Altium Designer 20新功能及性能提升全解析

1.1 Alitum Designer 20全新功能概述
Altium designer 20 显著地提高了用户体验和效率，利用时尚界面使设计流程流线化，现在Altium designer 20的界面应该是现如今主流的几款PCB设计软件 中最棒的了，同时实现了前所未有的性能优化。使用64位体系结构和多线程 的结合实现了在PCB设计中更大的稳定性、更快的速度和更强的功能。它的升级主要体现在如下几个方面。
（1）焊盘/过孔热连接：即时更该焊盘和过孔的热连接样式。
（2）Draftsman ：Draftsman的改进功能使用户可以更轻松地创建PCB制造和装配图纸。
（3）无限的机械层 ：没有图层限制，完全按照用户的要求组织自己的设计。
（4）Stackup Materials Library ：探索Altium Designer如何轻松定义图层堆栈中的材质。
（5）路由跟随模式 ：了解如何通过遵循电路板的轮廓轻松布置刚性和柔性设计。
（6）组件回收：移动板上的组件而不必重新路由它们。
（7）高级层堆栈管理器：图层堆栈管理器已经完全更新和重新设计，包括阻抗计算，材料库等。
（8）Stackup Impedance Profiles Manager：管理带状线，微带线，单个或差分对的多个阻抗曲线。
（9）实时跟踪更正：Altium Designer路由引擎在路由时主动停止锐角的创建，以及不必要的循环。
（10）差分对光泽：无论您是进入还是离开打击垫，或只是在电路板上的障碍物周围导航，Altium Designer都可确保将差分对耦合在一起。
（11）跟踪光泽：后路线上光功能可以保证跟踪的专业完整性，同时遵守用户的设计规则
（12）零件搜索面板：通过全局参数供应商搜索，直接放置和迁移满足设计，可用性和成本要求的电子部件。
（13）印刷电子支持：Altium Designer对Printed Electronics叠层设计的支持为设计人员提供了明显优势的新选择。
（14）HDI设计支持：通过microvias支持加速您的HDI设计。
（15）主题的切换
1.2 主题的切换
Altium Designer 20提供了两种主题，主题的切换方法如下。
（1）在Altium Designer 20的操作环境中，执行菜单命令“Tools”-“Preferences”进入系统参数设置窗口。
（2）找到“System-View”选项卡，在“UI Theme”处进行切换，如图1-1所示，切换成“Altium Light Gray”选项。如图1-1所示。

（3）单击右下角的“OK”按钮，在弹出的窗口中选择“OK”。
（4）关闭Altium Designer 20软件，然后重新打开即可切换成功。
主题对比如图1-2和图1-3所示。

1.3 ActiveRoute的重大改进
ActiveRoute是一项提供高效多网络布线算法的自动交互式布线技术，适用于工程师选定的特定连接或网络。ActiveRoute并非自动布线器，因此不需要大量设置处理整块板。Altium Designer20对现有的ActiveRoute功能做了大量改进，并添加了许多新功能。
1.3.1 扩展的PCB ActiveRoute面板
ActiveRoute遵循PCB设计规则定义的标准和限制，因此若要使用ActiveRoute，仅需要选择感兴趣的连接或网络并运行即可。ActiveRoute的确有许多特定的控制功能，这些功能均配置在扩展的PCB ActiveRoute面板中，如图1-4所示。

1.3.2 Route Guide中的线到线间距
ActiveRoute的主要目标之一是找到最短的整套布线长度，而这可能不是每套连接的理想路径。Route Guide为工程师提供可用于绘制特定路径的工具。工程师常常希望选定的连接可以沿特定路径布线，即使该路径不是最短的。使用Route Guide功能中新的Track-Track Space，可以指示ActiveRoute沿Route Guide的宽度分散路线。使用滑动块选择间距值或在编辑框内输入值，Route Guide将自动调整至所述设定值。
1.3.3 Meander控制
ActiveRoute试图沿最短的可能路径布置选定的连接，换句话说，即通过最小的弯曲量实现连接。如果ActiveRoute的完成率低于预期，工程师可通过新的Meander控制ActiveRoute允许的弯曲量，从而提高完成率。默认的最大Meander设置为100%，意味着布线可达到曼哈顿长度加上100%的曼哈顿长度的总布线长度。可使用滑动块选择Meander值或在编辑框内输入百分比。
请注意，在使用Route Guide时可忽略Meander设置，因为Route Guide用于确定可能明显增加Meander的路径。
1.3.4 长度调整
在Altium Designer 20中，ActiveRoute添加了支持自动调整布线长度的功能，试图满足选定的Matched Length 设计规则。将ActiveRoute配置为长度调整模式的方法如下。
（1）启用PCB ActiveRoute面板的“Action”部分中的“Tune Selected”复选框。
（2）启用PCB ActiveRoute面板的“Tune”部分中所需的Matched Length设计长度。
（3）在PCB ActiveRoute面板的“Tune”部分中配置所需的最大幅度和最小间距设置（选择单端或差分对）。
1.3.5 支持管脚交换
Altium Designer 20包括强大的管脚和部件交换系统，连接在原理图和PCB编辑器之间。目前，如果ActiveRoute为了减少整体布线长度且提高布线质量，ActiveRoute可访问管脚交换设置，并在布线期间交换管脚。
（1）在进行任何管脚交换之前（交互式或通过ActiveRoute），必须在每次打开工程时对工程进行编译。
（2）若要配置和管理元器件的管脚交换设置，执行“工具-管脚/部件交换-配置”命令，打开“Configure Swapping Information in Components”对话框。
（3）启用PCB ActiveRoute面板的“Action”部分中的“Pin Swap Routing”复选框。
（4）启用PCB ActiveRoute面板的“Pin Swap”部分中所需的元器件。
1.3.6 其他改进
1. 布线质量提高
（1）BGA扇出已有了极大改善，偏向于直接进行BGA扇出，而无须反复启用BGA。
（2）改进了对过孔周围差分对进行打包以获得排序权的支持，尽可能直接扇出。
（3）诸多微小修复，解决了过度弯曲和锐角等问题。
2. 更好地支持Room
（1）当穿过Room边界时，平滑过渡的质量有所改善，包括改变边界间距和宽度的差分对。
（2）改进了在BGA周围使用Room的有效性。实证检验已证明将Room外差分对之间的间隙最多增加至正常间隙的5倍左右可得到非常干净、高质量的布线。
3.Route Guide图形
（1）Route Guide的最大宽度以增加到了10倍线宽，可使其用作一般目的的布线保留定义工具。
（2）如果只有一层可用，则Route Guide采用图层颜色。如果可用多个图层，则以标准的布线导向颜色绘图。
4. 反馈改进
（1）可将其他信息添加到Messages和Status栏中。
（2）Status栏显示刚刚选择的连接数量，例如在使用Alt+鼠标左键选择连接后，或者在PCB面板中选择网络/栅格类别后。因为PCB编辑器不断更新Status栏以报告当前光标下的对象，因此只要光标移动到另一个对象，选择计数将消失。
1.4 焊盘或过孔连接方式的局部单独设置
在Altium Designer之前的版本中，对于焊盘、过孔和铺铜的连接方式都是通过规则来进行约束的，但是规则约束是针对整体的，Altium Designer 20提供了个性化局部设置功能，可以方便对局部的焊盘或过孔进行连接方式的单独设置，具体设置操作参考如下。
（1）选中需要设置的焊盘或过孔（可以多个）。
（2）在PCB设计交互界面的右下角执行命令“Panels-Properties”，进入属性设置窗口。
（3）如图1-5所示，在“Size and Shape”选项中勾选“Direct”并且单击“。。。”，即可进入单独设置选项卡，根据自己需要可以单独设置。设置完成之后请重新灌铜处理，否则不成功。

1.5 布线的改进
Altium Designer 20在之前的基础上对布线功能进行了优化，大大提高了设计的效率和规范性，具体改进可以参考以下说明。
1.5.1 主动防止出现锐角及避免环路
在之前版本设计当中，拉线会经常出现锐角走线，锐角走线会增加信号的反射，造成额外的干扰，特别是高速设计当中更为明显。为了规避这个现象，Altium公司在此次软件的升级中就做了这样一个事情，可以让走线按照钝角走线的方式进行。那么如何打开这个设置呢？可以根据如下步骤进行设置。
（1）在走线状态下，按“Tab”键进行暂停，然后再右下角执行命令“Panels -Properties”，进入属性设置窗口。
（2）在“Corner Style”选项中选择

,如图1-6所示。当然这个选项可以通过快捷键“Shift+空格键”来进行切换。

对于避免环路这个功能，主要体现在当走线出现快要闭合的时候，软件会自动识别，去除这个环路，走线回归起始端，让用户重新走线。
1.5.2 对差分对的走线优化
无论是走线到焊盘，还是从焊盘走线出去，或是仅在电路板上的障碍物周围绕线，Altium Designer都能够确保差分对有效耦合在一起。
(1)如图1-7所示，对于已存在的差分对，在走线不耦合的情况下，可以采取优化走线的方式进行差分对的走线优化，以满足差分规则的要求及耦合要求，具体步骤如下。
①　鼠标向左上角滑动，选中需要进行优化的差分对。
②　按“Tab”键以至于差分对的整个网络都会被选中。
③　执行菜单命令“布线-优化选中走线”或者按快捷键“Ctrl+Alt+G”,即可优化被选中的差分对。

（2）对于没有走线的差分对，Altium Designer 20提供了自动耦合匹配的功能，如图1-8所示，可以看出自动耦合匹配之后的效果对比。

1.5.3 布线跟随模式
通过电路板的轮廓跟随功能可在刚性和柔性设计中轻松布线。如图1-9所示，功能升级之后，走线可以跟随板框形状（如圆弧、任意斜边）进行走线。

1.6 Draftsman功能的改进
通过Draftsman的改进功能，可以更轻松地创建PCB的制造和装配图纸。
（1）如图1-10所示，执行菜单命令“文件-新的-Draftsman Document”，创建装配图纸。
（2）创建好图纸之后，可以通过“放置”菜单中的放置命令放置所需要的生产制作信息和装配信息，如图1-11所示。

（3）装配图及信息放置示例如图1-12所示。

1.7 无限制地增加机械层
机械层，顾名思义，是进行机械定型的，就是整个PCB的外观，其实通常在说机械层的时候就是指整个PCB的外形结构。它也可以用于设置电路板的外形尺寸、数据标记、对齐标记、装配说明及其他机械信息。这些信息因设计公司或PCB制造厂家的要求而有所不同。另外，机械层可以附加在其它层上一起输出显示。设计者对机械层可以自定义进行标记。之前的版本对机械层有层数限制，非常不方便，Altium Designer 20定义了无限制地增加机械层，设计者可以根据自己的设计需要来进行添加。
1.8 微孔的设计
Altium Designer 20在层叠里面支持微孔技术 ，能够加速用户的HDI设计。
（1）按快捷键“DK”，进入层叠管理器。
（2）如图1-13所示，可以单击

进行微孔（盲孔、埋孔）的添加，添加几阶的微孔可以直接在“Properties”设置框里面的“First layer”和“Last layer”里面进行选择。

（3）设置完成之后回到PCB设计交互界面，在进行走线打孔的时候可以直接进行调用。
1.9 元器件的回溯功能
Altium Designer 20支持元器件的回溯功能，在设计好的PCB上面移动放置好的元器件，不必对它们重新布线，走线会自动跟随元器件重新布线。
此新功能默认是不开启的，如果设计者需要此功能，则需要在系统参数设置窗口中进行打开。
（1）在PCB设计交互界面中，按快捷键“TP”，快速进入系统参数设置窗口。
（2）找到“PCB Editor-Interactive Routing”选项卡，在里面的“Component re-route”处进行勾选，如图1-14所示，即可打开此功能。

1.10多板的PCB设计
1.10.1 多板设计2.0的特点
（1）智能配合，解决多板设计这一挑战，确保外壳中多个板子之间有序排列和配合。
（2）支持软硬结合板，使用软硬结合板和单板设计创建多板装配件。
（3）多板设计2.0对常规功能进行改进，逻辑上将多个PCB设计项目结合到一个物理装配件系统中，确保多个板子的排列、功能都正常，以及板子间相互配合不会发生冲突。
1.10.2 具体操作方法
多板设计菜单如图1-15所示。具体操作方法如下。
（1）执行菜单命令“文件-新的-项目”，进入创建项目窗口，在“Project Type”栏选择“Multibuard”下的“default”，然后点击“create”创建一个多板设计项目工程，即可在这个多板设计项目工程里面进行多板设计。

1-15 多板设计菜单
（2）选中新建的多板设计项目工程，然后执行菜单命令“文件-新的-多板装配”，进入多板装配界面。在多板装配界面中，可以通过执行“设计”菜单中的相应命令，插入相关的PCB部件或MBA部件或STEP部件进行装配。
1.11 高级的层叠管理器
（1）层叠管理器已经被完全更新和重新设计，包括阻抗计算、材料库等。图1-16所示为在层叠管理器中进行层叠材料更改。

（3）层叠阻抗分布管理器用于管理带状线、微带线、单根导线或差分对的多个阻抗分布，如图1-17所示。

1.12 本章小结
本章对Altium Designer 20的全新功能进行了介绍。当然随着时间的推移，相信会有更多的新功能推出以满足工程师们的需求，作为电子设计工程师，应当不断学习体验软件推出的新功能，提高设计效率。同时，虽然软件在不断更新换代，但是基本的功能还是大同小异，应该首先打好基础，然后在基础之上去提高。