高速高密度PCB设计新效率自动布线和并行设计

高速高密度PCB设计新效率自动布线和并行设计

效率的选择：自动布线和并发设计

原理图设计不仅仅是“描出”电路，还有很多其他的要求。 原理图设计工具应该能够将这些需求带到下一个环节，支持自动布线、功能仿真等。

为了寻找更高效的设计路径，解决产品上市的时间压力，快速将产品推向市场，自动布线和并行设计技术应运而生。 

“如果能利用好自动布线技术，我们可以减少绘图时间，将PCB设计效率提高一倍以上。” 然而，要实现自动布线，需要借助电气化规则管理器，将系统设计工程师和硬件设计工程师的电路设计需求传递给PCB工程师。

对于早期比较简单的系统，通常的做法是硬件工程师把设计要求一一写下来，告诉PCB设计工程师怎么做。 但对于复杂的系统，面对成千上万的连接和无数的需求，硬件工程师无法一一记录这些规则，PCB设计工程师也无法一一检查和实施。 这时就需要一个电气化的规则管理器来管理各种设计需求，硬件工程师和PCB设计工程师可以在同一个规则管理器的基础上协同工作。 CADence的规则管理器Constraint Management（简称CM）已无缝集成到其原理图设计工具和PCB设计工具中。 原理图设计完成后，硬件工程师的设计要求（电气性能、DFT、DFM规则等）被CM自动带到下一个环节，系统根据这些规则自动布线。 因此，自动路由是基于约束规则驱动的自动路由，但同时必须有一个路由器能够很好地理解和完成这些约束规则。 Cadence的Specctra可以使两者很好的统一。

对于自动布线技术，陈兰冰建议，“如果一个公司没有掌握好技术，那么信号完整性问题就不容易解决，所以建议不要使用自动布线。因为如果规则定义不好， 自动接线将无法正确驱动。” 无论工具多么发达，计算机都无法完全取代人脑行为，因此不可能实现100%自动布线。 上面我们提到的自动路由实际上是一种交互式的自动路由，需要人的参与。 在自动路由之前，还需要进一步手动确定一些规则； 自动布线完成后，工程师需要对其进行验证和修改。

对于传统的、低速的系统设计，很多工程师可能都有过这样的经历。 他们使用 Cadence 的 OrCAD 绘制原理图，使用 Mentor 的 PowerPCB 进行布局和布线。 这种方法不再适合高速设计。 “数据在不同厂家的工具之间无法完全转换。例如，传统的读取网表的方法无法将原理图中的一些电气属性和要求带入PCB设计中，因此不适合高速设计。”

除了自动布线之外，并行设计也是提高大型系统设计效率的有效途径。 并行设计，即协同设计，就是将一块电路板分成几个部分，由几个人同时进行设计。 据于立夫介绍，Mentor GraphICs工具目前已经能够实现并发设计。 如果您将设计保存在一台机器上，另一台机器可以立即看到它，并且两侧的连接可以自动连接，这可以减少集成不同设计的任务。 Youliff表示：“今年年底，Mentor Graphics的完全动态并行设计工具extremePCB将推向市场。届时，工程师可以像在线CS一样进行完全实时的并行设计，即他们的 设计方案可以实时互相看到，可以方便异地工程师之间的协作。” 对于并发设计来说，不仅需要好的设计工具，还需要好的设计方法。 他建议并发设计不要太细，也不要太宽泛，2到3人为宜，否则思路太分散，不利于设计。 PCB组装和PCB加工制造商解释了高速和高密度PCB设计的新效率选择：自动布线和并行设计。