一、文檔背景

PCB設計中經常會有類似多通道設計的電路，即同樣的電路，在整個PCB上會有好幾組。有些可能幾組電路使用的元器件和元器件之間的連接關系完全一致，有些則會有個別元器件不一樣。有工程師經常會問，在這種場景下，PCB的布局和布線能否復制，這樣可以大大節省PCB設計的時間。

二、 解決的問題或者進行問題分析

在Altium Designer中是可以對上述場景進行PCB布局布線復制的，在操作上根據原理圖不同的情況會有區別，大致可以分成以下三種情況：

1. 原理圖使用了層次化結構，即使用了Sheet Symbol或者Device Sheet

2. 原理圖沒有層次化結構，幾組電路使用的元器件和元器件之間的連線完全一致

3. 原理圖沒有層次化結構，幾組電路有個別元器件不一致

需要在PCB中進行布局布線復制，需要讓AD知道各個元器件的對應關系，以上三種場景下，需要不同的操作才能實現。

三、 操作方法

1. 原理圖使用了層次化結構，即使用了Sheet Symbol或者Device Sheet

利用AD的Sheet Symbol或者Device Sheet功能，如圖1，把一張原理圖在整個項目中多次使用（即這張原理圖上的電路在整個PCB中有多組）。這種情況，對于PCB上的布局布線復制是最簡單的，每組電路上的元器件對應關系已經通過Sheet Symbol實現了一一對應，在從原理圖Update到PCB的時候，這些關系會被自動導入到PCB中。在PCB中每張原理圖會自動生成一個Room，原理圖上的元器件會和對應的Room自動產生關聯關系，如圖2。

圖1

圖2

先把一組電路的布局布線做完，然后執行“設計”——“Room”——“拷貝Room格式，此時鼠標光標變成綠色十字，點擊已經做完布局布線的Room，再去點擊要復制的Room，彈出確認復制窗口，如圖3，此處不用修改選項，一般用默認的就行。

源Room：這個模塊的布局布線將被復制

目標Room：布局布線將復制到這塊

選項

復制元器件布局：勾選此項可將源Room的元器件布局復制到指定的Room

復制位號&注釋格式：勾選此項可將源Room的位號和注釋格式復制到指定的Room

復制布線的網絡：勾選此項可將源Room的布線復制到指定的Room

復制Room格式/外形：勾選此項可將源Room的形狀用于指定的Room

Copy Room Orientation：勾選此項可將源Room的方向用于指定的Room

僅復制選中的對象：勾選此項可將源Room選定對象的格式復制到的指定的Room

觸碰對象選項

復制觸碰到Room的所有對象：勾選此項后僅復制與Room接觸的對象

排除沒有網絡的對象：勾選后不會復制沒有網絡的對象

僅完全被包含的/包含的觸碰到的

僅完全被包含的對象：勾選后僅復制完全封閉的對象（不完全在Room區域內的布線不會被復制，如圖4）

被包含觸碰對象：勾選后可以復制封閉和觸碰的對象（完全在Room區域內以及觸碰到Room的布線會被復制，如圖5）

圖3

圖4

圖5

通道到通道元器件匹配

此選項用以確定如何在每個通道中識別相同的元器件。

Match Components By Channel Offsets：在原理圖設計Update至PCB時，重復通道中的每個元器件都會被分配一個Channel Offset值，用來識別每個通道中的相同元器件。如圖6，可以看到，兩組電路中相同的元器件都被賦予了相同的Channel Offset值，Channel Offset相同的元器件，AD會認為它們是一致的，在復制的時候就能將它們識別出來，進行一一對應，進行布局和布線的復制。

圖6

Match Components By Source Designator：使用位號識別每個通道中的匹配元器件，根據Sheet Symbol自動分配的帶后綴位號識別。

移除受影響的連接

Whole connections：Room區域內外受影響的連接將被移除

Touching parts of connections only：觸碰到Room的受影響連接將被移除

Contained parts of connections only：Room區域內的受影響連接將被移除

復制的時候可以把目標Room原有的布線給移除，替換成源Room的布線，如圖7，圖8。

圖7

圖8

使用Sheet symbol生成的原理圖，元器件匹配關系軟件都會自動生成，是最方便在PCB進行布局布線復制的方法。

2. 原理圖沒有層次化結構，幾組電路使用的元器件和元器件之間的連線完全一致

沒有使用層次化結構，即原理圖沒有用到Sheet symbol，而是相同的電路使用復制粘貼，更改位號的方式畫在原理圖上。它們使用的元器件，元器件之間的連線都完全一致，這種情況下，可以使用AD24新增加的PCB Layout

Replication功能來進行布局布線的設置，區別于Copy Room Format，PCB Layout Repication不需要Room。

圖9

先完成一組電路的布局布線，全選中這組電路，運行PCB Layout Replication后彈出設置窗口，如圖10。左側Source Block是已經完成的源模塊，右側Target Blocks是軟件自動識別出和源模塊完全一致，可以進行復制的模塊右下Preview是目標模塊完成復制后的預覽圖。在右側目標模塊中選擇想要進行復制的模塊，其他默認就能將布局布線復制。

圖10

Options選項

Copy routed nets：勾選此項可復制源模塊中連接元器件的銅對象（連線、弧形、焊盤、通孔、填充、區域和多邊形）

Copy Designator & Comment formating：勾選此項可將Source Block中元器件的位號和注釋字符的格式復制

Copy unrouted objects：勾選此項可復制不連接原模塊的銅對象（線、弧形、焊盤、通孔、填充、區域和多邊形）圖11中有一段線未與源模塊有任何連接，在不勾選的情況下，它不會被復制。反之，它也會被一起復制，如圖12。

圖11

圖12

Use the interactive placement：勾選此選項可以在執行Replication后拖動目標模塊進行整體放置。默認狀態下此選項是不勾選的，此時每個目標模塊將以模塊電路中的主元器件為中心來進行定位。AD默認模塊中引腳最多的元器件為主元器件，或者當有多個元器件具有相同的最大引腳數，則面積最大的為主元器件。Source Block中的光標狀的圖標指向的元器件就是主元器件，可以手動指定主元器件。

圖13

使用PCB Layout Repication完全依靠軟件自動識別可復制電路模塊，必須滿足所選源模塊和目標模塊使用的元器件以及連接關系完全一致，不然則無法識別。

3. 原理圖沒有層次化結構，幾組電路有個別元器件不一致

這種情況最為復雜，單純的拷貝Room格式和PCB Layout Repication都無法滿足使用條件，需要人為進行設置。

操作方法如下：

1）首先對兩個電路模塊的元器件進行篩選

圖14

2）分別對兩組元器件添加Room，如圖15，此時并不能執行拷貝Room格式來進行復制，移動Room可以發現，元器件并不會跟隨Room移動，因為它們之間還沒有建立連接關系。

圖15

3）創建兩個Component Class，為了便于區分，分別和兩個Room使用相同的命名，然后將兩組元器件分別加入對應的Class。

圖16

4）分別雙擊兩個Room，將適用對象選擇對應的Component Class。此時再去拖動Room，會發現元器件會隨著Room一起移動，這就表示Room和元器件已經關聯起來了。也可以使用圖18中“從選擇的器件創建Room”來直接生成一個Room，這樣也可以將Room和元器件關聯。

圖17

圖18

5）選中一組器件，打開PCB List，根據圖19中設置，將元器件按位號排序，然后復制Channel Offset這一列的數字。選中另一組元器件，打開PCB List，同樣按位號排序，把復制的Channel Offset的數字粘貼進去，確保兩組元器件對應運期間的Channel Offset數值一致。

圖19

6）對一組元器件進行布局布線，然后使用拷貝Room格式功能，就能將布局布線復制給另一個組。

圖20

圖21

四、結論

在PCB設計中，多通道設計使用布局布線復制具有重大意義，它能提高設計效率、保持設計一致性、簡化維護工作、節省板材空間以及提升整體美觀度。具體分析如下：

1. 提高設計效率

● 避免重復勞動：在具有多個相同模塊的PCB設計中，通過使用多通道設計，可以避免對每個通道的電路進行逐一布局和布線的重復勞動，尤其對于含有多個相同模塊的PCB設計，時間成本大幅降低。

● 簡化操作流程：利用布局布線復制功能，設計師只需要完成一個通道的布局布線工作，其余相同模塊可以通過復制功能自動完成，從而簡化了整個設計過程。

2. 保持設計一致性

● 確保模塊匹配：多通道設計使用布局布線復制可以確保每個相同模塊的元器件布局和走線方式保持一致，減少因手動布局導致的個體差異，提高整體設計的一致性與協調性。

● 減少人為錯誤：自動化的布局布線復制減少了設計師在手動布局布線過程中可能出現的錯誤，如元件錯位、走線錯誤等，提高設計的準確性。

3. 簡化維護工作

● 模塊化修改：一旦設計需要修改，采用多通道布局布線的設計可以使得修改工作在一個模塊上完成，然后快速應用到所有相同模塊上，大大簡化了后期的維護和修改工作。

● 方便調試檢修：當設備需要檢修或替換時，一致性的模塊化設計使得找到問題和替換部件變得更加容易，提高了維修效率。

4. 節省板材空間

● 優化布局：使用布局布線復制功能可以有效地規劃PCB的空間布局，通過對相同模塊進行統一規劃，能夠更好地利用板材空間，尤其是在處理高密度、小型化設計時尤為重要。

● 提高空間利用率：多通道設計允許設計師在有限的PCB空間內，通過合理的布局優化，放入更多的電路功能模塊，提高PCB的空間利用率。

5. 提升整體美觀度

● 統一的視覺效果：一致的布局布線使得PCB整體看起來更為整潔有序，提升了產品的外觀質感，對于商業化產品來說尤其重要。

● 強化視覺效果：通過布局布線復制實現的整齊劃一的電路模塊布局，能夠在視覺上給人以美感，提升用戶對產品的整體印象。

AD的三種PCB布局布線復制方法各自對應不同的原理圖結構，合理有效地使用布局布線復制功能，可以快速實現多模塊電路的設計，大大提高工程師的設計效率。