高速高密度PCB設(shè)計新效率自動布線和并行設(shè)計

效率的選擇：自動布線和并發(fā)設(shè)計

原理圖設(shè)計不僅僅是“描出”電路，還有很多其他的要求。 原理圖設(shè)計工具應(yīng)該能夠?qū)⑦@些需求帶到下一個環(huán)節(jié)，支持自動布線、功能仿真等。

為了尋找更高效的設(shè)計路徑，解決產(chǎn)品上市的時間壓力，快速將產(chǎn)品推向市場，自動布線和并行設(shè)計技術(shù)應(yīng)運而生。 

“如果能利用好自動布線技術(shù)，我們可以減少繪圖時間，將PCB設(shè)計效率提高一倍以上。” 然而，要實現(xiàn)自動布線，需要借助電氣化規(guī)則管理器，將系統(tǒng)設(shè)計工程師和硬件設(shè)計工程師的電路設(shè)計需求傳遞給PCB工程師。

對于早期比較簡單的系統(tǒng)，通常的做法是硬件工程師把設(shè)計要求一一寫下來，告訴PCB設(shè)計工程師怎么做。 但對于復(fù)雜的系統(tǒng)，面對成千上萬的連接和無數(shù)的需求，硬件工程師無法一一記錄這些規(guī)則，PCB設(shè)計工程師也無法一一檢查和實施。 這時就需要一個電氣化的規(guī)則管理器來管理各種設(shè)計需求，硬件工程師和PCB設(shè)計工程師可以在同一個規(guī)則管理器的基礎(chǔ)上協(xié)同工作。 CADence的規(guī)則管理器Constraint Management（簡稱CM）已無縫集成到其原理圖設(shè)計工具和PCB設(shè)計工具中。 原理圖設(shè)計完成后，硬件工程師的設(shè)計要求（電氣性能、DFT、DFM規(guī)則等）被CM自動帶到下一個環(huán)節(jié)，系統(tǒng)根據(jù)這些規(guī)則自動布線。 因此，自動路由是基于約束規(guī)則驅(qū)動的自動路由，但同時必須有一個路由器能夠很好地理解和完成這些約束規(guī)則。 Cadence的Specctra可以使兩者很好的統(tǒng)一。

對于自動布線技術(shù)，陳蘭冰建議，“如果一個公司沒有掌握好技術(shù)，那么信號完整性問題就不容易解決，所以建議不要使用自動布線。因為如果規(guī)則定義不好， 自動接線將無法正確驅(qū)動。” 無論工具多么發(fā)達(dá)，計算機都無法完全取代人腦行為，因此不可能實現(xiàn)100%自動布線。 上面我們提到的自動路由實際上是一種交互式的自動路由，需要人的參與。 在自動路由之前，還需要進(jìn)一步手動確定一些規(guī)則； 自動布線完成后，工程師需要對其進(jìn)行驗證和修改。

對于傳統(tǒng)的、低速的系統(tǒng)設(shè)計，很多工程師可能都有過這樣的經(jīng)歷。 他們使用 Cadence 的 OrCAD 繪制原理圖，使用 Mentor 的 PowerPCB 進(jìn)行布局和布線。 這種方法不再適合高速設(shè)計。 “數(shù)據(jù)在不同廠家的工具之間無法完全轉(zhuǎn)換。例如，傳統(tǒng)的讀取網(wǎng)表的方法無法將原理圖中的一些電氣屬性和要求帶入PCB設(shè)計中，因此不適合高速設(shè)計。”

除了自動布線之外，并行設(shè)計也是提高大型系統(tǒng)設(shè)計效率的有效途徑。 并行設(shè)計，即協(xié)同設(shè)計，就是將一塊電路板分成幾個部分，由幾個人同時進(jìn)行設(shè)計。 據(jù)于立夫介紹，Mentor GraphICs工具目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)并發(fā)設(shè)計。 如果您將設(shè)計保存在一臺機器上，另一臺機器可以立即看到它，并且兩側(cè)的連接可以自動連接，這可以減少集成不同設(shè)計的任務(wù)。 Youliff表示：“今年年底，Mentor Graphics的完全動態(tài)并行設(shè)計工具extremePCB將推向市場。屆時，工程師可以像在線CS一樣進(jìn)行完全實時的并行設(shè)計，即他們的 設(shè)計方案可以實時互相看到，可以方便異地工程師之間的協(xié)作。” 對于并發(fā)設(shè)計來說，不僅需要好的設(shè)計工具，還需要好的設(shè)計方法。 他建議并發(fā)設(shè)計不要太細(xì)，也不要太寬泛，2到3人為宜，否則思路太分散，不利于設(shè)計。 PCB組裝和PCB加工制造商解釋了高速和高密度PCB設(shè)計的新效率選擇：自動布線和并行設(shè)計。