Mentor Graphics的PCB設計復用方法

Mentor Graphics的PCB設計復用方法

引言
　　隨著科技的不斷發展，PCB板趨向小型化、多層化與復雜化。特別是高速印制板，需要經過很長時間的反復調試才可以定型。如果已有一個定型的設計（A），現需要一個部分電路與其相同或相似的設計（B），傳統設計流程如下：

圖1：傳統設計流程圖
　　 由此流程圖可以看出，設計B采用設計A的思想，人工重復了設計A的設計過程。
　　 實現方法
　　Board Station作為一個大型的EDA軟件，不僅應用范圍廣、功能強，而且所有設計文件都以ASCII碼格式保存，允許用戶修改設計數據，PCB設計的復用提供了基礎。
　　 打開一個PCB設計，其主要文件結構如下：

　　 Schematic路徑下為原理圖數據文件；Design_geom路徑下為物理器件（Geometry）數據文件；Pcb路徑下為印制板數據文件,其中comps為元器件（Component）數據文件，包括器件標號（Reference）、邏輯符號（Symbol）、對應物理器件（Geometry）、在印制板上的位置（Board_location）以及特性（Properties）等信息；Nets為網表數據文件；traces為印制板連線數據文件，包括網表名稱（NET）、連線寬度、所在物理層，起始及終止點坐標等信息。一個設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?！?br>　　　　

　　　　　　　　　　圖2：Board Station軟件主要文件結構
　　 Board Station包括Design Architect、Librarian、Package、Layout、Fablink五個模塊。假設設計A是現在正在進行的設計，設計B為需要復用的設計。首先，在Design Architect模塊打開設計A ，將設計B被復用部分的原理圖拷貝到設計A；然后，將設計B被復用部分的物理器件（Geometry），從設計B的Design_geom路徑下拷貝到設計A的Design_geom路徑下；第三步，將設計B被復用部分的元器件（Component）數 據從設計B 的comps文件拷貝到設計A的comps文件中；第四步，參考設計B Nets文件中被復用部分的網表（NET）數據，修改設計A的Nets文件中的相應部分；最后，將設計B的traces文件拷貝到設計A的pcb路徑下，實現PCB設計復用。

應用舉例
　　 以下以設計A為正在進行的設計，設計B為被復用的設計，舉例說明PCB設計復用的實現方法。

　　　　　　　　　　　　圖3：設計B的印制板圖及原理圖

圖4：設計A的原理圖

　　 按照以下步驟執行：
　　 1． 在Design Architect模塊照圖4畫設計A的原理圖，存儲。
　　 2． 進入設計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中任何一個對應的物理器件（Geometry）與圖3中相應器件的物理器件（Geometry）不同，將設計B的Design_geom路徑下相應的物理器件（Geometry）拷貝到設計A的Design_geom路徑下。即器件U1、U2、R1、R2、R3、R4在設計A和設計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所對應的物理器件（Geometry）在設計A和設計B的印制板上位置相同，將設計B的印制板Geometry（Board）由設計B的Design_geom路徑下拷貝到設計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． 進入設計A的Package模塊，建立邏輯符號（Symbol）與物理器件（Geometry）的對應關系，完成所有功能后，存儲并退出。
　　 4． 修改設計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...
　　 打開設計B的comps文件，將與器件U1、U2、R1、R2、R3、R4有關行選中并復制（Copy）。
　　 打開設計A的comps文件，將與器件U1、U2、R1、R2、R3、R4有關行選中并刪除（Delete），然后粘貼（Paste）。
　　 即器件U1、U2、R1、R2、R3、R4在設計A和設計B的comps文件中的內容必須相同

5． 修改設計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，即將設計A的Nets文件與設計B的Nets文件中連結相同管腳的NET名稱改為相同，例如：在設計B的Nets文件中第一行為NET '/N$9' R1-1 U1-18，則將設計A的Nets文件中的相應行NET '/N$47' R1-1 U1-18，改為NET '/N$9' R1-1 U1-18。
　　 若設計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：修改后的設計A的Nets文件）

 6． 拷貝設計B的traces文件到設計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，就將設計B中印制板上的所有與設計A相關的連線拷貝到了設計A的印制板上。
　　 7． 進入設計A的Layout模塊，不需要進行任何操作，即出現圖5所示界面。

圖5：設計B被復用部分印制板圖 　　

　　至此，完成設計B到設計A的PCB 設計復用。

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