新一代完整的板級設計工具

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到現(xiàn)在許多PCB工程師們也許還在使用Protel99或者protel99se在他們所熟悉的編輯環(huán)境下進行PCB設計，他們都很有經(jīng)驗，能夠在protel99或protel99se上設計出一塊很棒的PCB。但有的時候他們甚至不相信軟件的智能化給他們帶來的巨大方便。于是許多PCB工程師根本不使用軟件帶有的強大的自動布線功能，因為即使重復布上幾百次都不能得到他們滿意的方案，或是調(diào)整的線太多還不如完全手工布線。這些都讓他們不愿意接受也不相信更新?lián)Q代了的人工智能能給他們的設計帶來什么巨大的方便，他們相信的只是他們多少年積累的經(jīng)驗。但實際上他們都很清楚當他們設計一塊多層高密度PCB所需要付出的代價是什么，同時他們也希望真的有那么一款軟件能讓他們的設計效率有極大的提高的PCB設計軟件?，F(xiàn)在Altium公司2004年最新產(chǎn)品Protel 2004完全能滿足這方面的要求。當然Protel 2004面對的用戶不光是為了方便這些有多年經(jīng)驗的PCB工程師們。Protel 2004同時還降低了制作PCB的門檻，通過短時間的培訓，即使是自學很短時間您都可以很快的制作一塊合格的PCB。

我本人是一個PCB設計新手，之前沒有布板經(jīng)驗，但僅僅使用Protel 2004 一個月，（只是是斷斷續(xù)續(xù)的進行學習，總時間也不超過60小時，且已經(jīng)做了兩塊成板了，經(jīng)驗證毫無問題，在學習過程中大部分靠的還是自學。）之后終于體會到Protel 2004 的強大功能了，在此就只介紹一些以前版本沒有的或者已經(jīng)被加強的功能。它的友好的增強的用戶界面，使用戶很輕易就知道了每個菜單的功能，這也使有些工程師不用擔心新的軟件給他們帶來的操作不便問題。

當然PCB工程師們也會擔心的他們使用Protel 2004作的PCB是不是可以拿到工廠進行加工，因為他們擔心大部分PCB工廠還沒有購買使用Protel 2004 。他們擔心即使他們在較短的時間做出一塊PCB卻很難找到能加工他們產(chǎn)品的工廠。實際上擔心完全是多余的，因為您何以把您在Protel 2004中設計的PCB保存為您需要的版本（包括PCB3.0(Protel 99可打開)，PCB4.0（Protel99SE格式）），您也可以把它保存為后綴名為 .PCBdoc（ProtelDXP和Protel 2004的格式）。同時Protel 2004是完全向下兼容的，您在以前版本的所有成果均可轉(zhuǎn)到Protel 2004中進行使用，這些都已經(jīng)經(jīng)過本公司技術人員充分驗證。

Protel 2004引入了集成庫的概念，這使您在原理圖中選擇的元器件就已經(jīng)有了您需要的封裝，Protel 2004附帶了68，000多個元件的設計庫，包括原理圖FPGA設計的即調(diào)即用及預綜合元件集成庫，并且這些封裝都能完全的符合您的要求，當然如果您不滿意您也可以修改這個元器件的封裝為您所需要的，當然您還可以在PCB庫編輯器制作您所需要的封裝。

下邊這幾點是您需要了解的。Protel 2004 共可進行74個板層設計，包含32 層 Signal(信號走線層); 16層Mechanical(機構層); 16層Internal Plane(內(nèi)層電源層);2層Solder Mask(防焊層); 2層Paste Mask(錫膏層); 2層Silkscreen(絲印層); 2層鉆孔層（鉆孔引導和鉆孔沖壓）; 1層Keep Out (禁止層); 1層Multi-Layer (橫跨所有的信號板層) 。Protel 2004中Pad點的外型：圓形；方形；八角形。Pad點堆疊結(jié)構：包含Simple (所有的層數(shù)都相同)；Top-Mid-Bottom (可對不同的層數(shù)下外型定義有 top, bottom 或者是mid layers)；Full Stack (每個層數(shù)都能各自定義Pad點外型)。Protel 2004Via(貫孔)的種類：Through-hole(從頂層貫穿到底層)；Blind & Buried (板層對)；Blind & Buried (任意層數(shù))。Protel 2004布線模式：Oblique(任意角走線)；45 deg(45度角走線)；45 deg with arcs(45度角圓弧走線)；90 deg(90度角走線)；90 deg with arcs(90度角圓弧走線 )。Protel 2004交互式布線模式：Ignore Obstacles(忽略障礙模式)；Avoid Obstacles(避開障礙模式)；Push-and-Shove(推擠障礙模式)。Protel 2004鋪銅的形式：90度角鋪銅;45度角鋪銅;垂直鋪銅;水平鋪銅。Protel 2004內(nèi)層連接：可以指定到任意的網(wǎng)絡(Net) 。Protel 2004內(nèi)層電源：所有的內(nèi)層電源層都能指定到任意的網(wǎng)絡,而且所有的內(nèi)層分割都能重疊。

在這里特別要提一下現(xiàn)在的Protel 2004中的自動布線功能這也是許多PCB工程師們最為關心的。Protel 2004采用了改進型Situs Topological Autorouting 布線規(guī)則。這種改進型的布線規(guī)則以及內(nèi)部算法的優(yōu)化都大大的提高了布線的成功率和準確率。這也在某種程度上減輕了工程師們的負擔。Protel 2004中的高速電路規(guī)則也很實用，它能限制平行走線的長度，并可以實現(xiàn)高速電路中所要求的網(wǎng)絡匹配長度的問題，這些都能讓您設計高速電路也變的無比的容易。同時如果您需要進行多層板設計，您只需在層管理器中進行相關的設置即可，前面已經(jīng)介紹了Protel 2004共可進行74個板層設計。您還可以在設計規(guī)則中制定每個板層的走線規(guī)則，包括最短走線，水平，垂直等等。在使用過程中我發(fā)現(xiàn)，只要布局適當，進行完全自動布線一次性成功率很高，而且布線完成后需要修改的地方也比較少，只是有幾根走直角的線需要修改（走出直角與您的DRC－設計規(guī)則設置有關）。多次布線也不會發(fā)現(xiàn)短路或是網(wǎng)絡混亂問題。在自動布線這點上Protel 2004做的可以說是堪稱完美了。

許多工程師在制作前期以及制作過程中不能了解自己所制作的PCB是否符合EMC,EMI，走線過程中是否有串擾影響出現(xiàn)，這些影響到底有多大。工程師在制作過程中可能一直都被這些問題所困擾。為了解決這些問題他們有時候不得不等PCB加工出來再作硬件檢測。通常情況下高速數(shù)字電路對PCB這方面要求較高，且一塊PCB代價也比較高，重復修改設計投資也比較大。

現(xiàn)在Protel 2004不僅提供了部分電路的混合模擬仿真，而且提供了PCB和原理圖上的信號完整性分析?；旌夏M仿真包括真正的混合 3f5 compliant混合電路模擬器電路圖編輯的無縫集成，使用戶可以直接從電路圖進行模擬，而不需要網(wǎng)表輸出輸入數(shù)字SimCode語言對Xspice的擴展使得可以進行數(shù)字程序傳播延遲的模擬、輸入和輸出加載以及獨立電源狀態(tài)。全面的分析，包括AC、小信號、瞬態(tài)過程、噪音和DC轉(zhuǎn)換等。用來測試零件變化和公差影響的完善的零件掃描和Monte Carlo分析模式。

您也許會對原理圖和PCB上的信號如何進行完整性分析以及這種分析到底有什么意義有些疑問。信號完整性分析是您能夠在軟件上就能模擬出整個電路板各個網(wǎng)絡的工作情況。并且可以提供多種優(yōu)化方案讓用戶選擇。您應當了解這里的信號完整信分析是屬于模擬級別的，分析的是您需要的EMC,EMI及串擾的參數(shù)，且這些分析是完全建立于Protel 2004所提供的強大的集成庫之上的。大到IC元器件，小到電阻電容都有獨自的仿真模型參數(shù)?；旌夏M分析和完整性分析的結(jié)果以波形的形式顯示出來，且波形的的計算算法均較以前版本有較大的優(yōu)化。同時您也可以為您自己建立的庫元件設置模擬參數(shù)?？傊盘柾暾苑治隹梢越o您的設計帶來很大的方便，提高了一次PCB制作的成功率。

當然Protel 2004的功能還不光停留在PCB上，為了實現(xiàn)真正的完整的板級設計，Altium公司提出了Live-Design –Enabled的平臺概念――這個平臺實現(xiàn)了Altium軟件的無縫集成。它集成了當今很流行的可設計ASIC（專門應用集成電路）的功能，并提供了原理圖和HDL（硬件描述語言）混合設計的功能，而且所有設計I/O的改變均可返回到PCB，使PCB上相應的FPGA芯片I/O發(fā)生改變。Protel 2004還為Xilinx和Altera設備族提供完全的巨集和基元庫。這些實際上只說明了一個方便之處，就是說你進行完整的板級（由于現(xiàn)在系統(tǒng)級的設計大都包含了FPGA，所以完整的板級應當包含這些芯片的設計這種開發(fā)）設計時你無需再借助第三方開發(fā)工具，您在Protel 2004及硬件工具Nano－Board就可很方便的完成這兩方面的工作。由于本人對ASIC方面有過一些學習的經(jīng)驗，在使用Protel 2004中的FPGA功能時發(fā)現(xiàn)Protel 2004用的FPGA工具內(nèi)核是業(yè)界普遍使用的ISE集成開發(fā)軟件和Quartus II 3.0工具（這僅是個人觀測結(jié)果）。

另外Protel 2004支持更完美的3D功能，在PCB加工之前就可以從各個角度觀看PCB及焊裝元件后的“實物”，馬上就會給你帶來成就感！特別是可支持雙屏顯示功能(我用了兩個17吋LCD連接到PC上)，一個屏看原理圖，一個屏看PCB，真是意想不到的方便和高效率，這使我知道什么叫“爽”和“酷”。公司里好幾個軟件工程師都十分羨慕我的工作平臺，想改學硬件了！

前面是我使用過程中的一些體會，我也僅僅是大體介紹了Protel 2004中許多改進之處中的一部分。相信您會為它們所傾倒的，不管您是已經(jīng)經(jīng)驗豐富的PCB高級工程師，還是剛接觸或是未接觸PCB的硬件工程師，還是在校大學生，我們都希望您選擇Protel 2004。因為Protel 2004能給您帶來無與倫比的快捷之處。現(xiàn)在的投資給您帶來的也許是將來更大的節(jié)約和品質(zhì)。

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