第1章 Altium Designer 20简介
Altium Designer 20作为新一代的板卡级设计软件，以Windows的界面风格为主，同时，Altium Designer 20独一无二的DXP技术集成平台也为设计系统提供了所有工具和编辑器的兼容环境，友好的界面环境及智能化的性能为电路设计者提供了优质的服务。
Altium Designer 20有什么特点？如何安装Altium Designer 20？PCB的总体设计流程有哪些？这些都是本章要讲解的内容。
本章将从Altium Designer 20的功能特点讲起，介绍Altium Designer 20的安装与卸载和Altium Designer 20的界面汉化，以使读者能对该软件有一个大致的了解。
1.1 Altium Designer 20的主要特点
Altium Designer 20是一款功能全面的3D PCB设计软件，该软件配备了具有创新性、功能强大且直观的印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）技术，支持3D建模、增强的高密度互连（High Density Interconnector，HDI），自动化布线等功能，可以连接PCB设计过程中的所有方面，使用户始终与设计的每个方面和各个环节无缝连接。同时用户还可以利用软件中强大的转换工具，从竞争对手的工具链中迁移到Altium的一体化平台，从而轻松地设计出高品质的电子产品。
与上一版本相比，Altium Designer 20功能进行了全面升级，主要更新集中在额外增强方面，如增加了新的PCB连接绘图选项。新的选项在“查看配置”对话框中已经执行，以便于“在单层模式中显示所有连接”以及“为连接图显示层级颜色”。软件还进一步改善了PCB中的3D机械CAD接口，改进了在STEP文件中输出的变化，这样在为板级部分使用“组件后缀”选项以及在PCB IDF导出实用程序时，如果检测到了一个空的元器件注释，则会发出警告。最后Altium Designer 20还支持备用的PDF阅读器，使设计者能够运用该版本中提供的诸多全新功能，将自己从干扰设计工作的琐碎任务中解放出来，从而完全专注于设计本身，尽情享受创新激情！
1.设计环境
设计过程中各个方面的数据互连（包括原理图、PCB、文档处理和模拟仿真），可以显著地提升生产效率。
（1）变量支持：管理任意数量的设计变量，而无须另外创建单独的项目或设计版本。
（2）一体化设计环境：Altium Designer 20从一开始就致力于构建功能强大的统一应用电子开发环境，包含完成设计项目所需的所有高级设计工具。
（3）全局编辑：Altium Designer 20提供灵活而强大的全局编辑工具，方便使用，可一次更改所有或特定元器件。多种选择工具使您可以快速查找、过滤和更改所需的元器件。
2.可制造性设计
学习并应用可制造性设计（Design for Manufacturing，DFM）方法，确保每一次的PCB设计都具有功能性、可靠性和可制造性。
（1）可制造性设计入门：了解可制造性设计的基本技巧，帮助您为成功制造电路板做好准备。
（2）PCB拼版：通过使用Altium Designer 20进行拼版，在制造过程中保护您的电路板并显著降低其生产成本。
（3）设计规则驱动的设计：在Altium Designer 20中应用设计规则覆盖PCB的各个方面，轻松定义您的设计需求。
（4）Draftsman模板：在Altium Designer 20中直接使用Draftsman模板，轻松满足您的设计文档标准。
3.轻松转换
使用业内最强大的翻译工具，轻松转换您的设计信息。
4.软硬结合设计
在3D环境中设计软硬结合板，并确认其3D元器件、装配外壳和PCB间距满足所有机械方面的要求。
（1）定义新的层堆栈：为了支持先进的PCB分层结构，该软件开发了一种新的层堆栈管理器，它可以在单个PCB设计中创建多个层堆栈。这既有利于嵌入式元器件，又有利于软硬结合电路的创建。
（2）弯折线：Altium Designer 20包含软硬结合设计工具集，其中弯折线使您能够创建动态柔性区域，还可以在3D空间中完成电路板的折叠和展开，使您可以准确地看到成品的外观。
（3）层堆栈区域：设计中具有多个PCB层堆栈，但是设计人员只能查看正在工作的堆栈对应的电路板的物理区域，对于这种情况，Altium Designer 20会利用其独特的查看模式——电路板规划模式。
5.PCB设计
控制元器件布局和在原理图与PCB之间完全同步，可以轻松地操控电路板布局上的对象。
（1）智能元器件摆放：使用Altium Designer 20中的直观对齐系统可快速将对象捕捉到与附近对象的边界或焊盘对齐的位置，在遵守设计规则的同时，将元器件推入狭窄的空间。
（2）交互式布线：使用Altium Designer 20的高级布线引擎，可以在很短的时间内设计出最高质量的PCB布局布线，它包括几个强大的布线选项，如环绕、推挤、环抱并推挤、忽略障碍以及差分对布线。
（3）原生3D PCB设计：使用Altium Designer 20中的高级3D引擎，以原生3D实现清晰可视化，并与您的设计进行实时交互。
6.原理图设计
通过层次式原理图和设计复用，您可以在一个内聚的、易于导航的用户界面中更快、更高效地设计顶级电子产品。
（1）层次化设计及多通道设计：使用Altium Designer 20分层设计工具将任何复杂或多通道设计简化为可管理的逻辑块。
（2）电气规则检查：使用Altium Designer 20电气规则检查（Electrical Rules Check，ERC）在原理图捕获阶段尽早发现设计中的任何错误。
（3）简单易用：Altium Designer 20为您提供了轻松创建多通道和分层设计的功能，可以将复杂的设计简化为视觉上令人愉悦且易于理解的逻辑模块。
（4）元器件搜索：从通用符号和封装中创建真实的、可购买的元器件，或从数十万个元器件库中搜索，以找到并放置您需要的确切元器件。
7.发布
体验从容有序的数据管理，并通过无缝、简化的文档处理功能为其发布做好准备。
（1）自动化的项目发布：Altium Designer 20为您提供受控和自动化的设计发布流程，确保您的文档易于生成、内容完整并且可以进行良好的沟通。
（2）PCB拼版支持：在PCB编辑器中轻松定义相同或不同电路板设计的面板，降低生产成本。
（3）无缝PCB绘图过程：在Altium Designer 20统一环境中创建制造和装配图，使您的所有文档与您的设计保持同步。
1.2 Altium Designer 20的运行环境
Altium Designer 20软件的最低运行环境和推荐系统配置如下。
1.安装Altium Designer 20软件的最低配置要求
Windows 7、Windows 8、Windows 10（仅限64位）英特尔® 酷睿™i5处理器或等同产品。
4GB随机存取内存。
10GB硬盘空间（软件+用户文件）。
显卡（支持DirectX 10或以上版本），如GeForce 200系列、Radeon HD 5000系列、Intel HD4600。
最低分辨率为1680像素×1050像素（宽屏）或1600像素×1200像素（4 : 3）的显示器。
Adobe® Reader®（用于3D PDF查看的XI版本或更新版本）。
新版本网页浏览器。
Microsoft Excel（用于材料清单模板）。
2.安装Altium Designer 20软件的推荐配置
Windows 7、Windows 8、Windows 10（仅限64位）英特尔® 酷睿™i7处理器或等同产品。
16GB随机存取内存。
10GB硬盘空间（软件+用户文件）。
固态硬盘。
高性能显卡（支持DirectX 10或以上版本），如GeForce GTX 1060、Radeon RX 470。
分辨率为2560像素×1440像素（或更好）的双显示器。
用于3D PCB设计的3D鼠标，如Space Navigator。
Adobe® Reader®（用于3D PDF查看的XI或以上版本）。
网络连接。
新版本网页浏览器。
Microsoft Excel（用于材料清单模板）。
1.3 Altium Designer 20软件的安装和卸载
1.3.1 Altium Designer 20的安装
Altium Designer 20虽然对运行系统的要求比较高，但安装起来却是很简单的。
Altium Designer 20的安装步骤如下。
（1）双击Altium Designer 20 Setup.exe文件，弹出Altium Designer 20的安装界面，如图1-1所示。
（2）单击“Next”（下一步）按钮，进入Altium Designer 20的安装协议界面。无须选择语言，选择“I accept the agreement”（我接受协议）选项，如图1-2所示。
图1-1 安装界面
图1-2 安装协议界面
（3）单击“Next”（下一步）按钮，进入选择安装类型界面。如果只做PCB设计，勾选第1个复选框即可，系统默认全选，如图1-3所示。
（4）设置完成后，单击“Next”（下一步）按钮，进入选择Altium Designer 20的安装路径界面。系统默认的安装路径为“C:\Program Files\Altium\AD20”，用户可以通过单击“Default”（默认）按钮来自定义其安装路径，如图1-4所示。
图1-3 选择安装类型界面
图1-4 选择安装路径界面
（5）选择好安装路径后，单击“Next”（下一步）按钮，进入确认安装界面，如图1-5所示。
（6）继续单击“Next”（下一步）按钮，此时界面内会显示安装进度，如图1-6所示。由于系统需要复制大量文件，所以需要等待几分钟。
图1-5 确认安装界面
图1-6 安装进度界面
（7）安装结束后，会出现安装成功界面，如图1-7所示。单击“Finish”（完成）按钮，完成Altium Designer 20的安装工作。
在安装过程中，可以随时单击“Cancel”（取消）按钮来终止安装过程。安装完成以后，在Windows系统的“开始”→“所有程序”子菜单中创建了一个Altium Designer 20菜单。
图1-7 安装成功界面
1.3.2 Altium Designer 20的汉化
安装完成后界面是英文的，用户可以调出中文界面。单击右上角的
按钮，在打开的“Preferences”（参数选择）对话框中选择“System”（系统）→“General”（通用）→“Localization”（本地化）选项，勾选“Use localized resources”（使用本地资源）复选框，如图1-8所示。保存设置后，重新启动程序就有中文菜单了，如图1-9所示。
图1-8 “Preferences”（参数选择）对话框
图1-9 中文界面
1.3.3 Altium Designer 20的卸载
Altium Designer 20的卸载步骤如下。
（1）在Windows系统桌面中，执行“开始”→“控制面板”菜单命令，打开“控制面板”窗口。
（2）右击“Altium Designer 20”按钮，在弹出的快捷菜单中执行“卸载”命令，开始卸载程序，直至卸载完成。
1.4 PCB总体设计流程
为了让用户对电路设计过程有一个整体的认识和理解，下面我们介绍一下PCB的总体设计流程。
通常情况下，从接到设计要求到最终制作出PCB，主要会经历以下几个流程。
1.案例分析
这个步骤严格来说并不是PCB设计的内容，但对后面的PCB设计又是必不可少的。案例分析的主要任务是决定如何设计电路原理图，同时也影响到PCB的规划。
2.电路仿真
在设计电路原理图之前，有时候对某一部分电路设计方案并不十分确定，因此需要通过电路仿真来验证。电路仿真还可以用于确定电路中某些重要元器件的参数。
3.绘制原理图元器件
Altium Designer 20虽然提供了丰富的原理图元器件库，但不可能包括所有元器件，必要时需动手设计原理图元器件，建立自己的元器件库。
4.绘制电路原理图
找到所有需要的原理图元器件后，就可以开始绘制原理图了。根据电路复杂程度决定是否需要使用层次原理图。完成原理图后，用ERC工具查错，如果发现错误，则找到出错原因并修改原理图、重新查错，直到没有原则性错误为止。
5.绘制元器件封装
与原理图元器件库一样，Altium Designer 20也不可能提供所有元器件的封装，必要时需自行设计并建立新的元器件封装库。
6.设计PCB
确认原理图没有错误之后，开始绘制PCB图。首先绘出PCB图的轮廓，确定工艺要求（使用几层板等），然后将原理图传输到PCB图中，在网络表（简单介绍来历功能）、设计规则和原理图的引导下布局和布线，最后利用设计规则检查（Design Rules Check，DRC）工具查错。此过程是电路设计时的另一个关键环节，它将决定该产品的实用性能，这期间需要考虑的因素很多，且不同的电路有不同的要求。
7.文件保存
对原理图、PCB图及元器件清单等文件予以保存，以便以后维护、修改。