《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Mentor Graphics應(yīng)用之PCB設(shè)計復(fù)用
摘要: 本文介紹了一種PCB設(shè)計復(fù)用方法,它是基于Mentor Graphics的印制電路板設(shè)計工具Board Station進行的。一個設(shè)計可以復(fù)用另一個設(shè)計的部分或全部電路,也可以對自身的部分電路進行復(fù)用,本文以第一種方式為例進行討論,第二種方式與它相似。
Abstract:
Key words :

   本文介紹了一種PCB設(shè)計復(fù)用方法,它是基于Mentor Graphics的印制電路板設(shè)計工具Board Station進行的。一個設(shè)計可以復(fù)用另一個設(shè)計的部分或全部電路,也可以對自身的部分電路進行復(fù)用,本文以第一種方式為例進行討論,第二種方式與它相似。

 引言

  隨著科技的不斷發(fā)展,PCB板趨向小型化、多層化與復(fù)雜化。特別是高速印制板,需要經(jīng)過很長時間的反復(fù)調(diào)試才可以定型。如果已有一個定型的設(shè)計(A),現(xiàn)需要一個部分電路與其相同或相似的設(shè)計(B),傳統(tǒng)設(shè)計流程如下:

圖1:傳統(tǒng)設(shè)計流程圖 

   由此流程圖可以看出,設(shè)計B采用設(shè)計A的思想,人工重復(fù)了設(shè)計A的設(shè)計過程。 
   實現(xiàn)方法
  Board Station作為一個大型的EDA軟件,不僅應(yīng)用范圍廣、功能強,而且所有設(shè)計文件都以ASCII碼格式保存,允許用戶修改設(shè)計數(shù)據(jù),PCB設(shè)計的復(fù)用提供了基礎(chǔ)。 
   打開一個PCB設(shè)計,其主要文件結(jié)構(gòu)如下: Schematic路徑下為原理圖數(shù)據(jù)文件;Design_geom路徑下為物理器件(Geometry)數(shù)據(jù)文件;Pcb路徑下為印制板數(shù)據(jù)文件,其中comps為元器件(Component)數(shù)據(jù)文件,包括器件標(biāo)號(Reference)、邏輯符號(Symbol)、對應(yīng)物理器件(Geometry)、在印制板上的位置(Board_location)以及特性(Properties)等信息;Nets為網(wǎng)表數(shù)據(jù)文件;traces為印制板連線數(shù)據(jù)文件,包括網(wǎng)表名稱(NET)、連線寬度、所在物理層,起始及終止點坐標(biāo)等信息。一個設(shè)計下的文件遠不至于此,但其它文件均可由Board Station自動生成或者派生。 

    

圖2:Board Station軟件主要文件結(jié)構(gòu) 

   Board Station包括Design Architect、Librarian、Package、Layout、Fablink五個模塊。假設(shè)設(shè)計A是現(xiàn)在正在進行的設(shè)計,設(shè)計B為需要復(fù)用的設(shè)計。首先,在Design Architect模塊打開設(shè)計A ,將設(shè)計B被復(fù)用部分的原理圖拷貝到設(shè)計A;然后,將設(shè)計B被復(fù)用部分的物理器件(Geometry),從設(shè)計B的Design_geom路徑下拷貝到設(shè)計A的Design_geom路徑下;第三步,將設(shè)計B被復(fù)用部分的元器件(Component)數(shù) 據(jù)從設(shè)計B 的comps文件拷貝到設(shè)計A的comps文件中;第四步,參考設(shè)計B Nets文件中被復(fù)用部分的網(wǎng)表(NET)數(shù)據(jù),修改設(shè)計A的Nets文件中的相應(yīng)部分;最后,將設(shè)計B的traces文件拷貝到設(shè)計A的pcb路徑下,實現(xiàn)PCB設(shè)計復(fù)用。

 

應(yīng)用舉例 
   以下以設(shè)計A為正在進行的設(shè)計,設(shè)計B為被復(fù)用的設(shè)計,舉例說明PCB設(shè)計復(fù)用的實現(xiàn)方法。

            圖3:設(shè)計B的印制板圖及原理圖

圖4:設(shè)計A的原理圖

   按照以下步驟執(zhí)行:
   1. 在Design Architect模塊照圖4畫設(shè)計A的原理圖,存儲。
   2. 進入設(shè)計A的Librarian模塊,建立物理器件(Geometry)以及映射文件(mapping file)等。 
   若圖4中的器件U1、U2、R1、R2、R3、R4中任何一個對應(yīng)的物理器件(Geometry)與圖3中相應(yīng)器件的物理器件(Geometry)不同,將設(shè)計B的Design_geom路徑下相應(yīng)的物理器件(Geometry)拷貝到設(shè)計A的Design_geom路徑下。即器件U1、U2、R1、R2、R3、R4在設(shè)計A和設(shè)計B中的物理器件(Geometry)必須相同。
   為了保證圖4中的器件U1、U2、R1、R2、R3、R4所對應(yīng)的物理器件(Geometry)在設(shè)計A和設(shè)計B的印制板上位置相同,將設(shè)計B的印制板Geometry(Board)由設(shè)計B的Design_geom路徑下拷貝到設(shè)計A的Design_geom路徑下,然后在Librarian模塊對其進行修改。完成所有功能后,存儲并退出。
   3. 進入設(shè)計A的Package模塊,建立邏輯符號(Symbol)與物理器件(Geometry)的對應(yīng)關(guān)系,完成所有功能后,存儲并退出。
   4. 修改設(shè)計A的comps文件。
   在Board Station軟件的任何一個模塊中,采用下拉菜單MGC-->Notepad-->Open-->Edit... 
   打開設(shè)計B的comps文件,將與器件U1、U2、R1、R2、R3、R4有關(guān)行選中并復(fù)制(Copy)。 
   打開設(shè)計A的comps文件,將與器件U1、U2、R1、R2、R3、R4有關(guān)行選中并刪除(Delete),然后粘貼(Paste)。
   即器件U1、U2、R1、R2、R3、R4在設(shè)計A和設(shè)計B的comps文件中的內(nèi)容必須相同。

         5. 修改設(shè)計A的Nets文件。
   # BOARD STATION NETS FILE FORMAT 1.0
   # Application : PACKAGE v8.6_4.1 Thu May 20 11:26:46 PDT 1999 
   # date : Saturday October 14, 2000; 04:30:40 #
   NET '/N$2' U3-4 U7-2 
   NET '/N$3' U3-5 U6-2 
   NET '/N$4' U3-1 U8-1 U4-2
   NET '/N$7' U2-14 U3-7 
   NET '/N$8' U2-13 U3-6
   NET '/N$9' U2-18 U3-9 
   NET '/N$10' U2-17 U3-8
   NET '/N$29' R1-2 U2-3 
   NET '/N$30' R2-2 U2-4 
   NET '/N$40' R3-2 U2-7 
   NET '/N$41' U2-8 R4-2 
   NET '/N$45' U1-14 U3-11
   NET '/N$46' U1-13 U3-13 
   NET '/N$47' R1-1 U1-18
   NET '/N$48' R2-1 U1-17
   NET '/N$49' R3-1 U1-16 
   NET '/N$50' U1-15 R4-1 
   NET 'GROUND' U5-2 U3-10 U7-1 U8-2 U6-1 U1-10 U2-10
   NET 'VCC' U5-1 U3-20 U4-1 U1-20 U2-20 (表1:設(shè)計A的Nets文件)
   # BOARD STATION NETS FILE FORMAT 1.0
   # Application : PACKAGE v8.6_4.1 Thu May 20 11:26:46 PDT 1999 
   # date : Monday November 20, 2000; 12:52:50 # 
   NET '/N$9' R1-1 U1-18
   NET '/N$23' R3-2 U2-7 
   NET '/N$25' R5-2 U2-13
   NET '/N$27' R7-2 U2-17 
   NET '/N$230' R2-2 U2-4
   NET '/N$231' R4-2 U2-8
   NET '/N$232' R6-2 U2-14
   NET '/N$233' R8-2 U2-18 
   NET '/N$234' R1-2 U2-3 
   NET '/N$235' R2-1 U1-17
   NET '/N$236' R3-1 U1-16
   NET '/N$237' R4-1 U1-15 
   NET '/N$238' R5-1 U1-14 
   NET '/N$239' R6-1 U1-13
   NET '/N$240' R7-1 U1-12
   NET '/N$241' R8-1 U1-11
   NET 'GROUND' U1-10 U2-10
   NET 'VCC' U1-20 U2-20 (表2:設(shè)計B的Nets文件) 
   在Board Station軟件的任何一個模塊中,采用下拉菜單MGC-->Notepad-->Open-->Edit... 
   參考表2修改表1,即將設(shè)計A的Nets文件與設(shè)計B的Nets文件中連結(jié)相同管腳的NET名稱改為相同,例如:在設(shè)計B的Nets文件中第一行為NET '/N$9' R1-1 U1-18,則將設(shè)計A的Nets文件中的相應(yīng)行NET '/N$47' R1-1 U1-18,改為NET '/N$9' R1-1 U1-18。 
   若設(shè)計A的Nets文件中修改后的NET名稱與原有的NET名稱相同,修改原有的NET名稱。
   # BOARD STATION NETS FILE FORMAT 1.0 
   # Application : PACKAGE v8.6_4.1 Thu May 20 11:26:46 PDT 1999
   # date : Saturday October 14, 2000; 04:30:40
   # 
   NET '/N$2' U3-4 U7-2 
   NET '/N$3' U3-5 U6-2 
   NET '/N$4' U3-1 U8-1 U4-2
   NET '/N$7' U2-14 U3-7 
   NET '/N$8' U2-13 U3-6 
   NET '/N$99' U2-18 U3-9 
   NET '/N$10' U2-17 U3-8 
   NET '/N$234' R1-2 U2-3 
   NET '/N$230' R2-2 U2-4 
   NET '/N$23' R3-2 U2-7 
   NET '/N$231' U2-8 R4-2 
   NET '/N$45' U1-14 U3-11 
   NET '/N$46' U1-13 U3-13 
   NET '/N$9' R1-1 U1-18
   NET '/N$235' R2-1 U1-17
   NET '/N$236' R3-1 U1-16
   NET '/N$237' U1-15 R4-1 
   NET 'GROUND' U5-2 U3-10 U7-1 U8-2 U6-1 U1-10 U2-10 
   NET 'VCC' U5-1 U3-20 U4-1 U1-20 U2-20 (表3:修改后的設(shè)計A的Nets文件)

 

   6. 拷貝設(shè)計B的traces文件到設(shè)計A。 
   打開下拉菜單MGC-->Design Management-->Copy Object... 
   在Options...選項中選擇:
   * Update All References 
   * Overwrite All File Conflicts 
   * Create Destination 
   這樣,就將設(shè)計B中印制板上的所有與設(shè)計A相關(guān)的連線拷貝到了設(shè)計A的印制板上。
   7. 進入設(shè)計A的Layout模塊,不需要進行任何操作,即出現(xiàn)圖5所示界面。

 


圖5:設(shè)計B被復(fù)用部分印制板圖   

  至此,完成設(shè)計B到設(shè)計A的PCB 設(shè)計復(fù)用。

  結(jié)束語 
   Board Station軟件作為一個大型EDA軟件,不僅可以進行板級設(shè)計,也可進行系統(tǒng)級、門級的設(shè)計以及原理圖仿真、板級仿真等。本文僅討論了在PCB設(shè)計中的一點技巧,希望能為系統(tǒng)級、門級等設(shè)計的復(fù)用以及仿真復(fù)用提供參考。

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