Mentor Graphics應(yīng)用之PCB設(shè)計復(fù)用

引言
　　隨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(yuǎn)不至于此，但其它文件均可由Board Station自動生成或者派生?！?/p>

　　　　　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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行修改。完成所有功能后，存儲并退出。
　　 3． 進(jìn)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(jìn)入設(shè)計A的Layout模塊，不需要進(jìn)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(jìn)行板級設(shè)計，也可進(jìn)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。