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一、文檔背景

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

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

查詢語句（Query）是對規(guī)則應(yīng)用對象的描述。設(shè)計(jì)規(guī)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(qū)左側(cè)的控制區(qū)選擇，或者是采用查詢語句構(gòu)造器來定義。

二、 查詢語句含義

查詢語句實(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)對象。查詢語句由查詢的關(guān)鍵字組成。下面是一個(gè)查詢語句的示例： InNet(‘GND‘) And OnLayer(‘TopLayer‘)；

如果在寬度規(guī)則中用該查詢語句定義范圍，那么設(shè)計(jì)者在切換到頂層對GND網(wǎng)絡(luò)布線時(shí)，走線的寬度會自動轉(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)必須滿足這個(gè)寬度規(guī)則，否則就會被標(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）對話框中的選項(xiàng)可以創(chuàng)建查詢語句。根據(jù)規(guī)則是一元的還是二元的，用戶可能需要相應(yīng)地定義一個(gè)或兩個(gè)對象范圍。在PCB規(guī)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(xiàng)。

● 所有的的設(shè)計(jì)對象

● 指定網(wǎng)絡(luò)中的所有對象

● 指定網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的所有對象

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

三、 三種規(guī)則語句設(shè)置

1、點(diǎn)擊Query Helper按鈕打開Query Helper對話框。查詢引擎會分析PCB設(shè)計(jì)，列出所有可用的對象，以及所有查詢關(guān)鍵字。

對話框的Query區(qū)域用來生成查詢表達(dá)式。我們可以直接在該區(qū)域輸入——會出現(xiàn)輔助的關(guān)鍵字或?qū)ο蟮奶崾玖斜怼υ捒虻腃ategories區(qū)域用于訪問可用的PCB函數(shù)（PCB Functions）、PCB對象列表（PCB Object Lists）和系統(tǒng)函數(shù)（System Functions），它們用來創(chuàng)建查詢表達(dá)式。在這三個(gè)區(qū)域中點(diǎn)擊一個(gè)子類別，會在右側(cè)區(qū)域中顯示相應(yīng)的關(guān)鍵字或?qū)ο罅斜?。定位要在查詢語句中使用的關(guān)鍵字或?qū)ο螅㈦p擊其條目，該條目就會出現(xiàn)在查詢表達(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)建查詢語句

Query Builder提供了一種構(gòu)造查詢語句的簡單方法，它允許設(shè)計(jì)者利用條件類型和值構(gòu)建相關(guān)的查詢模塊。點(diǎn)擊“查詢構(gòu)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(chuàng)建由AND和OR 邏輯字符串構(gòu)成的查詢表達(dá)式。左側(cè)部分用于選擇指定目標(biāo)對象的條件，右側(cè)部分會顯示當(dāng)前查詢語句的預(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面板的查詢語句直接創(chuàng)建設(shè)計(jì)規(guī)則。使用查找相似對象對話框，可以為PCB Filter 面板創(chuàng)建查詢表達(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(biāo)對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“對話框，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)對象是否都被選中。如果我們需要的對象都被選中，并且不需要的對象不在選擇范圍內(nèi)，則說明設(shè)置的選擇范圍沒有問題。點(diǎn)擊”確定“按鈕，此時(shí)已經(jīng)打開的PCB Filter面板的”過濾器“區(qū)域出現(xiàn)了查找相似對象 對話框產(chǎn)生的查詢表達(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，將會選中PCB板上所有要查詢的設(shè)計(jì)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(fù)制到設(shè)計(jì)規(guī)則對話框的Query語句區(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”過濾器“對話框上的”創(chuàng)建規(guī)則“按鈕，然后在彈出的選擇設(shè)計(jì)規(guī)則類型對話框中選擇要?jiǎng)?chuàng)建的規(guī)則類型；

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

4、檢測Query語句

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)期的對象，且不包括其他的對象，是個(gè)很重要的步驟。測試語句功能可以測試查詢語句，驗(yàn)證查詢表達(dá)式是否定位到正確的對象。在設(shè)計(jì)規(guī)則界面點(diǎn)擊窗口右上角的”測試語句“按鈕，打開測試查詢結(jié)果窗口，該窗口中會顯示查詢語句實(shí)際上應(yīng)用到的對象數(shù)，如下圖所示。

四、討論分析

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

Query Helper

優(yōu)點(diǎn)：

1. 高級查詢支持：Query Helper提供了一個(gè)對話框，允許用戶使用PCB Functions、PCB Object Lists和System Functions來構(gòu)建復(fù)雜的查詢表達(dá)式。

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

3. 詳細(xì)文檔支持：對于每個(gè)關(guān)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(guān)于如何使用該關(guān)鍵字的信息。

4. 關(guān)鍵字搜索：通過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：對于初學(xué)者來說，可能需要一定的學(xué)習(xí)曲線來熟悉如何使用Query Helper構(gòu)建復(fù)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(cuò)的機(jī)會，尤其是在不熟悉查詢語法的情況下。

Query Builder

優(yōu)點(diǎn)：

1. 用戶友好：Query Builder提供了一個(gè)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(yīng)的查詢，簡化了查詢構(gòu)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(gòu)建由AND和OR邏輯字符串構(gòu)成的查詢表達(dá)式。

缺點(diǎn)：

1. 限制性：QueryBuilder主要使用相關(guān)的“構(gòu)建塊”來構(gòu)建查詢，可能不如Query Helper那樣靈活，無法構(gòu)建非常復(fù)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(guān)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(gòu)建復(fù)雜查詢并且熟悉查詢語法的用戶，而Query Builder則更適合初學(xué)者或者需要快速構(gòu)建簡單查詢的用戶。兩者可以根據(jù)不同的需求和場景選擇使用。

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面板通過邏輯查詢提供精確選擇和編輯多個(gè)對象的能力，這對于復(fù)雜的PCB設(shè)計(jì)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(gòu)建簡單的過濾表達(dá)式，針對任何組合的對象。

3. 動態(tài)查詢構(gòu)建：隨著用戶在面板中進(jìn)行過濾選擇，查詢表達(dá)式會動態(tài)構(gòu)建并顯示在面板中，使得用戶可以實(shí)時(shí)看到過濾結(jié)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(qū)中區(qū)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(gòu)建查詢語句，尤其是對于不熟悉查詢語法的用戶。

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表達(dá)式。

7. 靈活性：用戶可以有效地應(yīng)用新的過濾查詢來構(gòu)建在之前過濾結(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：對于初學(xué)者來說，PCB Filter面板可能需要一定的學(xué)習(xí)曲線，尤其是當(dāng)涉及到復(fù)雜的查詢語句構(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)雜的過濾規(guī)則可能會對軟件性能產(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)可能會忽略那些沒有放好的器件，如果設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置不當(dāng)，可能會導(dǎo)致設(shè)計(jì)中的問題被遺漏。

五、結(jié)論

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