使用Mentor公司PCB设计工具(DxDesigner及Expedition PCB)的设计体会

       根据课题需要，我们要搭建一个雷达信号处理的硬件平台。在此平台上，有4个DSP(C’6203)及多个高速同步RAM，总线频率100Mhz。我们选用我所新近购买的Mentor公司的PCB工具作为设计手段，目的是熟悉使用该软件，进行必要的仿真，使设计能够尽可能一次成功。经过3个多月的工作，我们最终完成了两块10层板的设计工作。这段时间中，对Mentor的Dxdesigner及Expedition PCB进行了熟悉使用，现将这段工作的设计体会进行简单的总结。
关于Expedition的设计思想

       对于大部分硬件工程师来讲，PCB设计使用最多的恐怕就是protel，因此在使用Expedition做PCB设计时不自觉的就会把两者设计思想进行比较，从本质上来讲，两者并无什么不同，都是符号，封装，互连关系，但是在具体形式上，Expedition比起Protel要更为细致。Protel在设计时只需要两个库：符号库及封装库，原理图设计时在元件的属性中进行两者的对应，然后生成网表文件，就可以带入到PCB中进行布局布线,如图1所示。

       与此不同，Expedition中引入了中心库(Central library)的概念，符号(Symbol)与封装(Cell)的对应是在中心库中完成，形成器件(Part)。可以说，中心库是整个设计的基础，从焊盘定义，封装制作、符号与封装的对应，都在中心库中完成。在进行原理图设计时，可以从中心库中调符号，当然也可以自己建立本地符号库，但是在进行编译之前，要用中心库中的符号代替自己建立的符号，并在符号的属性中指定与中心库中Part的对应关系，同时指定中心库路径，这样才可以完成编译，进入下一步PCB的流程(图2)。

前端输入工具(DxDesigner)

       我所购置的Mentor软件的前端管理工具是DxDesigner。由于我们手中没有现成的中心库可用，时间又比较紧张，在设计之初，我们采用的是两个人分头进行的设计方法：一个人负责建立符号库及原理图设计，另一个人则负责作封装库，到基本完成后再整合在一起。

       原理图设计工具是viewdraw，在viewdraw的环境中也可以编辑制作符号，符号(symbol)创建有导航，在编辑时比较方便，也可以用VHDL或Verilog语言作为输入源，由于现在器件公司网站上一般都会提供语言的描述，所以有时候会比较快，但是用这种方式做出来的符号往往管脚排列不规则，需要改动，有时并不比手动输入时方便多少；元器件的属性种类比较丰富，但常用的基本属性就几个，只要填写正确一般也不会出大问题；他的路径设定比较麻烦，若想把在别的机器上的设计拷过来，必须先进行归档(Archive)操作，把库、设计数据进行打包，这样的工程才能在新的机器上打开；原理图编辑功能也都大同小异，总的感觉，它的原理图输入工具没什么优势可言，输入的方便性及直观性都比较一般。

        库管理工具(Library Manager)主要用于中心库的创建及管理工作，它主要包括四个部分：焊盘堆(Padstack),符号(Symbol)，封装(Cell)，元件(Part)，分别由各自编辑器来完成编辑工作。此外，中心库管理器还提供了导入导出功能，可以与别的中心库进行较为方便的数据交换。

       焊盘是封装的基础，因此一般先建焊盘，焊盘堆编辑器中提供的焊盘种类很丰富，能满足各种需求，除非特殊需要，一般情况下都选用通孔和表贴焊盘，只是孔径有所区别。封装建立时有导航器，可以根据需要选择不同的封装种类，然后选择管脚间距，确定焊盘，较快的生成封装。符号部分可以由符号编辑器完成,我们由于大部分符号在画原理图时已经建好，因此可以直接导入。最后一步就是生成元件(Part),这个过程虽然比较简单，只需在编辑器中导入相应的符号及封装进行对应，但是对于管脚比较多的器件来讲，非常容易出错，如果在原理图里管脚定义有问题，在建元件(Part)时并不容易检查出来，但在进行原理图编译时就会报错，提示为原理图的符号与中心库里的元件不匹配(Dismatch), 因为给的提示信息太少，这样的错误非常难找。我们在设计时就碰到了这样的困难，花了很多的时间和精力来解决原理图中的符号与中心库的元件不匹配的问题。

PCB设计工具(Expedition PCB)

        当原理图编译成功，数据进入公共数据库，选择合适的PCB模板，就可以进行PCB设计。相比与原理图设计工具，Mentor的PCB工具(Expedition PCB)优势还是相当明显，从布局、布线到调线功能都非常强大。

        在进入PCB设计环境后，先指定中心库，进行前标(Forward Annotate)，将公共数据库中的数据导入到PCB的设计环境中，这时候元器件的封装及互连关系就已经确定，就可以开始着手进行布局的工作了。如果是从头开始的话，可以将所有器件一下全部放到PCB板上，也可以一个一个放，我们使用的方法则是与原理图连接的交互布局方法，就是把原理图和PCB进行连接(Connection),根据原理图来选择放什么器件，这样的好处是比较关键器件位置一开始就做到心里有数，等大的、比较关键的器件放完之后，再可以把剩下的器件都放在板子上进行调整。