一、文檔背景

在Altium Designer中， 設計規則通常用來定義用戶的設計需求。 這些規則涵蓋了設計的方方面面， 從布線寬度， 對象的安全間距，內電層的連接風格， 過孔風格等等。 設計規則不僅能在PCB設計的過程中實時檢測， 而且也能夠在需要的時候進行統一的批量檢測并生成錯誤報告。

Altium Designer的設計規則不是PCB對象的屬性， 而是獨立定義的。 每條規則需針對具體的PCB對象。對于PCB規則系統來說，它必須知道給定的規則應用于哪些對象，即規則的應用范圍。可以在PCB規則約束管理器對話框中設定規則及規則的范圍。其中采用撰寫查詢語句的方式來定義范圍是經常需要用到的，并且非常重要的方式方法。

查詢語句（Query）是對規則應用對象的描述。設計規則的約束對象可以直接手動輸入查詢語句， 或是在語言編輯區左側的控制區選擇，或者是采用查詢語句構造器來定義。

二、 查詢語句含義

查詢語句實際上是軟件的一條指令，定義了一系列的目標設計對象。查詢語句由查詢的關鍵字組成。下面是一個查詢語句的示例： InNet(‘GND‘) And OnLayer(‘TopLayer‘)；

如果在寬度規則中用該查詢語句定義范圍，那么設計者在切換到頂層對GND網絡布線時，走線的寬度會自動轉換到該規則指定的寬度值。如果執行設計規則檢查(DRC)，任何在頂層的GND網絡必須滿足這個寬度規則，否則就會被標記為違反設計規則。

使用PCB規則約束編輯器（ PCB Rules and Constraints Editor）對話框中的選項可以創建查詢語句。根據規則是一元的還是二元的，用戶可能需要相應地定義一個或兩個對象范圍。在PCB規則約束編輯器中，簡單的查詢語句有如下幾種類型的范圍選項。

● 所有的的設計對象

● 指定網絡中的所有對象

● 指定網絡類中的所有對象

● 指定層上的所有對象

● 指定層上且屬于指定網絡的所有對象

高級查詢（Custom Query)選項允許設計者撰寫自己的更復雜但更為精確的查詢語句。設計者可以在語句編寫區域直接輸入規則范圍的定制查詢語句。有兩個工具(Query Builder和Query Helper)可幫助創建高級查詢語句。當不確定查詢語句的語法或者需要使用的關鍵字，這兩個工具就會相當有用。

三、 三種規則語句設置

1、點擊Query Helper按鈕打開Query Helper對話框。查詢引擎會分析PCB設計，列出所有可用的對象，以及所有查詢關鍵字。

對話框的Query區域用來生成查詢表達式。JNH官網可以直接在該區域輸入——會出現輔助的關鍵字或對象的提示列表。對話框的Categories區域用于訪問可用的PCB函數（PCB Functions）、PCB對象列表（PCB Object Lists）和系統函數（System Functions），它們用來創建查詢表達式。在這三個區域中點擊一個子類別，會在右側區域中顯示相應的關鍵字或對象列表。定位要在查詢語句中使用的關鍵字或對象，并雙擊其條目，該條目就會出現在查詢表達式區域的當前光標位置。

數學運算符代表的含義：

(1)、算數運算符

(2)、邏輯運算符

(3)、比較運算符

(4)、通配符

2、使用Query Builder構建查詢語句

Query Builder提供了一種構造查詢語句的簡單方法，它允許設計者利用條件類型和值構建相關的查詢模塊。點擊“查詢構建器”（Query Builder）按鈕來打開Building Query from Board對話框，可以在該對話框中創建由AND和OR 邏輯字符串構成的查詢表達式。左側部分用于選擇指定目標對象的條件，右側部分會顯示當前查詢語句的預覽，如下圖所示，可以添加多個條件進一步限制目標對象

3、使用PCB Filter 面板創建設計規則

創建設計規則的另一種方法：利用PCB Filter面板的查詢語句直接創建設計規則。使用查找相似對象對話框，可以為PCB Filter 面板創建查詢表達式。然后在PCB Filter面板中使用創建按鈕，為Filter部分的查詢表達式直接創建設計規則。步驟如下：

在PCB面板上選擇一個目標對象，對其右鍵單擊，然后在彈出的右鍵菜單中選擇”查找相似對象“命令，打開查找相似對象對話框。在該對話框中，將目標對象具有的相同元素設置為”Same “(例如PCB封裝相同，則將Footprint設置為Same)，勾選”創建表達式“對話框，設置如下圖所示。

此時可以點擊” 應用“按鈕, 查看目標對象是否都被選中。如果JNH官網需要的對象都被選中，并且不需要的對象不在選擇范圍內，則說明設置的選擇范圍沒有問題。點擊”確定“按鈕，此時已經打開的PCB Filter面板的”過濾器“區域出現了查找相似對象 對話框產生的查詢表達式。如下圖所示：

此時勾選面板上的”選擇“復選框，然后點擊”全部應用“按鈕，將會選中PCB板上所有要查詢的設計對象。在確保查找對象的范圍沒有問題后，可以將”過濾器“中的查詢語句復制到設計規則對話框的Query語句區域。也可以按照下面所示的步驟創建新的設計規則：點擊”過濾器“對話框上的”創建規則“按鈕，然后在彈出的選擇設計規則類型對話框中選擇要創建的規則類型；

這將打開PCB 規則及約束編輯器窗口，查詢語句已經被復制到相應的區域，此時只要對規則進行命名，然后進行后續的設置即可。

4、檢測Query語句

在設置設計規則時，了解規則的范圍是否正確涵蓋了所有預期的對象，且不包括其他的對象，是個很重要的步驟。測試語句功能可以測試查詢語句，驗證查詢表達式是否定位到正確的對象。在設計規則界面點擊窗口右上角的”測試語句“按鈕，打開測試查詢結果窗口，該窗口中會顯示查詢語句實際上應用到的對象數，如下圖所示。

四、討論分析

Query Helper和Query Builder是Altium Designer中用于構建查詢語句的兩個工具，它們各有優缺點：

Query Helper

優點：

1. 高級查詢支持：Query Helper提供了一個對話框，允許用戶使用PCB Functions、PCB Object Lists和System Functions來構建復雜的查詢表達式。

2. 語法檢查：提供了Check Syntax按鈕，用于驗證查詢表達式的語法是否正確。

3. 詳細文檔支持：對于每個關鍵字，提供了簡短的描述，并且可以通過按F1鍵訪問在線幫助文檔，獲取更多關于如何使用該關鍵字的信息。

4. 關鍵字搜索：通過Mask字段，可以快速搜索相關的關鍵字，這在不確定確切關鍵字時非常有用。

缺點：

1. 復雜性：對于初學者來說，可能需要一定的學習曲線來熟悉如何使用Query Helper構建復雜的查詢語句。

2. 手動輸入：需要用戶手動輸入查詢語句，這可能會增加出錯的機會，尤其是在不熟悉查詢語法的情況下。

Query Builder

優點：

1. 用戶友好：Query Builder提供了一個圖形界面，通過下拉列表選擇測試條件，適合不太熟悉查詢語法的用戶。

2. 自動生成查詢：QueryBuilder對話框可以幫助用戶自動生成與指定條件相對應的查詢，簡化了查詢構建過程。

3. 直觀操作：用戶可以通過直觀的界面添加和組合條件，構建由AND和OR邏輯字符串構成的查詢表達式。

缺點：

1. 限制性：QueryBuilder主要使用相關的“構建塊”來構建查詢，可能不如Query Helper那樣靈活，無法構建非常復雜的查詢語句。

2. 缺少高級功能：對于需要精確控制查詢語法和關鍵字的高級用戶來說，QueryBuilder可能不夠用。

總的來說，Query Helper適合那些需要構建復雜查詢并且熟悉查詢語法的用戶，而Query Builder則更適合初學者或者需要快速構建簡單查詢的用戶。兩者可以根據不同的需求和場景選擇使用。

使用PCB Filter 面板創建設計規則

優點：

1. 精確選擇和編輯：PCB Filter面板通過邏輯查詢提供精確選擇和編輯多個對象的能力，這對于復雜的PCB設計尤其有用。

2. 用戶友好的界面：面板提供了直觀的界面，使得用戶可以快速構建簡單的過濾表達式，針對任何組合的對象。

3. 動態查詢構建：隨著用戶在面板中進行過濾選擇，查詢表達式會動態構建并顯示在面板中，使得用戶可以實時看到過濾結果。

4. 視覺過濾效果：面板提供了不同的視覺過濾效果，如Normal、Mask和Dim，幫助用戶在工作區中區分過濾和未過濾的對象。

5. 輔助工具：PCB Filter面板提供了Query Helper和Query Builder工具，幫助用戶構建查詢語句，尤其是對于不熟悉查詢語法的用戶。

6. 設計規則創建：面板還提供了創建設計規則的功能，其范圍將使用面板中定義的查詢表達式。

7. 靈活性：用戶可以有效地應用新的過濾查詢來構建在之前過濾結果的基礎上，增加了設計的靈活性。

缺點：

1. 學習曲線：對于初學者來說，PCB Filter面板可能需要一定的學習曲線，尤其是當涉及到復雜的查詢語句構建時。

2. 性能影響：在處理大型或復雜的PCB設計時，應用復雜的過濾規則可能會對軟件性能產生一定影響，尤其是在計算機配置較低的情況下。

3. 忽略錯誤：在某些情況下，如DRC（設計規則檢查）時可能會忽略那些沒有放好的器件，如果設計規則設置不當，可能會導致設計中的問題被遺漏。

五、結論

Custom Query選項使設計人員能夠自定義編寫更復雜的查詢語句，以便更具體地限定規則應用的范圍。編寫Query 語句并檢測其準確性。