目前PCB打樣的電子設計多為集成系統級設計。 整個項目包括硬件設計和軟件開發。 這一技術特性對 PCB 工程師提出了新的挑戰。

PCB打樣

一、如何在設計初期合理劃分系統軟硬件功能，形成有效的功能結構框架，避免冗余循環過程；

其次，如何在短時間內設計出高性能可靠的PCB。 由于軟件的開發在很大程度上依賴于硬件的實現，只有整機設計一次通過，才能更有效地縮短設計周期。 本文探討了新技術背景下系統板級設計的新特點和策略。

眾所周知，電子技術的發展日新月異，而造成這種變化的主要原因是芯片技術的進步。 半導體技術日趨物理化，已經達到深亞微米水平。 超大規模電路已成為芯片發展的主流。 但是，這種技術和規模的變化，給整個電子行業帶來了很多新的電子設計瓶頸。 板級設計也受到了很大的影響。 最明顯的變化之一是芯片封裝種類繁多，如BGA、TQFP、PLCC等封裝類型； 其次，高密度引腳封裝和小型化封裝成為實現產品整體小型化的時尚，如MCM技術的廣泛應用。 此外，芯片工作頻率的提高也為提高系統工作頻率提供了可能。 這些變化必然會給板級設計帶來諸多問題和挑戰。 首先，由于高密度管腳和管腳尺寸的物理限制越來越大，導致吞吐量低； 其次，系統時鐘頻率的提高帶來的時序和信號完整性問題； 第三，工程師希望使用更好的工具在PC平臺上完成復雜的高性能設計。 由此，我們不難看出PCB設計有以下三個趨勢：

1.高速數字電路（即高時鐘頻率和快速邊沿）的PCB設計已成為主流。

2.產品的小型化和高性能化，必然面臨同一板上混合信號設計技術（數字、模擬和射頻混合設計）帶來的分布效應問題。

3.設計難度的提高導致傳統的設計流程和設計方法，以及PC端的CAD工具已經不能勝任當前的技術挑戰。 因此，EDA軟件工具平臺從UNIX向NT平臺轉移已成為業界公認的趨勢。

pcb打樣高速數字系統PCB板解決方案

一般情況下，當信號互連延遲大于邊沿信號翻轉閾值時間的20%時，板子上的信號走線會表現出傳輸線效應，即走線不再是表現出集總的簡單走線表現 參數，而是分布參數效應。 本設計為高速設計。 在高速數字系統的設計中，設計人員必須解決寄生參數——實時序列和信號完整性——導致的誤切換和信號失真問題。 目前，這也是高速電路設計者必須解決的瓶頸問題。

傳統物理規則驅動的pcb打樣

我們可以發現，在傳統的高速PCB電路設計中，電氣規則設置和物理規則設置是分開的。 這帶來了以下缺陷：

在PCB設計初期，工程師需要花費大量精力進行詳細的前后端（即邏輯建立物理實現）分析，規劃出滿足電氣要求的物理走線策略。

高速效果是一個復雜的課題，不是簡單地控制布線和平行線的長度就能達到的。

設計者難免會面臨這樣的困境，即帶有虛假元件的物理規則在實際布線中并不適用，不得不反復修改規則，使之具有實用性。

布線完成后，可以使用post validation工具進行分析。 但是，如果發現問題，工程師必須返回設計并調整結構或規則。 這是一個循環冗余的過程。 這將不可避免地影響上市時間。

當設計中只有幾個或幾十個關鍵網絡時，物理規則驅動可以很好地完成設計任務； 但是當設計中有成百上千個線網時，物理規則驅動的方法就完全不能勝任設計任務了。 電子技術的發展呼喚新的方法和工具來解決設計面臨的瓶頸問題。 為了解決物理規則驅動高速設計的缺陷，業內從事高速數字電路設計EDA工具研發的有識之士提出了實時電氣規則驅動物理布局布線的思想三 年前，改革了高速數字化的設計思路。

PCB設計

一種新的電氣規則驅動的pcb打樣：互連綜合

互連綜合是實時電氣規則驅動方法的典型術語，即在物理布局布線過程中，互連綜合器根據電氣規則的約束進行實時分析，提取滿足要求的布線策略 的設計師，并使設計一次成功。 該方法通過互連綜合將電氣要求和物理實現準確地結合起來，從根本上消除了物理規則驅動方法的缺陷。

pcb打樣互連集成流程如下：

在工具中輸入噪聲約束和時序約束規則；

時序控制布局，滿足時序約束；

進行信號完整性預優化；

板級集成，確保關鍵線路網絡滿足電氣要求；

完成普通電線網絡的布線；

綜合布線優化。

電氣規則驅動方法可以在設計布局和布線之前有效地評估質量，檢測信號失真，并確定匹配網絡拓撲和合適的終端匹配結構和電阻值。 布局布線完成后，可以進行后期驗證，用軟件示波器直觀檢測波形。 此時發現的時序和失真問題可以通過路由綜合優化功能來解決。

pcb打樣金具組合及設計流程

現在很多EDA廠商都可以提供高速系統PCB設計的EDA工具，幫助用戶在該領域有效提高設計質量，縮短設計周期。 在應用電規則驅動方法的EDA系統板級工具中，最具代表性的是MentorGraphICs ICX軟件包。 最早提出互聯集成概念，也是業界最成熟的工具組合。 該軟件包具有即插即用的特點，是目前業界比較流行的。 可以集成到眾多廠商PCB的經典EDA設計流程中。

PCB打樣混合信號設計方案

隨著設計的小型化成為時尚，消費者需要高性能和低成本的商品。 為適應市場競爭，廠商要求研發人員在最短時間內開發出不同類型、不同功能配置的高性能低成本產品，以占領市場。 這給設計者帶來了許多新的設計挑戰。 例如在同一基板上采用數?；旌霞夹g，甚至射頻技術，達到設計小型化和產品功能提升的目的。 風靡全球的手機就是一個典型的例子。 業界也有相應的解決方案——設計團隊、并行設計、推導和設計重用是最典型的策略。

pcb打樣的傳統串行設計

即pcb工程師完成所有前端電路設計后，轉交給物理板級設計師完成后端實現。 設計周期是電路設計時間和板級設計時間的總和。 在小型化成為主流設計思想，混合技術被廣泛采用后，串行設計方法就落伍了。 必須創新設計方法，使用強大的EDA工具輔助設計人員進行設計，以滿足及時上市的要求。 眾所周知，我們每個人不可能成為所有領域的專家，也不可能在短時間內最好最快地完成所有工作。 設計團隊的概念就是在這樣的背景下提出并得到廣泛應用的。 目前很多公司都是采用設計團隊合作的方式進行產品開發。 即根據設計的復雜程度和不同的功能模塊，將整個設計分成不同的功能BLOCK塊，不同的設計人員和開發人員并行設計邏輯電路和PCB板； 然后在設計的頂層，將每個BLOCK塊的最終設計結果作為“器件”調入，形成整板設計。 這種方法稱為 PCB 設計重用。 通過這種方法，我們可以看到它可以大大縮短設計周期。 設計時間只是耗時最多的BLOCK塊的設計時間和后端接口連接處理的時間之和。

pcb打樣工具的標準化和第三方工具的集成

目前有多家廠商從事PCB設計自動化（EDA）工具的開發，如Cadence、Synopsis、MentorGraphics為主要的EDA工具供應商； 此外，還有許多其他 EDA 制造商。 EDA涉及領域廣泛，包括網絡、通信、計算機、航空航天等，產品涉及系統板卡設計、系統數字/中頻模擬/數?；旌?射頻仿真設計、系統IC/ASIC/FPGA設計/仿真/ 驗證、軟硬件協同設計等。任何EDA供應商都很難提供最強的設計流程來滿足各種用戶的不同設計需求。 從市場份額來看，Cadence的強勢產品是IC板卡設計和服務，Synopsis的強勢產品是邏輯綜合，MentorGraphics的強勢產品是PCB設計和深亞微米IC設計驗證和測試。 毫無疑問，現代電子設計越來越依賴于 EDA 工具和技術。 EDA廠商采用產品標準化的方式來滿足用戶的需求。 許多設計師在設計過程中采用了多家公司的強大產品，形成了最佳的設計流程。 EDA廠商提高了自身強大產品的兼容性和集成第三方產品的能力，以滿足用戶的潛在需求。

pcb打樣衍生技術

以民用產品為主的pcb廠商，為了滿足不同層次用戶的需求，往往需要開發不同功能和檔次的產品來占領市場。 以往我們往往采用不同的設計流程來開發不同功能的產品，即用不同的設計數據生產不同功能的板來實現產品。 缺點是增加了成本和延長了設計周期，增加了產品的人為不可靠因素。 現在很多廠家采用衍生技術來解決上述問題，即從同一個設計工藝數據中衍生出不同功能系列的產品，以達到降低成本和提高質量的目的。 為了滿足用戶的需求，許多EDA廠商在產品中加入了Derived Rule Check（DRC）功能，例如MentorGraphics的boardstation、Zuken Redac等。以boardStation為例，它提供了完整的功能，從 前端電路設計派生功能模塊分配到后端物理版圖規則檢查、不同派生產品的元器件明細表生成、生產加工數據繪圖數據和加工裝配圖等，從而 徹底結束這種PCB設計難題。