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layout-placement

编程与开发

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更新于 10-25 06:25

技能介绍

用途:本技能面向 KiCad PCB 的元器件布局阶段,目标是让每个器件放在其电路需要的位置,使布局 DRC 通过,并让所有焊盘保持可达。资料强调布局决定布线能达成的大部分结果:位置错误会导致走线过长、电流回路过大或焊盘不可达,后续布线无法弥补。

主要能力:

  1. 引脚方位读取:scripts/run.sh pin_sides.py <board> <IC> 打印每个引脚在封装上的所在边与位置。
  2. 距离审计:scripts/placement_audit.py <board> --ic <IC> 测量每个 IC 引脚到其器件部件的距离;--chain 逐段检查有序链(射频、滤波);--tie 检查厂商规定的焊盘到引脚连接;并报告每个 shunt 的节点焊盘是否在线上或需要多长分支。
  3. 可布线性检查:scripts/route_check.py <board> --ic <IC> 先在顶层按两种顺序布通所有局部连接,再把离开该区域的网络布到板边;局部连接必须全部同时存在,至少一种顺序能全部布通才算通过,并打印“all local links together”。
  4. 冲突定位:scripts/local_search.py --conflicts 显示哪些器件占住了所需空间。
  5. 分组搜索:scripts/group_search.py 对同一区域竞争引脚的多个器件尝试不同顺序与位置,可按连接容忍距离加权(如 L1:46@1,45@3 表示到引脚 46 必须短、到引脚 45 可三倍长),结果需再用 route_check.py 检查。

使用方式(按资料流程):先读电路,从原理图和网表写下每个器件的职责及其服务的引脚或器件;只使用原理图给出的器件,不擅自增加磁珠、电容或过孔。然后放置并锁定机械固定件(连接器、按键、LED、安装孔、天线及其禁布区、板框、外壳决定的器件),再按四个旋转方向为大 IC 评分选择朝向,使通向固定件的引脚朝向它们。接着按连接容忍距离从低到高放置:厂商固定或高频路径的器件、去耦与滤波电容、时钟器件、大电容与串联电阻磁珠上拉,最后是容忍距离的器件。每放一组后用 kicad-cli pcb drc 检查布局 DRC,修复 courtyard、间隙与板边错误(未连接项在布线前属预期),再运行距离审计、可布线性检查并渲染查看。

适用场景:KiCad 板级布局,尤其是含 QFN 封装 IC、去耦电容、开关稳压器、晶振、射频匹配网络(pi 或 T 网络)、滤波电路的小型板。资料以 Nordic QFN 基准板为开发背景,并举例 nRF54L15。

限制:技能为实验性,未针对电气、射频或制造签核进行验证;脚本只在简单规则下检查几何,使用统一的走线宽度、间隙、过孔直径和铜到板边间隙值。射频匹配本身仍需厂商调谐或实测。若脚本结果与数据手册或厂商参考布局冲突,应遵循数据手册与参考。资料未提供安装命令、价格或平台支持范围的更多信息。