MentorGraphics公司PCB设计平台解决方案

MentorGraphics公司PCB设计平台解决方案1.1系统级PCB设计流程MentorGraphics公司能够提供全线的系统及PCB设计、仿真及标准化解决方案，如下图所示。图2PCB设计、仿真及标准化解决方案1.2模块说明1.2.1DxDesigner完备的高性能原理图输入工具DxDesigner是原理图设计输入的完整解决方案，包括设计创建、设计定义和设计复用。提供强大的原理图输入功能，实现PCB网表的自动转换，支持LMS（LibraryManagementSystem）库管理系统，确保快速而方便地选择最理想、最便宜同时也是最容易采购的器件；DxDesigner支持层次化分页式模块化设计，方便实现设计复用缩短设计周期；集成的仿真和高速电路分析环境确保概念设计阶段电路功能和性能满足设计指标，从而减少失误导致的设计反复；设计数据集中管理确保企业内部从采购到生产各部门之间数据信息的高度一致性，进一步提高效率并且降低失误。图3DxDesigner设计界面DxDesigner是一个业界广泛使用的、通用的前端原理图设计工具，其兼容性可表现为三个方面：--兼容Protel/Altium设计DxDesigner提供Protel/Altium转换器，可与Protel/Altium进行设计原理图和符号库进行双向数据转换。--兼容Cadence（OrCAD）与PowerLogic设计DxDesigner提供OrCAD/PADSLogic转换器，可直接导入OrCAD与PADSLogic环境下的设计文件和符号库，转换过程中不丢失任何设计信息。--兼容各种格式的PCB网表与物理设计规则输出DxDesigner支持PADSLayout、CadenceAllegro、Expedition、BoardStation、Zuken等多种格式的PCB网表输出与物理设计规则输出。1.2.2ExpeditionPCB高速高密度PCB设计工具ExpeditionPCB为设计师提供了用于复杂PCB物理设计、分析和加工一整套可伸缩的工具，它将交互设计和自动布线有机地整合到一个设计环境中。设计师可以定义所有设计规则，包括高速布线约束，创建板型，布局，交互布线和自动布线，直到加工文件生成。ExpeditionPCB没有任何设计规模的限制，没有层的限制、器件数量、网线数量和引脚数的限制，提供给设计师最大的设计空间。ExpeditionPCB的核心-获业界大奖的AutoActive自动布线器是基于形状的无网格布线器，布线速度极快，布线的可加工性首屈一指。它实现真正的45度布线，并完全支持当今各种复杂封装如BGA、CSP、COB和微过孔、埋孔、盲孔等加工工艺。其器件放置推挤后自动线调整，大面积覆铜处理方法皆独一无二。图4ExpeditionPCB设计界面XtremePCBPCB协同设计技术XtremePCB是一场革命性和令人兴奋的新技术，使多人同时完成一个设计成为可能。和传统的需要分割-合并的团队协同设计方法学不同，XtremePCB不需要任何的物理分割，每一个设计者可实时看到其他同伴的编辑动作。因为不需要额外的培训的和复杂的设置，设计者可在任何时候从世界的任一角落参与协同设计，完成时间紧急的项目，极大地缩短设计时间，XtremePCB对大型复杂的设计和混合技术的PCB设计是一种理想的选择。Advancedinterconnection高级互连布线在BGA、CSP、COB和DCA封装盛行的板级设计中，密度越来越大，高级互连布线技术及盲埋孔的应用也日益流行。积层法和微过孔结构的采用使得板极设计变得更加复杂，ExpeditionPCB针对高级互连设计提供领先的技术。ExpeditionPCB支持定义复杂的过孔规则和布线规则。过孔可在任意两层间设置，除了传统的层压结构，ExpeditionPCB支持在层压上积层的技术以解决高密度多管脚器件的布线出口问题。采用积层技术的层上可以采用比它下面采用层压技术的层上更小的布线间距。ExpeditionPCB可以设定过孔的间距和和信号延迟值。此外，在BGA扇出和管脚交叉的连接器扇出时，它支持真正的45度布线，并采用区域规则使高密度区域出线变得更加便利。RF射频电路设计许多PCB设计，例如手机和无绳电话，射频电路与数字电路、模拟电路紧密集成，在ExpeditionPCB中可实现灵活的射频电路设计。通过IFF/AgilentADS接口，射频数据的设计、仿真和验证结果可直接输入DxDesigner和ExpeditionPCB，或从它们输出到AgilentADS，确保数据的同步和完整性。EP埋入式电阻、电容技术EP技术是在PCB印制电路板上使用新材料和方法制作无源器件，通过在印制电路板中埋入电阻、电容、电感来代替传统的表面贴装无源元件来实现的。因为埋入式元件不需要焊点,造成PCB可靠性缺陷的主要问题——焊点缺陷得以减少，同时，直接的材料和转化费用的减少降低了生产成本，又增加了工厂的生产速度，此外，EP技术可以大大节省PCB电路板上的空间，实现产品的小型化和低功耗。在ExpeditionPCB图5贴装电容和EP电容的比较1.2.3LibraryMananger中心库管理器LibraryManager为整个电路设计提供了创建、维护各类模型库的环境。独有的中心库技术为库管理建立了整个系统库的唯一位置，中心库可以由库管理员或者建库部门管理和开发各种库单元，包括元件库、PCB封装库、焊盘库以及设计模板。通过授权管理，不同的设计师可修改、开发库，或者只能调用库单元。有管理的共享库结构，既能最大限度地提高设计效率，避免重复建库工作，又可以防止对库的任意操作而破坏整个库的结构和库单元信息的完整性和正确性。中心库各类模型库基于同一数据库管理，而不是其他工具那样的基于文件管理，库与库之间紧密相关。对库单元的任何操作，只能在不破坏其他库单元的前提下方可完成，以保证库的一致性。LibraryManager中包括的各种库开发工具，大量采用了参数化和模板化技术，包括BGA、QFP、PLCC、DIP、SOIC、EdgeConnector的20种左右的最常见封装模板，效率比非采用该项技术的工具可提高几十甚至上百倍。1.2.4HyperlynxAnalog数模混合电路仿真工具模拟电路及数模混合电路仿真器，给PCB设计提供了一个完整的仿真和分析环境，和DxDesigner紧密结合，基于DxDesigner原理图进行仿真。支持多语言模型的混合仿真如：C,VHDL,Verilog,VHDL-AMS,Verilog-AMS和SPICE。支持直流/交流/瞬态,蒙特卡洛分析等多种高级分析方法。图6HyperLynxAnalog用户界面1.2.5HyperlynxSI信号完整性仿真工具HyperlynxSI包括前仿真规划、设计空间探测、设计约束生成和设计验证工具，后仿真分析检查工具，和多板分析模块。它们紧密的集成在DxDesigner－Expedition流程中，实现了设计、仿真和实现的无缝连接。HyperlynxSI具备了多模型混和仿真能力（EBD、SPICE、S－Parameters、IBIS）和分析高速串行信号必需的眼图分析功能，其仿真的结果可以直接导入到PCB流程中，既可以快速的搭建拓扑结构，也可以从设计中导入网络连接关系进行仿真。强大的设计空间探测，能够方便的按要求对器件参数、传输线以及叠层等参数扫描，并输出三维的图形，帮助工程师快速的找到最佳设定。配备的专业波形分析工具可以协助工程师完成复杂的波形分析，同时提供了多达13500个经过验证的IBIS模型。HyperlynxSI中的后仿真分析工具，可以交互的或全自动地分析布局布线后PCB的SI方面的问题：包括信号延时、过冲、下冲、信号间串扰、信号反射等，并且可以进行What-If分析，评估可能的解决方案。HyperlynxSI对于包含多板的高速数字系统的设计提供完整的解决方案。只要支持信号完整性、串扰和EMC仿真分析。图7HyperLynxSI信号完整性分析界面1.2.6HyperlynxPI电源完整性仿真工具HyperlynxPI可帮助设计师在设计早期在设计早期发现供电系统问题，甚至可以在layout之前就发现电源设计中的问题，从而减少设计跌代，缩短设计周期，提高产品可靠性。应用HyperlynxPI，通过DC分析，查找过大直流压降和电流密度，确定是否有足够的覆铜或缝合过孔；通过AC分析，确定PDN的阻抗，确定去耦电容的大小，数量，安装方式和位置，测试电源平面的间距和位置，检查电源噪声在系统中的传播。同HyperlynxSI一样，HyperlynxPI也分前仿真分析和后仿真分析验证，前后仿真均支持压降分析，最大电流分析，去耦分析和平面噪声分析。图8HyperLynxPI分析界面1.2.7QuietExpertEMC专家系统QuietExpert是MentorGraphics公司的高性能EMI/EMC专家系统，利用美国密苏里罗拉大学EMC实验室的研究成果，提供多种干扰源类型的电磁干扰分析，并根据相关的条件计算出电磁辐射的频谱。用户可以使用不同的本地标准，通过频谱图获得电子产品的EMI/EMC特性。内嵌可扩展的规则检查器允许用户将自己的EMC经验规则加入，对PCB进行设计规则检查。QuietExpert可以提供上升沿、下降沿、频率或占空比可调的方波激励信号，通过对信号进行时域上的计算和仿真，以分析传输线、门特性对系统时序及信号质量的影响。综合门特性和PCB布局布线引起的延时、阻抗和容抗等传输线特性，做出综合信号仿真，提供给工程师设计高速电路必需的信号仿真及分析手段，并允许用户根据仿真结果改变元器件类型和参数，以达到理想的信号质量。完备的EMC的方法QuietExpert能够提供给板级设计师及版图工程师一个强有力的方法，对于PCB设计中不正确或危险的布线结构而导致EMI问题进行检查。工具不仅能够通过高亮的方法定位错误，还能够报告产生问题的原因及可供参考的解决方案。它可以在版图的设计过程中被应用，即使只完成了部分布线，使设计者在完成版图前及时的得到反馈。简单易用的模型使所有的设计团队在设计中受益。在板级设计中及早的进行潜在EMI分析是唯一最有效的方法。基于EMC的设计规则检查器QuietExpert分析的核心是先进的设计规则检查器（DRC）。DRC分析是基于物理和电参数验证设计、测定问题的区域，结合所允许使用的工具进行全面的EMC分析。强有力的API能够创建复杂的设计规则检查（DRC），包括基于频率可改变的物理规则参数。在实际设计中高频节点必须按照严格的约束进行布线，而不是降低频率或放宽约束。规则也能够被参数化，基于设计的类型或产品线方便的调整。图9QuietExpert分析界面1.2.8HyperlynxThermalPCB热分析仿真工具HyperLynxThermal可以对印刷电路板的热效应进行准确、可靠的分析。通过确定印刷电路板的温度及其梯度，器件和焊点的温度，设计者可以方便地确定设计中潜在的散热及可靠性问题。由于采用了局部变步长的有限元微分算法，与传统的有限元算法相比，其计算速度大大提高。针对热传导，对流和辐射情况，HyperLynxThermal可建立复杂的三维气流与热场模型，并考虑器件上是否加装了散热片，芯片风扇及导热垫等散热装置。HyperLynxThermal的分析结果与实际测量误差小于10%，可确保分析的准确性。HyperLynxThermal可以分析多层和不规则形状的电路板、混合电路板或子电路板；电路板可放置在机柜的内部或边缘，并由螺栓连接到散热器上，考虑了相邻电路板或机箱壁的影响；电路板可在一个封闭的空间内由其边缘的楔形锁扣冷却或在开放的系统中强制对流冷却；气体的流动可以是自然的或强制对流的，封闭的系统可由热交换器冷却；建模时也可以考虑重力、气体压力及气体流动方向的作用，可以考虑各向异性配线；器件上可以安装散热器、热管、芯片风扇和导热条；可以重新布置过热的元器件。图10HyperLynxThermal热分析三维显