电路板级仿真的重要性

    大部分电子设计工程师只设计印刷电路板，而不设计集成电路。用于PCB设计的EDA工具软件的销售量只占整个EDA销售额的很小一部分。造成这种反差的原因是许多电路板设计工程师不接受仿真工具，尽管IC工程师将仿真视为设计过程的一个基本步骤。本文分析了造成这种差异的原因，并介绍了EDA工具发展迅速的原因及工程师应该予以关注的领域。
一、逃避电路板设计仿真的原因
    电路板设计中没有普及仿真的原因主要有三个：使用复杂、缺乏仿真模型和成本太高。首先，到目前为止，PCB仿真软件的使用仍然相当复杂，因而在电路板设计工程师中形成了“仿真过于复杂”的观念。其次，许多电路的仿真模型无法找到，因此要仿真完整的电路几乎没有可能。
二、印刷电路板设计回顾 
    用自动布线工具来处理日益复杂的元器件之间的互联。此后，电路的工作速度不断提高，功能不断翻新，元器件之间连线的物理尺寸和电路板的电特性日益受到关注。 半导体技术的发展对PCB设计的影响很大。数字器件复杂度越来越高，门电路的规模达到成千上万甚至上百万，现在一个芯片可以完成过去整个电路板的功能，从而使相同的PCB上可以容纳更多的功能。可编程芯片已成为许多电路板设计必不可少的器件。
三、电路板级仿真的发展动力   
    在激烈竞争的电子行业，快速地将产品投入市场至关重要，传统的PCB设计方法要先设计原理图，然后放置元器件和走线，最后采用一系列原型机反复验证/测试。修改设计意味着时间上的延迟，这种延迟在产品快速面市的压力下是不能接受的。
    至今为止，电路板设计工程师选择的工具还仅仅局限在电路图设计、PCB布线和自动布线工具。当仿真模型完整，设计工程师愿意利用仿真工具时，工程师偶然也会采用仿真软件进行设计，但通常只局限在一部分电路。 
四、EDA供应商的反应
    EDA供应商根据PCB设计的发展和电路板设计工程师的需要，采取重大步骤消除妨碍PCB仿真软件应用的障碍，从而使设计工具操作更方便、模型更完备、成本更低。     
    目前，所有仿真技术已经可以集成在一起实现协同仿真，在单一集成环境下，设计工程师可以获得总的仿真结果。不同仿真引擎的接口和通信对工程师是不透明的，他们只需关心过去用传统仿真软件无法仿真的芯片模型。协同仿真为包含FPGA和CPLD的电路板提供了一种理想的测试工具。软件工具的变革，使PC硬件的数量按指数规律增加，但价格反而越来越低。软硬件成本的降低实际上已经消除了PCB仿真的瓶径。
五、总结
    PCB设计软件的发展缩短了设计周期和电子产品推向市场的时间，现在许多电路板设计工程师认为仿真与建立原理图及布线一样至关重要。竞争迫使EDA供应商不得不提供操作更简便、功能更多、成本更低的软件。 PCB设计领域下一个技术飞跃很可能是协同仿真软件的应用，协同仿真软件使得基于HDL模型的数字器件可以和模拟元件以及基于SPICE模型的小规模数字芯片同时仿真，这些器件都是同一块PCB上的部件。