高速PCB设计的6个关键要素

　   在北京举行的Mentor 2012中国PCB设计技术研讨会上，该公司业务开发经理David Wiens分析阐述了高速PCB设计的6个关键要素：流程并行化、虚拟原型设计、DFM、复杂度管理、协同和IP管理。

　　1.在一项设计中，不同任务组或不同地域的工程师可采用Mentor的设计工具进行并行设计。

　　2.信号完整性、电源完整性、热管理、模拟、DRC和3D EM等虚拟原型设计可通过Hyperlynx仿真分析工具实现。10Gbps以上的PCB设计需要更精确的3D过孔模型。

　　3.对于DFM，Valor可减少57%的修订自旋（revision spin），每项设计平均可节省2万美元的材料成本。同时能解决主要的产品生产问题（见图1）。

　　图1 Mentor的PCB设计工具Valor能解决主要的产品生产问题

　　4.对于复杂度管理，通过设计经验和自动化工具结合，实现高质量的草图布线（sketch routing）等设计。

　　5.对于FPGA的PCB协同设计，通过自动升级原理图，提供FPGA设计的约束文件。

　　6.IP数据管理：包括企业级设计管理（EDM）、约束编辑系统（CES）和数据管理系统（DMS）、企业级数据交换（EDX）。

　　PCB系统的IP包括原理图符号、映射、引脚、分析模型、ROHS和成本等元件库；原理图、布局和仿真结果等可重用数据；高速、制造规则等高级约束。

　　EDM含动态WIP管理、数据控制与同步、设计状态和ECO跟踪。WIP数据管理可确保数据的完整性和设计的可跟踪性，通过设计状态信息进行监督和分析，提供团队高效设计的版本控制，保证基于规则的设计控制。

　　CES含电子和制造约束，支持并行约束编辑。

　　DMS含WIP BOM、库管理、AVL和可重用块。

　　EDX是设计流程和企业或第三方交换数据的单一文件接口，包括安全格式的数据，有效的制造数据，元件表和其他的项目文件，基于EDIF、PDF和ODB++标准的图形数据；具有稳定独立的数据结构；与第三方工具双向接口。

　　Wiens指出，PCB系统IP是复杂的、内部相关的和动态的，设计团队必须能创建、控制这些IP。

　　他还表示：“对于高速PCB设计，Hyperlynx仿真分析工具在1年前可能不如某些应用领域窄、但针对某些特定复杂模型的专门工具，不过由于3D模型已在2012年1月集成进来，因此，现在已可用于20G-30Gbps的高速设计。例如，中兴深圳研发总部及其各地分部已有意向采用Hyperlynx工具。”

　　对于中外设计能力的差别，Wiens称，目前，中国设计公司的能力提高非常快，有些公司的设计水平和产品复杂度已追上欧美厂商。Mentor下一步的计划是让中国设计师更娴熟地掌握设计工具，减少他们的适应时间，例如从2、3个月缩短至几周。

　　他还给了中国PCB设计师一些建议：生产过程中的制造、装配、调试、焊接、器件匹配等问题有时并不全是制造工艺的原因，有些也可能是由研发造成的，而DFM可减少2/3制造不合格的情况。工程师及团队在设计完成后，最好多花一天时间进行PCB检查，以免之前的仿真、验证全部推倒重来。另外，布局工程师应该先在生产线上工作一年，以便更好地了解制造工艺过程，这会有利于其今后的布局设计工作。