwork”,在生成Gerber文件

之前作一次Database检查。

如果有错误发生,将会出现提示信息,并停止转换。此时需要先执行主菜单中陌ools卜盼atabasel

|check愉令将问题解决后再继续转换文件。如图13所示。

四、生成Gerber文件:

1.启动“A1legro弹出“Artwork

PCBDesign

610”,打丌文件。在主菜单中选择Nanufacturel砷rtworkl命令,

Form”对话框,在“FilmControl”页面的“AvailablefiIms”列表框中

选择所有的底片文件,或直接点击“Selecta11”命令实现。

2.单击“CreateArtwork”按钮,系统开始转换。转换完成后,Gerber文件被写入当前工作

Control

目录下,其扩展名为“}.art”。

3.单击“Viewlog…”按钮,查看“photoplot.109”文件,检查确保所有的Gerber文件是否被成功转换。“photoplot.109”文件是记录转换过程的信息,执行转换命令后,不管成功与否都必须查看这个文件,以了解制作过程是否存在问题或有其它警告信息,并了解最终的转换结果。

4.关闭“photoplot.109”文件,单击“OK”按钮,关闭“Artwork5.此外需要注意,在使用v15.x以上版本,若有“Dynamic

Control

shapesout

Control

Fi

lm”对话框。

ofdate”时,会在“Artwork

FiIm”对话框的左下角出现“Dynamic

shapes

needupdating…”按钮。如下图14所示。

图14

此时需要选择“Dynamicshapesneedupdating...”按钮,弹出如图10所示的“Drawing对话框,选择“UpdatetoSmooth”按钮执行。完成后,即可继续转换文件。

五、浏览Gerber文件:

Option”

转换出的Gerber文件可以使用CAM软件进行查看,若无CAM软件时,可以通过Allegro自带的Gerber查看系统进行查看,按如下操作。

1.为底片建立一个新的SubcIass:

1.1在主菜单中选择睁ile卜时ew愉令,弹出“NewDrawing’,对话框。“Drawing

“Drawing

Type,’选择“Board”,

Name”输入“Viewgerber”。点击“0K”,生成新的电路板文件。

Si

1.2在主菜单中选择lsetud—prawingze协令,弹出“Drawing

Parameters”对话框,进行

相关设置。设置完成后保存并退出此对话框。

1.3在主菜单中选择betup|一lsubclass愉令,弹出“Define

Subclass”对话框。

Non—Etch

1.4单击“DefineSubclass”对话框中的“Manufacturing”按钮,弹出“Define

Subclass”窗口,在“NewSubclass”栏输入“Artwork”,按下“Enter”键,建立新的“Subclass”。

1.5保存相关设置,然后关闭“Define2.将Gerebr文件导入到POB编辑器:

Non—Etch

Subclass”、“Define

Subclass”对话框。

2.1在主菜单中选择Fj1eHImport]-|Artwork愉令,弹出“LoadPhoto”对话框,“Class”选择“Manufacturing”,“SubclasS”为“Artwork”,“Filename”栏指定文件.

2.2单击弹出“LoadPhoto”对话框中的“Loadfile“按钮,一个矩形随着鼠标,表示将要摆

放的Plot的外框,移动光板到合适lK域,单击鼠标左键摆放,会晶示Gerber文件。

2.3重复以上步骤,导入全部Gerber文件。

六、生成钻孔文件:

生产钻孔符号和图例

1.1颜色与可视性设置:在主菜单中选择匝jij习一匡五互互三互j互习命令,弹出“Col。r

Visibility”对话框。“Global

Vi

and

Sibility”选择“AllInviSible”,设置“Group”为“Geometry”,

在“BoardGeometry”下选择“Outline”和“Dimension”;设置“Group”为“Stack—up”,在“Pin”

和“Via”下面选择“Top”和“Bottom”;设置“Group”为“Manufacturing”,打开“DrawingFormat”

下面的所有项,并设置打开的项目的颜色。点击“OK”,关闭“Color

and

ViSibility”窗口。在主

令,弹出“DrilILegend”对话框

如图15所示。

图1

5“Drill

Legend”对话框

OTemplatefile:钻孔图例表格的模板文件,默认为default—mil.dlt。

title:钻孔图例的名称,默、认为DRILLCHART。

◆Outputunit:单位为mil,设置单位应与电路板的设置应一致。◆Holesortingmethod:孔种类的排序方法。

@Byholesize:按孔的大小顺序排序。◆ByplatingSLALUS:按是否金属化孔排序。

Platedfirst:金属化孔排在前面。Ascending:升序。

◆Legend

Descending:降序。

DRILL

ALL

F】6U只E

Non

plated

first:非金属化孔排在前面。

CH丑RT:TOP十oUNllSS】ZE

13

B01丁{。H

AR

IN¨】LsPLAlEDPLAlEDPLA了EDPLAlEDPLAlED~0N.PLATED

01Y

4】3IP】22

B5

3J.038,0

75

jjO图16

“DRILL

CHART”

1.3保留所有默认设置即可,点击“oK”按钮。当处理完成后,光标处有一矩形,单击一个合

适的区域摆放图例。调整画面查看钻孔图例,如图16所示。

1.4在工作目录下可以查看“nclenged.109”文件,以了解制作过程是否存在问题或有其它警

告信息,并了解最终的转换结果。

187

2生成Nc

DRI

LL钻孔文件

Parameters’’对

2.1在主菜单中选择匡叵亘i:j固一囡一匡重I王三垂;!ji习命令,弹出“NC

话框,如图17所示:

◆Parameters

file:输出Nc数据的

名称和路径,默认名为ncAoaram.txt。

◆Outputfile:输出文件。

◆Header:在输出文件中指定。个或多个ASCII文件,默认值为none。

◆Leader:指定在数据的引导长度。◆Code:ASCII/EIA,指定数据的输出

格式.默认为ASCII。

◆Excellon

format:钻孔格式。

一般英制采用2,4格

◆Format:2.4:输出NCDRILL文件中

坐标数据的格式。式,公制采用3.3格式。

◆Offset

x:Y:指定坐标数据与图纸

原点的偏移量。

◆Coordihates:Absolute.Incremental

输出的文件是相对坐标还是绝对坐标。

◆OutputuIlits:English.MetriC.输出

单位为英制还是公制。

◆Leading◆Trail[ng

zerozero

suppression:前省零。suppression:后省零。

◆Equalcoordinatesuppression:简

化相同的坐标。

◆EnhancedExcelion

format:选择在

图l

R“。。输出文件中产生

N、『C1l广DrHill和Nc虬寸付

7“Nc

Parameters"对话框’’…

2.2设置“ExcelIonFormat”为Format为2,4或精度更高的2.5,单击“Close”按钮,关闭

“NC

Parameters”对话框。相关参数被写入到“ncparam.txt”文件中。

2.3在主菜单中选择随anufacturel--时c卜时cDriii愉令,弹出“NC

所示。

StartingNCNC

Drill

Dril】...

successfullY—useViewlogto

Drill”对话框。如图18

2.4点击NCDri儿”对话框中的“Dri1l”按钮,生成钻孔文件,命令窗口出现如下提示信息:

completed

reviewthe

log

file.

2.5单击“C10se”按钮,关闭“NCDrill”对话框,完成转换钻孔文件操作。

2.6在工作目录下可以查看“nctdrill.109”文件,以了解制作过程是否存在问题或有其它警

告信息,并了解最终的转换结果。

图18

“NC

Drill”对话框

至此,CadenceA1]egro转换文件的全部过程结束,将工作目录下的光绘及钻孔文件提供给PCB制造商即可。此外还需要将板厚、工艺、公差等相关要求一起提供给PCB制造商,以便使制造商能快速、准确地理解设计师的设计意图,生产出高品质的线路板。

结束语

目前PCB行业发展迅速,各种设计软件更是百花齐放,功能不尽相同,但是它们都有一个共同

的资料格式一Gerber格式。通过Gerber格式将线路板文件提供给PCB制造商是国际上通用的一个标准,但是目前国内设计人员的水平不一,在转换Gerber及钻孔文件上存在不少疑问,希望本文能给

你一点有用的参考。

参考文献:

周润景、袁伟平{Cadence高速电路板设计与仿真》电子工业出版社

Cadence Allegro设计文件转换为Gerber文件的方法

作者:作者单位:

齐国栋

广州杰赛科技股份有限公司

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下载时间:2010年6月11日

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