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。
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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。
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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。
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