【学习笔记】Cadence电子设计全流程（三）Capture CIS 原理图绘制（1-8）

全部内容见专栏：【Cadence从原理图到PCB设计】

3.1 原理图设计思路

原理图是电路设计的核心，设计时需要遵循一定的规范，以确保图纸的可读性和可维护性。在使用Cadence创建原理图库及原理图时，有许多细节和注意事项需要关注，以确保设计的准确性、可维护性和高效性。以下从多个方面详细阐述这些注意事项。

1. 模块化设计：将电路按功能划分为多个模块，例如电源模块、信号处理模块、通信模块等。每个模块可以单独设计和验证，便于团队协作和后期调试。
2. 清晰的网络命名：为重要的信号网络命名，例如时钟信号、复位信号、电源网络等。网络名称应简洁明了，避免使用默认名称（如N001、N002等），以便于后续调试和PCB设计。
3. 注释与说明：在原理图中添加必要的注释和说明，例如电路功能、关键参数、设计注意事项等。这些信息可以帮助其他工程师快速理解设计意图。
4. 电气规则检查（ERC）：在完成原理图设计后，务必运行ERC工具，检查是否存在未连接的引脚、短路、电源冲突等问题。ERC是确保设计正确性的重要步骤。
5. 图纸布局的合理性：原理图的布局应清晰有序，信号流向从左到右或从上到下，避免交叉和混乱。电源和地线应明确标注，并尽量缩短连接路径。

3.2 Cadence 原理图的新建

1. 通过OrCAD Capture CIS 新建工程文件
   
2. 工程文件的后缀是opj，创建之后回自动生成.DSN设计文件
   
3. 打开工程文件之后，会看到一个PAGE1，默认是一张图，可以自行添加library
   
4. 这样添加库后，文件将会自动关联，可以在Place中直接添加
   
   同样的，在NEW中直接新建DSN，也会默认生成OBJ。
5. 更改图纸尺寸
   
   

3.3 在原理图中添加元器件

1. 【Place】-【Part】
   
2. 放置之后会自动标号
   
3. 放置器件之后，旋转操作，快捷键【R】或Rotate
   
4. 左右镜像，选中元器件-Edit-Mirror，原理图中镜像是为了方便连接电路，方便布线。PCB封装不可镜像
   

3.4 元器件对齐

选中所要编辑的元器件，【Edit】-【Align】

3.5 原理图元器件信号联通（走线）

分为导线连接、网表标号连接、分页符

1. 常用直接连线【Place Wire】
   

2. 添加网络标号
   

3. 放置网络标号
   

4. 放置跨页网络标号
   
   

5. 放置【No Connect】
   

3.6 OrCAD Capture修改元件库后更新原理图

3.7 原理图中电源、GND的联通

在Cadence原理图设计中，电源信号（如VCC、VDD等）和地信号（GND）的正确连接是电路设计中最基础且至关重要的环节。电源和地是电路正常工作的基石，它们的连接质量直接影响到电路的性能、可靠性和稳定性。对于原理图中电源、GND的联通：
（1）系统自带电源/地连接符的库，不用添加，直接点击放置电源/地的按钮放置
（2）电源/地是【全局属性】，不同的页面也可以进行连接，不用添加分页符
（3）自定义电源/地连接符的Name名称，即可将原理图上电源/地全部联通

【绘制流程】：

1. 区分电源管脚，在设计元器件的时候，Power属性的引脚是没有小方框的
   
2. 电源引脚是不可以不连接的。不可以放置No Connect
   
3. 放置电源和GND：【Place】-【Power】
   
4. 设置名称
   

3.8 原理图设计中电源信号和GND信号的重要性

在Cadence原理图设计中，电源信号（如VCC、VDD等）和地信号（GND）的正确连接是电路设计中最基础且至关重要的环节。电源和地是电路正常工作的基石，它们的连接质量直接影响到电路的性能、可靠性和稳定性。以下从多个方面详细阐述电源信号和GND信号正确连接的重要性：

1. 电路功能的基础保障
   电源和地是电路中所有元件工作的能量来源和参考点。任何电子元件都需要电源供电才能正常工作，而地信号则是电路中电压的参考基准。如果电源或地连接错误，可能导致以下问题：
   （1）元件无法工作：如果电源未正确连接，元件将无法获得所需的电压和电流，导致电路无法正常工作。
   （2）信号参考错误：地信号是电路中所有电压测量的参考点。如果地连接错误，信号的电压值将失去参考基准，导致电路功能异常。
   （3）逻辑错误：在数字电路中，电源和地的连接错误可能导致逻辑电平错误，例如高电平（High）和低电平（Low）无法正确识别，进而导致逻辑功能失效。
2. 信号完整性与噪声控制
   电源和地的连接质量对信号完整性和噪声控制有着直接影响：
   （1）电源噪声：如果电源连接不稳定或存在阻抗，可能会引入噪声，影响电路的性能。例如，在模拟电路中，电源噪声可能导致信号失真；在数字电路中，电源噪声可能引发误触发或时序错误。
   （2）地弹效应：在高速电路中，如果地连接不良，可能会产生地弹效应（Ground Bounce），即地电位因电流突变而发生波动。地弹效应会干扰信号的稳定性，导致电路工作异常。
   （3）电磁干扰（EMI）：电源和地的连接不良可能增加电磁辐射，导致电路对外界产生干扰，或使电路更容易受到外界干扰。
3. 电路安全与可靠性
   电源和地的正确连接还关系到电路的安全性和可靠性：
   （1）过流与短路保护：如果电源和地连接错误，可能导致短路或过流，损坏元件甚至引发火灾等安全事故。
   （2）热设计：电源和地的连接阻抗过大会导致发热问题，影响电路的长期可靠性。例如，PCB上的电源走线过细或地平面不完整，可能导致局部过热。
   （3）ESD防护：地信号是静电放电（ESD）防护的重要路径。如果地连接不良，静电可能无法有效释放，导致元件损坏。
4. 设计效率与调试便利性
   在原理图设计阶段，正确连接电源和地信号可以提高设计效率和调试便利性：
   （1）减少设计错误：在原理图中明确标注电源和地信号，可以避免因连接错误导致的返工。例如，使用全局网络名称（如VCC、GND）可以简化连接，减少遗漏。
   （2）便于仿真与验证：在仿真阶段，电源和地的正确连接是仿真模型的基础。如果连接错误，仿真结果将失去意义。
   （3）调试与测试：在电路调试阶段，电源和地的连接质量直接影响测试结果的准确性。如果电源或地连接不良，可能导致测试结果异常，增加调试难度。
5. PCB设计的衔接
   原理图中的电源和地信号连接会直接影响PCB设计：
   （1）电源分配网络（PDN）：在PCB设计中，电源和地信号需要形成低阻抗的分配网络，以确保电源的稳定性和信号的完整性。如果原理图中的电源和地连接不清晰或不完整，PCB设计将难以实现这一目标。
   （2）地平面设计：在高速电路和混合信号电路中，地平面的设计至关重要。原理图中的地信号连接方式会直接影响PCB地平面的布局。例如，模拟地和数字地是否需要分开，如何在PCB上实现单点接地等。
   （3）电源走线规划：原理图中的电源连接方式会影响PCB上电源走线的规划。例如，大电流路径需要更宽的走线，而高频信号需要更短的路径。
6. 团队协作与设计规范
   在团队项目中，电源和地信号的正确连接还需要遵循一定的设计规范：
   （1）统一的命名规范：电源和地信号的网络名称应遵循统一的命名规范。例如，使用VCC、VDD、GND等标准名称，避免使用自定义名称（如POWER、GROUND等），以减少误解。
   （2）设计文档的清晰性：在原理图中，电源和地信号的连接方式应清晰标注，并在设计文档中详细说明。例如，哪些模块使用哪些电源，地信号如何分配等。
   （3）设计评审的重点：在团队设计评审中，电源和地信号的连接应作为重点检查内容，确保其正确性和完整性。

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最后

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声明：本笔记以【凡亿】Cadence Allegro软件视频教程 为基础，结合自身项目设计过程整理所得，仅用于学习记录、技术交流，请勿用于商业用途。