Cadence Concept HDL和Allegro原理图与PCB设计的PDF电子书

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资料介绍

标签:allegro(450)pcb(11469)原理图(4049)

CadencePSD15.0是Cadence公司推出的功能强大的EDA开发工具包,它提供了从原理图设计输入、分析,PCB设计PCB制造文件输出等一整套工具。本书立足于工程实践,结合作者多年的工作经验,系统地介绍了ConceptHDL和Allegro在原理图和PCB设计中的使用方法。本书分为13章,主要介绍了项目管理器、ConceptHDL原理图设计工具、约束管理器、AllegroPCB设计工具和SPECCTRA布线工具的功能和设计技巧。在介绍工具和命令的同时,还提供了大量的范例以及习题,以方便读者更好地理解和掌握所学的内容,使读者对设计工具有较为深入的理解并基本掌握从原理图设计到PCB设计等一系列设计步骤的实现方法和技巧。本书配套光盘中提供了书中所有实例和练习的完整工程文件以及相关数据文件,有利于读者边学边练,提高实际应用能力。本书可作为高等院校通信工程、电子工程、计算机、无线电技术等专业的教材,也可作为硬件工程师的实用工具书。

EDA是20世纪90年代初从CAD(ComputerAidedDesign,计算机辅助设计)、CAM(ComputerAidedManufacturing,计算机辅助制造)、CAT(ComputerAidedTest,计算机辅助测试)和CAE(ComputerAidedEngineering,计算机辅助工程)的概念发展而来的,已经逐渐成为电子电路系统的重要设计手段,目前广泛应用于模拟和数字电路系统等领域。从某一角度来看,电子设计可以分为3个层次,即系统级、电路级和物理实现级;从另一个角度看,EDA应包括电子线路领域中从低频到高频直至微波,从线性到非线性,从模拟到数字,从分立元件到集成电路的全部设计过程。

回顾电子设计技术近30年的发展历程,EDA技术可以分为3个阶段。

(1)20世纪70年代以电子电路CAD的PCB(印制电路板)布线工具为代表,人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线,取代了手工操作,产生了计算机辅助设计的概念。

(2)20世纪80年代为CAE阶段。与CAD相比,CAE除了纯粹的图形绘制功能外,又增加了电路功能设计和结构设计,并且通过电气连接网络表将两者结合在一起,实现了工程设计,这就是计算机辅助工程的概念。CAE的主要功能是原理图输入、逻辑仿真、电路分析、自动布局布线、PCB板后分析。

(3)20世纪90年代为ESDA(ElectronicSystemDesignAutomaTIon,电子系统设计自动化)阶段。90年代业界提出了Top-DownDesign(自顶向下设计)方法,与此同时,DSP(数字信号处理)技术迅速发展,逻辑综合工具和DSP设计工具广泛普及。数字、模拟和数模混合电子系统的仿真设计和PCB制板前的系统硬件电路仿真分析与试验(FPCB)技术得到进一步发展,CE(ConcurrentEngineering,并行设计过程)和DM(DesignManagement,设计管理系统)应用迅速发展。在这种情况下,出于缩短电子系统设计周期的目的,电子设计人员和管理人员要求所有工具(包括系统仿真、PCB布线、逻辑综合、DSP、FPCB、MEM等)必须在一个面向用户的统一数据库及管理框架环境下工作。因此EDA技术发展到90年代,主要以并行设计工程的方式和系统级目标设计方法作为支持,这就是ESDA。

电子技术的发展日新月异,高速、大规模电子系统的广泛应用对PCB设计提出了更高的要求。PCB设计不仅复杂度越来越高,密度也越来越高,而且几乎每个设计都有高速信号。如何在既能保证信号完整性和产品性能的同时又能缩短设计周期,降低成本,已成为各个企业工程设计人员所追求的目标。Cadence公司的PSD(PCB系统设计)提供了从原理图设计输入、分析、PCB设计、PCB制造文件输出等一整套工具,为广大工程设计人员提高设计准确性和效率提供了很大帮助。

任何一个计算机应用软件对计算机的硬件环境和操作系统等都有一个基本要求。只有满足这些基本要求之后,软件才可以正常运行。在开始安装PSD15.0之前,应对其正常运行所需要的基本要求有所了解,以免在安装或者以后的使用中出现麻烦。Cadence可以运行于Windows、Solaris、HP和IBM的AIX平台,PSD15.1还可运行于Linux操作系统,本书只介绍应用于Windows平台的情况。运行PSD15.0的推荐配置如下。•操作系统:WindowsNT4.0SP6a/2000/XPPro。•CPU:PenTIum41.8GHz或更高。•内存:512MB或更高。•硬盘:2GB以上剩余空间。•鼠标:三键Microsoft兼容鼠标。•网卡:以太网卡(用于网络通信和安全hosTID)。•光盘驱动器:CD-ROM或DVD-ROM。•显示器:1024×768SVGA彩色显示器(或更高)。

PCBDesignExpert提供了两种原理图输入工具,ConceptHDL和CaptureCIS,本书只介绍ConceptHDL,对CaptureCIS不予介绍(读者可以参考有关OrCAD的相关书籍)。ConceptHDL与Allegro(PCB设计工具)整合从而提供了一个高度集成的规则驱动的设计流程,而与约束管理器(ConstraintManager)整合提供了在整个设计流程中管理电气约束的统一环境,支持团队设计、并发设计、设计重用。下面就详细介绍一下ConceptHDL的特点。(1)ConceptHDL提供了传统的平面设计方法和先进的分层次的设计方法,设计者可以根据自己的需要选择合适的设计流程和方法。(2)分层次的设计。ConceptHDL支持自顶向下和自底向上的设计方法。自顶向下的设计方法就是先创建系统的方框图,分成若干子模块,然后再设计子模块,子模块又可以再往下细分成子模块或者绘制平面原理图。反过来就是自底向上的方法,先创建最底层的原理图,然后将原理图生成各个模块,各个模块又可以组合形成更高层的模块,最后形成一个系统设计。模块和原理图是可以混用的,并且可以分很多层。而且每个模块可以单独打包(Package,这里所说的打包,即将逻辑从原理图传递到Allegro)到Allegro中,这样多个PCB设计工程师就可以同时进行布局布线。图形化的分层和配置管理工具加上功能块编辑功能使得分层次设计的实现很容易。同时这些模块又是可以复制的,并且可以标注不同的属性,这样就保证了原理图之下只有一份拷贝,并且当变更模块的原理图时,会将所有的调用全部更新。(3)模块化设计──设计重用。市场压力和设计趋势推进电子产品向着模块化、多性能等级和核心功能派生的方向发展。但是同时维护同一基础设计的多个版本既费时又费力,也容易出错。ConceptHDL可以让设计者将与Allegro板图有关的原理图完整地作为一个元件(cell)保存到库中,可以像调用一个元件那样使用,省去了重新创建和重复拷贝的麻烦。比如电源电路和时钟电路在一个系统或者多个系统中通常会采用相同的解决方案,就可以采用这些方法来实现,这样可以提高整体的设计效率。(4)并行设计方法。PCB设计专家提供了真正的并行设计过程。比如在布局时,设计者需要改变连线或者添加元件,在Allegro或者ConceptHDL中都可以实现设计同步,可以帮助用户分析原理图和PCB的不同,并且产生一个分层的ECO报告自动更新选择的文档。(5)导入安捷伦ADS物理布局和原理图。AllegroExpert和ConceptHDL可以通过IFF接口自动地导入安捷伦ADS物理布局和原理图。导入后,安捷伦ADS的设计就如同一个模块,它的组件映射到Allegro库中。可以选择锁定避免编辑,也可以解锁进行编辑。即使处于锁定状态,模块仍然允许将其连接到设计的其他部分。(6)功能强大的原理图输入方法。•参数化。如果原理图中需要放置20个旁路电容,我们可以只放一个电容,然后给这个电容设置参数size=20,这样可以减少原理图的篇幅,提高设计的效率,并且原理图看起来更加清晰、整洁。•对上下文敏感的菜单。这个功能与Windows的功能差不多,当选中一个对象时,按鼠标右键,就会弹出一个菜单,菜单包含了与当前和上下文有关的命令。•群组操作。如果我们需要对某类元件进行替换或者某些元件需要修改某个属性,可以将这些对象生成一个群组,然后一次替换或者修改这个属性,节省很多时间。•分割元件图形。比如某些元件管脚非常多,有几百个管脚的元件是非常普遍的,有些都有1000多个管脚了,在一页原理图中显示这么多管脚是不切实际的。ConceptHDL的建库工具(PartDeveloper)可以将这样的元件分成几个图形符号来制作,并且这些符号可以放在不同的原理图页面上。在打包到Allegro中时,仍然可以将这些符号打包成一个元件。•SKILL和CAEViews。设计者根据需要写SKILL程序来定制ConceptHDL,并且可以共享,全局导航、查找和替换。无论是平面设计还是层次设计,都可以轻松地按几下鼠标即可找到任何元件或网络。•元件列表文件(PPT)。元件列表文件可以让设计者将不同的物理元件映射到同样的原理图符号上。比如常用的电阻和电容等元件,元件原理图图形是完全一样的,只是封装、标称值等不一样。我们在建库时,可将一类元件全部输入列表文件中,在原理图中通过选择不同的元件属性来调用它们。•脚本(Script)和非图形化的ConceptHDL。设计者可以为经常执行的命令设置批处理,在设计过程中调用。ConceptHDL也可以运行在非图形化的模式,这种模式一般用于自动运行模式。

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