高速高密度PCB設(shè)計(jì)新效率自動(dòng)布線和并行設(shè)計(jì)

效率的選擇：自動(dòng)布線和并發(fā)設(shè)計(jì)

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

為了尋找更高效的設(shè)計(jì)路徑，解決產(chǎn)品上市的時(shí)間壓力，快速將產(chǎn)品推向市場，自動(dòng)布線和并行設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 

“如果能利用好自動(dòng)布線技術(shù)，我們可以減少繪圖時(shí)間，將PCB設(shè)計(jì)效率提高一倍以上?！?然而，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)布線，需要借助電氣化規(guī)則管理器，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師和硬件設(shè)計(jì)工程師的電路設(shè)計(jì)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(jì)要求一一寫下來，告訴PCB設(shè)計(jì)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(jì)工程師也無法一一檢查和實(shí)施。 這時(shí)就需要一個(gè)電氣化的規(guī)則管理器來管理各種設(shè)計(jì)需求，硬件工程師和PCB設(shè)計(jì)工程師可以在同一個(gè)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(jì)工具和PCB設(shè)計(jì)工具中。 原理圖設(shè)計(jì)完成后，硬件工程師的設(shè)計(jì)要求（電氣性能、DFT、DFM規(guī)則等）被CM自動(dòng)帶到下一個(gè)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)根據(jù)這些規(guī)則自動(dòng)布線。 因此，自動(dòng)路由是基于約束規(guī)則驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)路由，但同時(shí)必須有一個(gè)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(dòng)布線技術(shù)，陳蘭冰建議，“如果一個(gè)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(dòng)布線。因?yàn)槿绻?guī)則定義不好， 自動(dòng)接線將無法正確驅(qū)動(dòng)。” 無論工具多么發(fā)達(dá)，計(jì)算機(jī)都無法完全取代人腦行為，因此不可能實(shí)現(xiàn)100%自動(dòng)布線。 上面我們提到的自動(dòng)路由實(shí)際上是一種交互式的自動(dòng)路由，需要人的參與。 在自動(dòng)路由之前，還需要進(jìn)一步手動(dòng)確定一些規(guī)則； 自動(dòng)布線完成后，工程師需要對其進(jìn)行驗(yàn)證和修改。

對于傳統(tǒng)的、低速的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(jì)。 “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(jì)中，因此不適合高速設(shè)計(jì)?！?br/>

除了自動(dòng)布線之外，并行設(shè)計(jì)也是提高大型系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率的有效途徑。 并行設(shè)計(jì)，即協(xié)同設(shè)計(jì)，就是將一塊電路板分成幾個(gè)部分，由幾個(gè)人同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 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(jì)。 如果您將設(shè)計(jì)保存在一臺(tái)機(jī)器上，另一臺(tái)機(jī)器可以立即看到它，并且兩側(cè)的連接可以自動(dòng)連接，這可以減少集成不同設(shè)計(jì)的任務(wù)。 Youliff表示：“今年年底，Mentor Graphics的完全動(dòng)態(tài)并行設(shè)計(jì)工具extremePCB將推向市場。屆時(shí)，工程師可以像在線CS一樣進(jìn)行完全實(shí)時(shí)的并行設(shè)計(jì)，即他們的 設(shè)計(jì)方案可以實(shí)時(shí)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(jì)來說，不僅需要好的設(shè)計(jì)工具，還需要好的設(shè)計(jì)方法。 他建議并發(fā)設(shè)計(jì)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(jì)。 PCB組裝和PCB加工制造商解釋了高速和高密度PCB設(shè)計(jì)的新效率選擇：自動(dòng)布線和并行設(shè)計(jì)。