phonerail/.claude/r2/loop_check.py

# -*- coding: utf-8 -*-
u"""§7.2 四条关键回路的**机器判据**（在真实焊盘坐标上算，不看图）。

    /c/Python314/python .claude/r2/loop_check.py

## 为什么要有这个

§7.2 的四条回路（Buck 输入环路 / SW 面积 / FB 远离 SW / Kelvin 取样）
以前只能「布完线截图人眼看」。但**摆位阶段就已经决定了这四条能不能成立** ——
布线器再聪明也救不回「Cin 离 U1 12 mm」。M4c 第一版就是这么过的关：
几何自检（重叠 / 越框 / 禁布区）全绿，四条回路破了三条，**没有任何一条检查报错**。

⇒ 这里把四条写成数：读 `_blade_pads.json`（`pcb_route.py --dump` 抓的真实焊盘），
按网络名找到相关焊盘，算距离 / 面积 / 线段是否交叉。**摆位一改就跑一次。**

⚠ 判据只覆盖**摆位**。布完线还要跑 `pcb_route.py --check`（Kelvin 那条的走线判据）
   和 `router_check.py`（净距），三个不互相替代。
"""
import io
import json
import math
import os
import sys

sys.stdout.reconfigure(encoding='utf-8')
HERE = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
PADS = os.path.join(HERE, '_blade_pads.json')

SW = '$1N137'                    # U1 的开关节点
FB = '$1N126'                    # 反馈节点（R1/R2 分压 + U1 p7）
VIN = '+12V_F'                   # 保险之后的 12V
CIN = ['C4', 'C1', 'C2', 'C3']   # 输入电容，由近到远


def pads():
    d = json.load(io.open(PADS, encoding='utf-8'))
    out = []
    for r in d:
        out.append({'ref': r[0], 'pin': str(r[1]), 'x': r[2], 'y': r[3],
                    'w': r[4], 'h': r[5], 'layer': r[6], 'net': r[7]})
    return out


def sel(ps, ref=None, net=None):
    return [p for p in ps
            if (ref is None or p['ref'] == ref) and (net is None or p['net'] == net)]


def gap(a, b):
    u"""两个矩形焊盘的**净距**（边到边，重叠算 0）。"""
    dx = max(abs(a['x'] - b['x']) - (a['w'] + b['w']) / 2.0, 0.0)
    dy = max(abs(a['y'] - b['y']) - (a['h'] + b['h']) / 2.0, 0.0)
    return math.hypot(dx, dy)


def dist(a, b):
    return math.hypot(a['x'] - b['x'], a['y'] - b['y'])


def cross(p1, p2, p3, p4):
    u"""线段 p1p2 与 p3p4 是否相交。"""
    def s(a, b, c):
        return (b[0] - a[0]) * (c[1] - a[1]) - (b[1] - a[1]) * (c[0] - a[0])
    d1, d2 = s(p3, p4, p1), s(p3, p4, p2)
    d3, d4 = s(p1, p2, p3), s(p1, p2, p4)
    return ((d1 > 0) != (d2 > 0)) and ((d3 > 0) != (d4 > 0))


def main():
    ps = pads()
    bad, note = [], []

    # ── 1. Buck 输入环路：Cin 的两个焊盘各自到 U1 最近的 VIN / GND 脚 ──
    u1_vin = sel(ps, 'U1', VIN)
    u1_gnd = [p for p in sel(ps, 'U1', 'GND') if p['w'] < 2]      # 去掉散热焊盘
    for ref in CIN:
        hot = sel(ps, ref, VIN)
        gnd = sel(ps, ref, 'GND')
        if not hot or not gnd:
            bad.append(u'%s 找不到 %s/GND 焊盘' % (ref, VIN))
            continue
        a = min(gap(hot[0], q) for q in u1_vin)
        b = min(gap(gnd[0], q) for q in u1_gnd)
        note.append(u'  输入环路 %-3s: VIN 边 %.2f + GND 边 %.2f = **%.2f mm**'
                    % (ref, a, b, a + b))
        if ref == CIN[0] and a + b > 3.0:
            bad.append(u'最近的输入电容 %s 环路 %.2f mm > 3.0（§7.2 第一条）' % (ref, a + b))

    # ── 2. SW 面积：所有 SW 焊盘的外接矩形 ──
    sw = sel(ps, net=SW)
    if sw:
        x0 = min(p['x'] - p['w'] / 2 for p in sw)
        x1 = max(p['x'] + p['w'] / 2 for p in sw)
        y0 = min(p['y'] - p['h'] / 2 for p in sw)
        y1 = max(p['y'] + p['h'] / 2 for p in sw)
        area = (x1 - x0) * (y1 - y0)
        refs = sorted(set(p['ref'] for p in sw))
        note.append(u'  SW 节点: %s，外接矩形 %.1f×%.1f = **%.1f mm²**'
                    % ('/'.join(refs), x1 - x0, y1 - y0, area))
        u1sw = sel(ps, 'U1', SW)
        l1sw = sel(ps, 'L1', SW)
        if u1sw and l1sw:
            g = min(gap(a, b) for a in u1sw for b in l1sw)
            note.append(u'  U1 的 SW 脚到 L1 的 1 脚: 焊盘净距 **%.2f mm**' % g)
            if g > 2.0:
                bad.append(u'U1→L1 的 SW 焊盘净距 %.2f mm > 2.0（§7.2 第二条）' % g)
        if area > 60:
            bad.append(u'SW 铜面积 %.1f mm² 偏大（§7.2 第二条）' % area)

    # ── 3. FB 远离 SW ──
    fb = sel(ps, net=FB)
    if fb and sw:
        g = min(gap(a, b) for a in fb for b in sw)
        who = min(((gap(a, b), a['ref']) for a in fb for b in sw))[1]
        note.append(u'  FB(%s) 最近的一脚到 SW: **%.2f mm**（%s）' % (FB, g, who))
        if g < 2.0:
            bad.append(u'FB 离 SW 只有 %.2f mm < 2.0（§7.2 第三条）' % g)

    # ── 4. Kelvin：U3 的 9/10 脚 → Rs1 的两端，不许交叉 ──
    rs = {p['pin']: p for p in sel(ps, 'Rs1')}
    u3 = {p['pin']: p for p in sel(ps, 'U3')}
    if '9' in u3 and '10' in u3 and '1' in rs and '2' in rs:
        # 9 脚接 VO_P 那端（Rs1.1），10 脚接 $1N165 那端（Rs1.2）
        assert u3['9']['net'] == rs['1']['net'], (u3['9']['net'], rs['1']['net'])
        assert u3['10']['net'] == rs['2']['net'], (u3['10']['net'], rs['2']['net'])
        a = (u3['9']['x'], u3['9']['y'])
        b = (rs['1']['x'], rs['1']['y'])
        c = (u3['10']['x'], u3['10']['y'])
        d = (rs['2']['x'], rs['2']['y'])
        la, lb = math.dist(a, b), math.dist(c, d)
        note.append(u'  Kelvin: U3.9→Rs1.1 %.2f mm / U3.10→Rs1.2 %.2f mm，%s'
                    % (la, lb, u'交叉' if cross(a, b, c, d) else u'不交叉'))
        if cross(a, b, c, d):
            bad.append(u'Kelvin 两条取样线交叉 —— 一交叉就得打过孔，§7.2 第四条明令不许')
        if max(la, lb) > 8.0:
            bad.append(u'Kelvin 取样线 %.2f mm 偏长' % max(la, lb))
        if abs(la - lb) > 2.0:
            bad.append(u'Kelvin 两条取样线长度差 %.2f mm（应对称）' % abs(la - lb))

    # ── 5. 顺带：输出链的两处 4 A 接口 ──
    for (r1, n1, r2, n2, lim) in (('L1', 'VO', 'C6', 'VO', 3.0),
                                  ('U2', '$1N165', 'Rs1', '$1N165', 4.0)):
        a, b = sel(ps, r1, n1), sel(ps, r2, n2)
        if a and b:
            g = min(gap(p, q) for p in a for q in b)
            note.append(u'  4 A 接口 %s(%s)→%s: 焊盘净距 **%.2f mm**' % (r1, n1, r2, g))
            if g > lim:
                bad.append(u'%s→%s 的 4 A 接口 %.2f mm > %.1f' % (r1, r2, g, lim))

    print(u'§7.2 关键回路（摆位阶段判据）')
    for n in note:
        print(n)
    if bad:
        print(u'[X] %d 条不过:' % len(bad))
        for b in bad:
            print(u'   ' + b)
        return 1
    print(u'[OK] 四条关键回路全部达标')
    return 0


if __name__ == '__main__':
    sys.exit(main())