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一、文檔背景

在Altium Designer中， 設(shè)計(jì)規(guī)則通常用來(lái)定義用戶(hù)的設(shè)計(jì)需求。 這些規(guī)則涵蓋了設(shè)計(jì)的方方面面， 從布線(xiàn)寬度， 對(duì)象的安全間距，內(nèi)電層的連接風(fēng)格， 過(guò)孔風(fēng)格等等。 設(shè)計(jì)規(guī)則不僅能在PCB設(shè)計(jì)的過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)， 而且也能夠在需要的時(shí)候進(jìn)行統(tǒng)一的批量檢測(cè)并生成錯(cuò)誤報(bào)告。

Altium Designer的設(shè)計(jì)規(guī)則不是PCB對(duì)象的屬性， 而是獨(dú)立定義的。 每條規(guī)則需針對(duì)具體的PCB對(duì)象。對(duì)于PCB規(guī)則系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它必須知道給定的規(guī)則應(yīng)用于哪些對(duì)象，即規(guī)則的應(yīng)用范圍?？梢栽赑CB規(guī)則約束管理器對(duì)話(huà)框中設(shè)定規(guī)則及規(guī)則的范圍。其中采用撰寫(xiě)查詢(xún)語(yǔ)句的方式來(lái)定義范圍是經(jīng)常需要用到的，并且非常重要的方式方法。

查詢(xún)語(yǔ)句（Query）是對(duì)規(guī)則應(yīng)用對(duì)象的描述。設(shè)計(jì)規(guī)則的約束對(duì)象可以直接手動(dòng)輸入查詢(xún)語(yǔ)句， 或是在語(yǔ)言編輯區(qū)左側(cè)的控制區(qū)選擇，或者是采用查詢(xún)語(yǔ)句構(gòu)造器來(lái)定義。

二、 查詢(xún)語(yǔ)句含義

查詢(xún)語(yǔ)句實(shí)際上是軟件的一條指令，定義了一系列的目標(biāo)設(shè)計(jì)對(duì)象。查詢(xún)語(yǔ)句由查詢(xún)的關(guān)鍵字組成。下面是一個(gè)查詢(xún)語(yǔ)句的示例： InNet(‘GND‘) And OnLayer(‘TopLayer‘)；

如果在寬度規(guī)則中用該查詢(xún)語(yǔ)句定義范圍，那么設(shè)計(jì)者在切換到頂層對(duì)GND網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)時(shí)，走線(xiàn)的寬度會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到該規(guī)則指定的寬度值。如果執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)，任何在頂層的GND網(wǎng)絡(luò)必須滿(mǎn)足這個(gè)寬度規(guī)則，否則就會(huì)被標(biāo)記為違反設(shè)計(jì)規(guī)則。

使用PCB規(guī)則約束編輯器（ PCB Rules and Constraints Editor）對(duì)話(huà)框中的選項(xiàng)可以創(chuàng)建查詢(xún)語(yǔ)句。根據(jù)規(guī)則是一元的還是二元的，用戶(hù)可能需要相應(yīng)地定義一個(gè)或兩個(gè)對(duì)象范圍。在PCB規(guī)則約束編輯器中，簡(jiǎn)單的查詢(xún)語(yǔ)句有如下幾種類(lèi)型的范圍選項(xiàng)。

● 所有的的設(shè)計(jì)對(duì)象

● 指定網(wǎng)絡(luò)中的所有對(duì)象

● 指定網(wǎng)絡(luò)類(lèi)中的所有對(duì)象

● 指定層上的所有對(duì)象

● 指定層上且屬于指定網(wǎng)絡(luò)的所有對(duì)象

高級(jí)查詢(xún)（Custom Query)選項(xiàng)允許設(shè)計(jì)者撰寫(xiě)自己的更復(fù)雜但更為精確的查詢(xún)語(yǔ)句。設(shè)計(jì)者可以在語(yǔ)句編寫(xiě)區(qū)域直接輸入規(guī)則范圍的定制查詢(xún)語(yǔ)句。有兩個(gè)工具(Query Builder和Query Helper)可幫助創(chuàng)建高級(jí)查詢(xún)語(yǔ)句。當(dāng)不確定查詢(xún)語(yǔ)句的語(yǔ)法或者需要使用的關(guān)鍵字，這兩個(gè)工具就會(huì)相當(dāng)有用。

三、 三種規(guī)則語(yǔ)句設(shè)置

1、點(diǎn)擊Query Helper按鈕打開(kāi)Query Helper對(duì)話(huà)框。查詢(xún)引擎會(huì)分析PCB設(shè)計(jì)，列出所有可用的對(duì)象，以及所有查詢(xún)關(guān)鍵字。

對(duì)話(huà)框的Query區(qū)域用來(lái)生成查詢(xún)表達(dá)式。我們可以直接在該區(qū)域輸入——會(huì)出現(xiàn)輔助的關(guān)鍵字或?qū)ο蟮奶崾玖斜?。?duì)話(huà)框的Categories區(qū)域用于訪(fǎng)問(wèn)可用的PCB函數(shù)（PCB Functions）、PCB對(duì)象列表（PCB Object Lists）和系統(tǒng)函數(shù)（System Functions），它們用來(lái)創(chuàng)建查詢(xún)表達(dá)式。在這三個(gè)區(qū)域中點(diǎn)擊一個(gè)子類(lèi)別，會(huì)在右側(cè)區(qū)域中顯示相應(yīng)的關(guān)鍵字或?qū)ο罅斜怼６ㄎ灰诓樵?xún)語(yǔ)句中使用的關(guān)鍵字或?qū)ο?，并雙擊其條目，該條目就會(huì)出現(xiàn)在查詢(xún)表達(dá)式區(qū)域的當(dāng)前光標(biāo)位置。

數(shù)學(xué)運(yùn)算符代表的含義：

(1)、算數(shù)運(yùn)算符

(2)、邏輯運(yùn)算符

(3)、比較運(yùn)算符

(4)、通配符

2、使用Query Builder構(gòu)建查詢(xún)語(yǔ)句

Query Builder提供了一種構(gòu)造查詢(xún)語(yǔ)句的簡(jiǎn)單方法，它允許設(shè)計(jì)者利用條件類(lèi)型和值構(gòu)建相關(guān)的查詢(xún)模塊。點(diǎn)擊“查詢(xún)構(gòu)建器”（Query Builder）按鈕來(lái)打開(kāi)Building Query from Board對(duì)話(huà)框，可以在該對(duì)話(huà)框中創(chuàng)建由AND和OR 邏輯字符串構(gòu)成的查詢(xún)表達(dá)式。左側(cè)部分用于選擇指定目標(biāo)對(duì)象的條件，右側(cè)部分會(huì)顯示當(dāng)前查詢(xún)語(yǔ)句的預(yù)覽，如下圖所示，可以添加多個(gè)條件進(jìn)一步限制目標(biāo)對(duì)象

3、使用PCB Filter 面板創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)則

創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)則的另一種方法：利用PCB Filter面板的查詢(xún)語(yǔ)句直接創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)則。使用查找相似對(duì)象對(duì)話(huà)框，可以為PCB Filter 面板創(chuàng)建查詢(xún)表達(dá)式。然后在PCB Filter面板中使用創(chuàng)建按鈕，為Filter部分的查詢(xún)表達(dá)式直接創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)則。步驟如下：

在PCB面板上選擇一個(gè)目標(biāo)對(duì)象，對(duì)其右鍵單擊，然后在彈出的右鍵菜單中選擇”查找相似對(duì)象“命令，打開(kāi)查找相似對(duì)象對(duì)話(huà)框。在該對(duì)話(huà)框中，將目標(biāo)對(duì)象具有的相同元素設(shè)置為”Same “(例如PCB封裝相同，則將Footprint設(shè)置為Same)，勾選”創(chuàng)建表達(dá)式“對(duì)話(huà)框，設(shè)置如下圖所示。

此時(shí)可以點(diǎn)擊” 應(yīng)用“按鈕, 查看目標(biāo)對(duì)象是否都被選中。如果我們需要的對(duì)象都被選中，并且不需要的對(duì)象不在選擇范圍內(nèi)，則說(shuō)明設(shè)置的選擇范圍沒(méi)有問(wèn)題。點(diǎn)擊”確定“按鈕，此時(shí)已經(jīng)打開(kāi)的PCB Filter面板的”過(guò)濾器“區(qū)域出現(xiàn)了查找相似對(duì)象 對(duì)話(huà)框產(chǎn)生的查詢(xún)表達(dá)式。如下圖所示：

此時(shí)勾選面板上的”選擇“復(fù)選框，然后點(diǎn)擊”全部應(yīng)用“按鈕，將會(huì)選中PCB板上所有要查詢(xún)的設(shè)計(jì)對(duì)象。在確保查找對(duì)象的范圍沒(méi)有問(wèn)題后，可以將”過(guò)濾器“中的查詢(xún)語(yǔ)句復(fù)制到設(shè)計(jì)規(guī)則對(duì)話(huà)框的Query語(yǔ)句區(qū)域。也可以按照下面所示的步驟創(chuàng)建新的設(shè)計(jì)規(guī)則：點(diǎn)擊”過(guò)濾器“對(duì)話(huà)框上的”創(chuàng)建規(guī)則“按鈕，然后在彈出的選擇設(shè)計(jì)規(guī)則類(lèi)型對(duì)話(huà)框中選擇要?jiǎng)?chuàng)建的規(guī)則類(lèi)型；

這將打開(kāi)PCB 規(guī)則及約束編輯器窗口，查詢(xún)語(yǔ)句已經(jīng)被復(fù)制到相應(yīng)的區(qū)域，此時(shí)只要對(duì)規(guī)則進(jìn)行命名，然后進(jìn)行后續(xù)的設(shè)置即可。

4、檢測(cè)Query語(yǔ)句

在設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則時(shí)，了解規(guī)則的范圍是否正確涵蓋了所有預(yù)期的對(duì)象，且不包括其他的對(duì)象，是個(gè)很重要的步驟。測(cè)試語(yǔ)句功能可以測(cè)試查詢(xún)語(yǔ)句，驗(yàn)證查詢(xún)表達(dá)式是否定位到正確的對(duì)象。在設(shè)計(jì)規(guī)則界面點(diǎn)擊窗口右上角的”測(cè)試語(yǔ)句“按鈕，打開(kāi)測(cè)試查詢(xún)結(jié)果窗口，該窗口中會(huì)顯示查詢(xún)語(yǔ)句實(shí)際上應(yīng)用到的對(duì)象數(shù)，如下圖所示。

四、討論分析

Query Helper和Query Builder是Altium Designer中用于構(gòu)建查詢(xún)語(yǔ)句的兩個(gè)工具，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)：

Query Helper

優(yōu)點(diǎn)：

1. 高級(jí)查詢(xún)支持：Query Helper提供了一個(gè)對(duì)話(huà)框，允許用戶(hù)使用PCB Functions、PCB Object Lists和System Functions來(lái)構(gòu)建復(fù)雜的查詢(xún)表達(dá)式。

2. 語(yǔ)法檢查：提供了Check Syntax按鈕，用于驗(yàn)證查詢(xún)表達(dá)式的語(yǔ)法是否正確。

3. 詳細(xì)文檔支持：對(duì)于每個(gè)關(guān)鍵字，提供了簡(jiǎn)短的描述，并且可以通過(guò)按F1鍵訪(fǎng)問(wèn)在線(xiàn)幫助文檔，獲取更多關(guān)于如何使用該關(guān)鍵字的信息。

4. 關(guān)鍵字搜索：通過(guò)Mask字段，可以快速搜索相關(guān)的關(guān)鍵字，這在不確定確切關(guān)鍵字時(shí)非常有用。

缺點(diǎn)：

1. 復(fù)雜性：對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，可能需要一定的學(xué)習(xí)曲線(xiàn)來(lái)熟悉如何使用Query Helper構(gòu)建復(fù)雜的查詢(xún)語(yǔ)句。

2. 手動(dòng)輸入：需要用戶(hù)手動(dòng)輸入查詢(xún)語(yǔ)句，這可能會(huì)增加出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，尤其是在不熟悉查詢(xún)語(yǔ)法的情況下。

Query Builder

優(yōu)點(diǎn)：

1. 用戶(hù)友好：Query Builder提供了一個(gè)圖形界面，通過(guò)下拉列表選擇測(cè)試條件，適合不太熟悉查詢(xún)語(yǔ)法的用戶(hù)。

2. 自動(dòng)生成查詢(xún)：QueryBuilder對(duì)話(huà)框可以幫助用戶(hù)自動(dòng)生成與指定條件相對(duì)應(yīng)的查詢(xún)，簡(jiǎn)化了查詢(xún)構(gòu)建過(guò)程。

3. 直觀操作：用戶(hù)可以通過(guò)直觀的界面添加和組合條件，構(gòu)建由AND和OR邏輯字符串構(gòu)成的查詢(xún)表達(dá)式。

缺點(diǎn)：

1. 限制性：QueryBuilder主要使用相關(guān)的“構(gòu)建塊”來(lái)構(gòu)建查詢(xún)，可能不如Query Helper那樣靈活，無(wú)法構(gòu)建非常復(fù)雜的查詢(xún)語(yǔ)句。

2. 缺少高級(jí)功能：對(duì)于需要精確控制查詢(xún)語(yǔ)法和關(guān)鍵字的高級(jí)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，QueryBuilder可能不夠用。

總的來(lái)說(shuō)，Query Helper適合那些需要構(gòu)建復(fù)雜查詢(xún)并且熟悉查詢(xún)語(yǔ)法的用戶(hù)，而Query Builder則更適合初學(xué)者或者需要快速構(gòu)建簡(jiǎn)單查詢(xún)的用戶(hù)。兩者可以根據(jù)不同的需求和場(chǎng)景選擇使用。

使用PCB Filter 面板創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)則

優(yōu)點(diǎn)：

1. 精確選擇和編輯：PCB Filter面板通過(guò)邏輯查詢(xún)提供精確選擇和編輯多個(gè)對(duì)象的能力，這對(duì)于復(fù)雜的PCB設(shè)計(jì)尤其有用。

2. 用戶(hù)友好的界面：面板提供了直觀的界面，使得用戶(hù)可以快速構(gòu)建簡(jiǎn)單的過(guò)濾表達(dá)式，針對(duì)任何組合的對(duì)象。

3. 動(dòng)態(tài)查詢(xún)構(gòu)建：隨著用戶(hù)在面板中進(jìn)行過(guò)濾選擇，查詢(xún)表達(dá)式會(huì)動(dòng)態(tài)構(gòu)建并顯示在面板中，使得用戶(hù)可以實(shí)時(shí)看到過(guò)濾結(jié)果。

4. 視覺(jué)過(guò)濾效果：面板提供了不同的視覺(jué)過(guò)濾效果，如Normal、Mask和Dim，幫助用戶(hù)在工作區(qū)中區(qū)分過(guò)濾和未過(guò)濾的對(duì)象。

5. 輔助工具：PCB Filter面板提供了Query Helper和Query Builder工具，幫助用戶(hù)構(gòu)建查詢(xún)語(yǔ)句，尤其是對(duì)于不熟悉查詢(xún)語(yǔ)法的用戶(hù)。

6. 設(shè)計(jì)規(guī)則創(chuàng)建：面板還提供了創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)則的功能，其范圍將使用面板中定義的查詢(xún)表達(dá)式。

7. 靈活性：用戶(hù)可以有效地應(yīng)用新的過(guò)濾查詢(xún)來(lái)構(gòu)建在之前過(guò)濾結(jié)果的基礎(chǔ)上，增加了設(shè)計(jì)的靈活性。

缺點(diǎn)：

1. 學(xué)習(xí)曲線(xiàn)：對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，PCB Filter面板可能需要一定的學(xué)習(xí)曲線(xiàn)，尤其是當(dāng)涉及到復(fù)雜的查詢(xún)語(yǔ)句構(gòu)建時(shí)。

2. 性能影響：在處理大型或復(fù)雜的PCB設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用復(fù)雜的過(guò)濾規(guī)則可能會(huì)對(duì)軟件性能產(chǎn)生一定影響，尤其是在計(jì)算機(jī)配置較低的情況下。

3. 忽略錯(cuò)誤：在某些情況下，如DRC（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）時(shí)可能會(huì)忽略那些沒(méi)有放好的器件，如果設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)中的問(wèn)題被遺漏。

五、結(jié)論

Custom Query選項(xiàng)使設(shè)計(jì)人員能夠自定義編寫(xiě)更復(fù)雜的查詢(xún)語(yǔ)句，以便更具體地限定規(guī)則應(yīng)用的范圍。編寫(xiě)Query 語(yǔ)句并檢測(cè)其準(zhǔn)確性。