PCB科技 - 電路板設計的並行設計方法

在PCB電路板設計中，與傳統的將設計分為幾個部分並獨立完成每個部分的方法不同，這項新技術可以在一個公共資料庫上創建並行流程，並可以自動同步流程變化，解决可能的相互問題。 衝突 這是EDA行業的第一次。

自20世紀90年代CAD在電路板設計中被廣泛採用以來，製造領域一直在通過自動化和工藝優化方法不斷提高設計生產力。 不幸的是，隨著電路設計軟體技術的不斷創新，對支持新訊號、組件或板級製造技術的需求也在新增，囙此整個設計時間幾乎沒有縮短（甚至更長）。

如果設計方法沒有根本性的改變，軟件將永遠扮演硬體技術的追隨者的角色，而不是成為開發曲線上的領導者。 多個工程師在同一設計上工作的並行工程技術一直是生產力突破的有效法寶。 傳統的分而治之的方法將設計分為幾個部分，分配給每個工程師，最後將各個部分連接起來，並使用強制措施（根據預定義的規則自動做出決策）或巧妙的手段（允許工程師逐一解决衝突）解决所有衝突。

這種方法對電路原理圖設計非常有效，因為它可以根據功能直接將設計劃分為多個模塊和頁面。 即便如此，這種方法仍然需要大量的手動操作來解决模塊之間的互連問題，如訊號名稱衝突、組件遺失等。只要設計者看不到對方在做什麼，這些錯誤就很可能發生。

如果一種並行設計方法允許多個設計師同時進行同一設計，可以看到其他設計師製作的編輯內容，並且可以實时自動管理各種潜在的衝突，那麼這種並行設計方法就可以實現。 最佳靈活性和生產力。

1.並行設計架構

新的並行設計科技需要一個設計過程管理器（服務器）和多個在網路環境中運行的設計用戶端。 服務器軟件的主要工作是接收來自每個用戶端的更新請求，檢查請求以確保沒有違反設計規則，然後根據更新內容同步每個用戶端。

每個用戶端都必須有自己的專用處理器和記憶體。 新的並行設計架構還假設通信系統可以支持用戶端和服務器之間實时有效交換資訊所需的最小頻寬和最大延遲。 每個用戶端都可以看到整個設計，並在服務器處理其他用戶端編輯時觀察它們。 允許將設計資料庫存儲在網絡上的任何位置。

這種並行設計架構允許多個設計者在同一時間進行相同的設計，而不必在邏輯上或以任何其他管道劃分設計。 這是一個真正實时的協同設計環境，在該環境中，不會出現與分割邊界和分割連接操作期間管理數據完整性有關的所有問題。

由於多個設計師可以在沒有任何限制的情况下並行進行同一設計，囙此可以顯著縮短整個設計週期。

每個設計都有一個相關的設計團隊，只有團隊成員才能訪問設計數據。 任何團隊成員都可以在服務器和單個用戶端上啟動設計會議。 其他客戶可以隨時參加會議。

設計最初加載到服務器上。 當用戶端加入會議並自動將服務器設計的當前狀態下載到用戶端的記憶體時，用戶端將被初始化並同步。 一旦用戶端加入設計會議，它就可以使用應用程序中可用的標準編輯工具編輯設計。

編輯事件是由用戶端發起的獨立活動，並作為更新請求發送到服務器。 例如，將設備從點a移動到點B構成編輯事件。 事件的開始是選擇設備，事件的結束是用滑鼠點擊（或等效輸入）訓示新位置。 編輯事件作為事務發送到服務器，該事務描述了要删除的內容和要添加的內容。

用戶端生成的每個編輯事件在發送到服務器之前都必須執行本地設計規則檢查（DRC），然後根據先進先出原則設定編輯請求的優先順序並進入輸入消息隊列。 服務器收到編輯請求後，將其集成到設計資料庫中，然後執行DRC。 如果沒有發現問題，則會準予編輯請求，並通過輸出消息隊列將其發送給所有用戶端，以同步用戶端的內部覈心資料庫。

大部分計算時間都花在了本地用戶端上。 在用戶端添加、編輯和删除目標對象，並同時執行與這些編輯相關的所有自動操作（如推送、擠壓和平滑）。 與用戶端相比，服務器的負載相對較輕，囙此不會影響系統性能。 對該環境的測試表明，服務器的響應速度非常快，不會降低用戶端的速度。

2.電路板自動接線

並行設計科技的第二個應用是電路板的自動佈線。 分佈式自動佈線多年來一直是電路板佈線軟件的“利器”。 以前，IC路由器已經被轉換為在分佈式環境中運行。 然而，電路板佈線問題卻大不相同。 直到現在，人們仍然認為自動路由器必須適應，以充分利用多臺電腦的優勢來完成相同的設計。 軟件供應商和協力廠商工程師也曾多次嘗試實現可接受的效能改進，但都以失敗告終。

新的並行設計科技所採用的體系結構可以解决分佈式佈線環境中的大多數關鍵問題，並且知道如何預防或解决衝突。 類似地，服務器扮演設計過程管理的角色，來自每個自動路由器用戶端的請求被集成、檢查並廣播到服務器中的其他用戶端。 所有自動路由器用戶端都保持同步，囙此當在本地添加新的佈線路徑時，佈線路徑衝突的可能性很小。

3.集成高效工具

由於電路設計是一個包括許多步驟和規則的過程，為了獲得卓越的生產力，必須緊密集成最高效的點工具。 數據和規則必須在整個設計過程中流暢地流動。

在過去的20年裏，EDA行業經歷了前所未有的並購。 囙此，軟件供應商的設計過程依賴於許多工具的集成。 此外，大公司需要將許多軟件供應商的工具集成到他們自己獨特的設計過程中。

權宜之計是編寫一個介面，通過該介面將一個工具的ASCII輸出轉換為其他工具的ASCII輸入格式。 在這樣做的過程中，將生成數百個ASCII介面，每個介面都用於克服常見的資料模型和規則不相容問題。

這種集成方法的基本要求是，所有應用程序都必須具有完全相容的資料模型。 每個應用程序在處理數據時可能使用不同的工具和不同級別的自動化，但每個應用程序必須能够接收更改並識別它們，以便知道下一步該做什麼。

還可以使用並行設計科技來集成應用程序以執行一組特定的任務，例如創建、放置、佈線和編輯嵌入式設備。 如果是這樣，那麼該應用程序可以被自動限制為僅允許使用這些特定功能。

4.電路板設計

將並行佈局與並行集成所需的科技相結合，可以形成一個環境，在該環境中，設計過程中的多個不同應用程序可以被多個設計師同時集成和使用。

例如，電路板設計、原理圖設計、約束管理、佈局設計、三維機械設計類比和製造應用程序的並行設計方法可以以某種管道集成，允許所有這些應用程序同時投入使用，同時在整個設計過程中更新和同步所有編輯事件。 即使在混合環境中，也可能出現多個類似的應用程序，例如多個佈局工具。

由於多個應用程序同時運行，工程師可以快速瞭解添加路徑的信號完整性影響。 例如，在為蜂窩電話設計的三維機械系統中，可以立即更新和檢查設備在佈局中的移動。