Публикации

PCB Design Studio - мощное решение для проектирования печатных плат

Ю. Потапов

PCB Design Studio - система автоматизированного проектирования печатных плат (ПП) - отвечает самым жестким профессиональным требованиям в условиях современного производства. Пакет программ, усиленный набором опций, включает все необходимые инструменты проектирования, ключевые возможности которых подробно описаны в статье.

PCB Design Studio представляет собой мощную сквозную систему проектирования ПП компании Ca-dence, ориентированную прежде всего на сверхплотные, многослойные и быстродействующие платы. Эта система удачно комбинирует все необходимые инструменты, позволяющие провести проектирование от построения общей концепции до подготовленной к производству топологии печатной платы. В состав стандартного набора пакета входят:

- PCB Librarian - система управления библиотеками компонентов;

- Concept HDL (опция) - редактор принципиальных схем, обеспечивающий быстрый ввод проектов, групповую разработку и повторное использование ранее созданных проектов, в том числе и в других системах проектирования;

- Capture CIS (опция) - редактор принципиальных схем, заимствованный из пакета OrCAD, имеющий интегрированную систему управления удаленными и локальными базами данных компонентов (Com-ponent Information System);

- Allegro - редактор чертежей ПП с богатыми возможностями размещения компонентов, трассировки проводников и технологической подготовки плат к производству;

- SPECCTRA - наиболее мощная и популярная система автоматического размещения компонентов и автотрассировки проводников, учитывающая большой набор правил проектирования.

- К стандартному набору прилагается ряд опций, направленных на реализацию ряда специфических требований к ПП.

- Allegro Performance Option - расширение редактора ПП для разработки высокоскоростных плат, повторного использования старых проектов, подготовки процедуры автоматизированного тестирования плат, использования языка SKILL.

- SPECCTRA Performance Option - расширенный набор правил проектирования для управления стратегией авторазмещения и автотрассировки системы SPECCTRA. Позволяет расширить возможности системы для обработки порядка 256 сигнальных слоев.

- PSpice A/D - система смешанного аналого-цифрового моделирования, заимствованная из пакета OrCAD.

- Variant Design - модуль, обеспечивающий многовариантное проектирование по одному базовому проекту (только для конфигурации, включающей Concept HDL и Allegro).

- Checkplus - расширение принципиальных схем Concept HDL, необходимое для настройки и проверки соответствия правилам проектирования электрических схем.

- SPECCTRAQuest Signal Explorer - модуль анализа целостности сигналов и исследования паразитных эффектов в ПП.

- PCB Librarian - управление библиотеками. Модуль PCB Librarian объединяет набор инструментов, предназначенных для решения основных задач управления библиотеками компонентов, а именно - разработки символов для редактора принципиальных схем, определения топологических посадочных мест и их верификации.

Модуль Part Developer предоставляет возможность создавать новые и редактировать уже имеющиеся компоненты, тестируя их на предмет логической взаимосвязи. На этом участке происходит прорисовка условного графического обозначения компонента, определяется назначение его физических выводов, присваивается серийный номер.

Для прорисовки физического корпуса, внешнего контура и графики контактных площадок компонента служит модуль Allegro Librarian. Графический редактор Package Design Editor позволяет быстро создавать геометрические описания самых сложных многовыводных корпусов, таких как BGA и PGA. При этом есть возможность задавать различные проектные ограничения, детали прорисовки (например, вертикальное сечение корпуса), а также ряд выходных параметров для производства.

Редактор Allegro Padstack Editor представляет собой законченный инструмент для создания, просмотра и редактирования стеков многослойных контактных площадок. Возможность просмотра как продольного, так и поперечного сечения стека контактных площадок позволяет строить их быстро и исключает необходимость создания текстового описания или отчета.

Окончательная верификация и управление библиотеками компонентов производится с помощью модуля Library Explorer, который позволяет проверять условно-графическое обозначение компонентов на соответствие их топологическим посадочным местам.

 

СРЕДСТВА ВВОДА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ
Пакет PCB Design Studio предлагает своим пользователям два совершенно разных редактора принципиальных схем. Каждый из них имеет свои преимущества, и лишь конечный пользователь может сделать выбор, адекватный избранному стилю проектирования и собственным интересам.

Capture CIS по праву считается лучшим редактором схем для PC с операционной системой Windows. Помимо чрезвычайно удобного пользовательского интерфейса, он имеет мощную систему поиска компонентов в специальных базах данных. Эффективность работы пользователя неизменна как при разработке функциональных схем для ПП, так и при создании логических схем, которые будут упакованы в FPGA- или CPLD-микросхему.

Модуль CIS (Component Infor-mation System) представляет собой законченную и чрезвычайно мощную среду управления корпоративными базами данных компонентов. В нем имеются собственные средства для создания и верификации компонентов. Гибкая система построения и обработки запросов позволяет быстро находить нужные компоненты в различных базах данных. Когда нужный элемент найден, система CIS получает полную информацию по данному компоненту (логическую, физическую, техническую и технологическую) и сохраняет ее внутри проекта принципиальной схемы.

Если какой-либо компонент в проекте или в базе данных изменится, то достаточно одной команды, чтобы перенести обновленную информацию в перечень используемых материалов (BOM) и список соединений (netlist). Тесная интеграция с редактором ПП обеспечивает двунаправленную передачу данных при изменении позиционных обозначений или номиналов компонентов.

Concept HDL. Если пользователю недостаточно одной лишь прорисовки принципиальной схемы и возникает необходимость многовариантного проектирования, то имеет смысл использовать модуль Concept HDL.

Среда редактора Concept HDL позволяет строить проекты, используя произвольную комбинацию поведенческих и структурных описаний. Этот модуль разработан специально для поддержки методологии проектирования «сверху вниз», поэтому включает средства организации групповой разработки комплексных проектов.

Модуль управления конфигурацией и иерархической структурой проекта обеспечивает быструю навигацию внутри многоуровневых и многолистовых проектов. Эти функции используются для разбиения больших проектов на логически законченные модули.

Модуль Component Browser обеспечивает возможность быстрого поиска компонента по набору логических и физических критериев. Функция глобального поиска Global Find позволяет найти определенный компонент внутри большого проекта или отследить прохождение сигнала по цепям многоуровневого и многолистового проекта.

Многовариантное проектирование

Современные тенденции развития рынка электроники диктуют необходимость разбиения проектов на отдельные функциональные модули с оптимизацией их параметров под конкретную задачу. Замечено, что поддержка нескольких проектов, основывающихся на одном базовом, приводит к возникновению ошибок. Логичнее было бы использовать в качестве ядра один проект, а для каждой конкретной задачи отдельно формировать наборы специальных атрибутов. В этом случае внесение изменений в базовый проект автоматически приводило бы к изменениям в различных его вариантах.

Пакет PCB Design Studio позволяет строить многовариантные проекты, обновляя их на любом этапе проектирования, будь то моделирование, генерация перечней используемых материалов или производственных файлов. Это может быть сделано как в редакторе принципиальных схем, так и в редакторе ПП. Мощные средства синхронизации проекта позволяют сравнить схему и плату и сформировать список сделанных изменений.

 

Allegro PCB - редактор чертежей ПП

Главным модулем пакета PCB Design Studio является редактор чертежей ПП Allegro PCB, представляющий собой мощную интерактивную среду разработки сложных многослойных плат.

Редактор Allegro PCB интегрирует мощный и гибкий набор инструментов проектирования. В нем предусмотрены режимы автоматического или интерактивного определения оптимального местоположения тех или иных компонентов на плате. Функции «горячей связи» между редакторами схем и плат позволяют выбирать на схемах наиболее критичные элементы и размещать их в интерактивном режиме. С другой стороны, компоненты могут быть сгруппированы в специальные области (room), где будут действовать индивидуальные наборы правил проектирования, описывающие электрические, тепловые и механические ограничения.

Модуль IntelliUSE содержит набор функций интерактивной трассировки. Все они легко настраиваются в любой момент работы над проектом.

Для упрощения реализации сложных многослойных ПП редактор Allegro PCB поддерживает обработку внутренних слоев питания и заземления, в том числе и разделенных. Можно выбрать позитивный или негативный стиль отображения слоев питания и заземления, а также менять способы заливки областей металлизации.

В редакторе имеются встроенные средства генерации выходных производственных файлов. Можно создавать файлы сверления отверстий (NC Drill), назначать пары слоев для сверления скрытых и глухих переходных отверстий и проводить многие другие операции с учетом требований собственного производства или сторонних изготовителей ПП.

Помимо выполнения стандартных функций редактор Allegro PCB поддерживает технологию обмена информацией для производства ODB++, разработанную компанией Valor Computerized System. Эта компания специализируется на разработке решений для технологической подготовки производств, не использующих формат Gerber, но, тем не менее, позволяющих достигнуть высокого качества конечных изделий.

Редактор ПП имеет интуитивный пользовательский интерфейс, сходный с другими программами для Windows. Возможность написания макросов позволяет автоматизировать наиболее рутинные операции.

SPECCTRA - интерактивный редактор проводников, система авторазмещения и автотрассировки. Эта программа содержит два инструмента: редактор проводников Route Editor и автотрассировщик, которые интегрированы с редактором ПП Allegro PCB. Все правила проектирования и технологические ограничения, определенные в редакторах принципиальных схем или ПП, передаются в программу SPECCTRA и определяют стратегию трассировки. Стандартная конфигурация редактора Route Editor и автотрассировщика позволяет обрабатывать до шести сигнальных слоев и не имеет ограничений по числу компонентов, выводов и цепей. При необходимости поддержки большего количества слоев имеются дополнительные модули расширения.

Редактор Route Editor включает мощные функции прокладывания проводников в интерактивном режиме. Можно автоматически добавлять на плату переходные отверстия с учетом технологии ее изготовления и топологии новых проводников. Многоуровневый механизм отмены выполненных операций позволяет вернуться к наиболее удачной, по мнению разработчика, топологии.

Прокладку проводников можно вести в различных стилях (ортогональном, диагональном, с произвольными углами), а также - в оптимальном с точки зрения производства и предотвращения перекрестных искажений варианте. Для наиболее критических участков платы или цепей могут быть разработаны специфические правила проектирования.

При прорисовке проводников автотрассировщик SPECCTRA учитывает их реальную геометрическую форму, что позволяет значительно повысить плотность монтажа. Все электрические объекты должны быть вписаны в сетку со стандартным шагом. Возможность использования самых современных технологий - лазерного или плазменного выжигания - обеспечивает высокую точность получения сверхмалых переходных отверстий (microvia) диаметром 50...100 мкм. Обширные возможности и преимущества программы SPECCTRA позволяют ей считаться самой лучшей системой трассировки ПП.

Опубликовано в журнале "Электронные компоненты"

« Технические обзоры
Google
Rambler's Top100 Поиск электронных компонентов