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PCB 设计复用
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摘要:本文介绍了一种 PCB 设计复用方法，它是基于 Mentor Graphics 的印制电路板设计工具 Board Station 进行的。一个设计可以复用另一个设计的部分或全部电路，也可以对自身的部分电路进行复用，本文以第一种方式为例进行讨论，第二种方式与它相似。
引言
随着科技的不断发展，PCB 板趋向小型化、多层化与复杂化。特别是高速印制板，需要经过很长时间的反复调试才可以定型。如果已有一个定型的设计（A），现需要一个部分电路与其相同或相似的设计（B），
传统设计流程如下：
图 1：传统设计流程图
由此流程图可以看出，设计 B采用设计 A的思想，人工重复了设计 A 的设计过程。
实现方法
Board Station 作为一个大型的 EDA 软件，不仅应用范围广、功能强，而且所有设计文件都以 ASCII
码格式保存，允许用户修改设计数据，PCB 设计的复用提供了基础。
打开一个 PCB 设计，其主要文件结构如下：
图 2：Board Station 软件主要文件结构
Schematic 路径下为原理图数据文件；Design_geom 路径下为物理器件（Geometry）数据文件；Pcb路径下为印制板数据文件,其中 comps 为元器件（Component）数据文件，包括器件标号（Reference）、逻辑符号（Symbol）、对应物理器件（Geometry）、在印制板上的位置（Board_location）以及特性（Properties）等信息；Nets 为网表数据文件；traces 为印制板连线数据文件，包括网表名称（NET）、
连线宽度、所在物理层，起始及终止点坐标等信息。一个设计下的文件远不至于此，但其它文件均可由 Board Station 自动生成或者派生。
Board Station 包括Design Architect、Librarian、Package、Layout、Fablink 五个模块。假设设计 A 是现在正在进行的设计，设计 B 为需要复用的设计。首先，在 Design Architect 模块打开设计 A ，将设计 B 被复用部分的原理图拷贝到设计 A；然后，将设计 B 被复用部分的物理器件（Geometry），从设计 B 的Design_geom 路径下拷贝到设计 A 的Design_geom 路径下；第三步，将设计 B被复用部分的元器件（Component）数 据从设计 B 的 comps 文件拷贝到设计 A 的 comps 文件中；第四步，参考设计 B Nets 文件中被复用部分的网表（NET）数据，修改设计 A 的 Nets 文件中的相应部分；最后，将设计 B 的 traces文件拷贝到设计 A 的pcb 路径下，实现 PCB 设计复用。
应用举例
以下以设计 A 为正在进行的设计，设计 B为被复用的设计，举例说明 PCB 设计复用的实现方法。
图 3：设计B的印制板图及原理图
图 4：设计A的原理图
按照以下步骤执行：
1． 在Design Architect 模块照图 4 画设计A 的原理图，存储。
2． 进入设计 A 的Librarian 模块，建立物理器件（Geometry）以及映射文件（mapping file）等。
若图4中的器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 中任何一个对应的物理器件（Geometry）与图 3 中相应器件的物理器件（Geometry）不同，将设计 B 的Design_geom 路径下相应的物理器件（Geometry）拷贝到设计 A 的Design_geom 路径下。即器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 在设计 A 和设计 B 中的物理器件（Geometry）必须相同。
为了保证图 4 中的器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 所对应的物理器件（Geometry）在设计 A 和设计 B的印制板上位置相同，将设计 B 的印制板 Geometry（Board）由设计 B 的 Design_geom 路径下拷贝到设计A 的Design_geom 路径下，然后在 Librarian 模块对其进行修改。完成所有功能后，存储并退出。
3． 进入设计 A 的 Package 模块，建立逻辑符号（Symbol）与物理器件（Geometry）的对应关系，完成所有功能后，存储并退出。
4． 修改设计 A 的comps 文件。
在 Board Station 软件的任何一个模块中，采用下拉菜单 MGC-->Notepad-->Open-->Edit...
打开设计 B 的comps 文件，将与器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 有关行选中并复制（Copy）。
打开设计 A 的comps 文件，将与器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 有关行选中并删除（Delete），然后
粘贴（Paste）。
即器件U1、U2、R1、R2、R3、R4 在设计A 和设计 B 的comps 文件中的内容必须相同。
5． 修改设计 A 的Nets 文件。
# BOARD STATION NETS FILE FORMAT 1.0
# Application : PACKAGE v8.6_4.1 Thu May 20 11:26:46 PDT 1999
# date : Saturday October 14, 2000; 04:30:40 #
NET '/N$2' U3-4 U7-2
NET '/N$3' U3-5 U6-2
NET '/N$4' U3-1 U8-1 U4-2
NET '/N$7' U2-14 U3-7
NET '/N$8' U2-13 U3-6
NET '/N$9' U2-18 U3-9
NET '/N$10' U2-17 U3-8
NET '/N$29' R1-2 U2-3
NET '/N$30' R2-2 U2-4
NET '/N$40' R3-2 U2-7
NET '/N$41' U2-8 R4-2
NET '/N$45' U1-14 U3-11
NET '/N$46' U1-13 U3-13
NET '/N$47' R1-1 U1-18
NET '/N$48' R2-1 U1-17
NET '/N$49' R3-1 U1-16
NET '/N$50' U1-15 R4-1
NET 'GROUND' U5-2 U3-10 U7-1 U8-2 U6-1 U1-10 U2-10
NET 'VCC' U5-1 U3-20 U4-1 U1-20 U2-20 （表 1：设计 A 的Nets文件）
# BOARD STATION NETS FILE FORMAT 1.0
# Application : PACKAGE v8.6_4.1 Thu May 20 11:26:46 PDT 1999
# date : Monday November 20, 2000; 12:52:50 #
NET '/N$9' R1-1 U1-18
NET '/N$23' R3-2 U2-7
NET '/N$25' R5-2 U2-13
NET '/N$27' R7-2 U2-17
NET '/N$230' R2-2 U2-4
NET '/N$231' R4-2 U2-8
NET '/N$232' R6-2 U2-14
NET '/N$233' R8-2 U2-18
NET '/N$234' R1-2 U2-3
NET '/N$235' R2-1 U1-17
NET '/N$236' R3-1 U1-16
NET '/N$237' R4-1 U1-15
NET '/N$238' R5-1 U1-14
NET '/N$239' R6-1 U1-13
NET '/N$240' R7-1 U1-12
NET '/N$241' R8-1 U1-11
NET 'GROUND' U1-10 U2-10
NET 'VCC' U1-20 U2-20 （表 2：设计 B 的Nets 文件）
在 Board Station 软件的任何一个模块中，采用下拉菜单 MGC-->Notepad-->Open-->Edit...
参考表2 修改表1，即将设计 A的 Nets 文件与设计 B 的Nets 文件中连结相同管脚的 NET 名称改为相同，例如：在设计 B 的 Nets 文件中第一行为 NET '/N$9' R1-1 U1-18，则将设计 A 的 Nets 文件中的相应行 NET '/N$47' R1-1 U1-18，改为NET '/N$9' R1-1 U1-18。
若设计A 的Nets 文件中修改后的 NET 名称与原有的 NET 名称相同，修改原有的 NET 名称。
# BOARD STATION NETS FILE FORMAT 1.0
# Application : PACKAGE v8.6_4.1 Thu May 20 11:26:46 PDT 1999
# date : Saturday October 14, 2000; 04:30:40
#
NET '/N$2' U3-4 U7-2
NET '/N$3' U3-5 U6-2
NET '/N$4' U3-1 U8-1 U4-2
NET '/N$7' U2-14 U3-7
NET '/N$8' U2-13 U3-6
NET '/N$99' U2-18 U3-9
NET '/N$10' U2-17 U3-8
NET '/N$234' R1-2 U2-3
NET '/N$230' R2-2 U2-4
NET '/N$23' R3-2 U2-7
NET '/N$231' U2-8 R4-2
NET '/N$45' U1-14 U3-11
NET '/N$46' U1-13 U3-13
NET '/N$9' R1-1 U1-18
NET '/N$235' R2-1 U1-17
NET '/N$236' R3-1 U1-16
NET '/N$237' U1-15 R4-1
NET 'GROUND' U5-2 U3-10 U7-1 U8-2 U6-1 U1-10 U2-10
NET 'VCC' U5-1 U3-20 U4-1 U1-20 U2-20 （表 3：修改后的设计 A的 Nets 文件）
6． 拷贝设计 B 的traces 文件到设计 A。
打开下拉菜单 MGC-->Design Management-->Copy Object...
在 Options...选项中选择：
* Update All References
* Overwrite All File Conflicts
* Create Destination
这样，就将设计 B中印制板上的所有与设计 A 相关的连线拷贝到了设计 A 的印制板上。
7． 进入设计 A 的Layout 模块，不需要进行任何操作，即出现图 5所示界面。
图 5：设计B被复用部分印制板图
至此，完成设计 B到设计 A 的PCB 设计复用。
结束语
Board Station 软件作为一个大型 EDA 软件，不仅可以进行板级设计，也可进行系统级、门级的设计以及原理图仿真、板级仿真等。本文仅讨论了在 PCB 设计中的一点技巧，希望能为系统级、门级等设计的复用以及仿真复用提供参考。
引言
随着科技的不断发展，PCB 板趋向小型化、多层化与复杂化。特别是高速印制板，需要经过很长时间的反复调试才可以定型。如果已有一个定型的设计（A），现需要一个部分电路与其相同或相似的设计（B），
传统设计流程如下：
图 1：传统设计流程图
由此流程图可以看出，设计 B采用设计 A的思想，人工重复了设计 A 的设计过程。
实现方法
Board Station 作为一个大型的 EDA 软件，不仅应用范围广、功能强，而且所有设计文件都以 ASCII
码格式保存，允许用户修改设计数据，PCB 设计的复用提供了基础。
打开一个 PCB 设计，其主要文件结构如下：
图 2：Board Station 软件主要文件结构
Schematic 路径下为原理图数据文件；Design_geom 路径下为物理器件（Geometry）数据文件；Pcb路径下为印制板数据文件,其中 comps 为元器件（Component）数据文件，包括器件标号（Reference）、逻辑符号（Symbol）、对应物理器件（Geometry）、在印制板上的位置（Board_location）以及特性（Properties）等信息；Nets 为网表数据文件；traces 为印制板连线数据文件，包括网表名称（NET）、
连线宽度、所在物理层，起始及终止点坐标等信息。一个设计下的文件远不至于此，但其它文件均可由 Board Station 自动生成或者派生。
Board Station 包括Design Architect、Librarian、Package、Layout、Fablink 五个模块。假设设计 A 是现在正在进行的设计，设计 B 为需要复用的设计。首先，在 Design Architect 模块打开设计 A ，将设计 B 被复用部分的原理图拷贝到设计 A；然后，将设计 B 被复用部分的物理器件（Geometry），从设计 B 的Design_geom 路径下拷贝到设计 A 的Design_geom 路径下；第三步，将设计 B被复用部分的元器件（Component）数 据从设计 B 的 comps 文件拷贝到设计 A 的 comps 文件中；第四步，参考设计 B Nets 文件中被复用部分的网表（NET）数据，修改设计 A 的 Nets 文件中的相应部分；最后，将设计 B 的 traces文件拷贝到设计 A 的pcb 路径下，实现 PCB 设计复用。
应用举例
以下以设计 A 为正在进行的设计，设计 B为被复用的设计，举例说明 PCB 设计复用的实现方法。
图 3：设计B的印制板图及原理图
图 4：设计A的原理图
按照以下步骤执行：
1． 在Design Architect 模块照图 4 画设计A 的原理图，存储。
2． 进入设计 A 的Librarian 模块，建立物理器件（Geometry）以及映射文件（mapping file）等。
若图4中的器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 中任何一个对应的物理器件（Geometry）与图 3 中相应器件的物理器件（Geometry）不同，将设计 B 的Design_geom 路径下相应的物理器件（Geometry）拷贝到设计 A 的Design_geom 路径下。即器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 在设计 A 和设计 B 中的物理器件（Geometry）必须相同。
为了保证图 4 中的器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 所对应的物理器件（Geometry）在设计 A 和设计 B的印制板上位置相同，将设计 B 的印制板 Geometry（Board）由设计 B 的 Design_geom 路径下拷贝到设计A 的Design_geom 路径下，然后在 Librarian 模块对其进行修改。完成所有功能后，存储并退出。
3． 进入设计 A 的 Package 模块，建立逻辑符号（Symbol）与物理器件（Geometry）的对应关系，完成所有功能后，存储并退出。
4． 修改设计 A 的comps 文件。
在 Board Station 软件的任何一个模块中，采用下拉菜单 MGC-->Notepad-->Open-->Edit...
打开设计 B 的comps 文件，将与器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 有关行选中并复制（Copy）。
打开设计 A 的comps 文件，将与器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 有关行选中并删除（Delete），然后
粘贴（Paste）。
即器件U1、U2、R1、R2、R3、R4 在设计A 和设计 B 的comps 文件中的内容必须相同。
5． 修改设计 A 的Nets 文件。
# BOARD STATION NETS FILE FORMAT 1.0
# Application : PACKAGE v8.6_4.1 Thu May 20 11:26:46 PDT 1999
# date : Saturday October 14, 2000; 04:30:40 #
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NET '/N$4' U3-1 U8-1 U4-2
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NET 'GROUND' U1-10 U2-10
NET 'VCC' U1-20 U2-20 （表 2：设计 B 的Nets 文件）
在 Board Station 软件的任何一个模块中，采用下拉菜单 MGC-->Notepad-->Open-->Edit...
参考表2 修改表1，即将设计 A的 Nets 文件与设计 B 的Nets 文件中连结相同管脚的 NET 名称改为相同，例如：在设计 B 的 Nets 文件中第一行为 NET '/N$9' R1-1 U1-18，则将设计 A 的 Nets 文件中的相应行 NET '/N$47' R1-1 U1-18，改为NET '/N$9' R1-1 U1-18。
若设计A 的Nets 文件中修改后的 NET 名称与原有的 NET 名称相同，修改原有的 NET 名称。
# BOARD STATION NETS FILE FORMAT 1.0
# Application : PACKAGE v8.6_4.1 Thu May 20 11:26:46 PDT 1999
# date : Saturday October 14, 2000; 04:30:40
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NET '/N$2' U3-4 U7-2
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NET '/N$230' R2-2 U2-4
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NET 'GROUND' U5-2 U3-10 U7-1 U8-2 U6-1 U1-10 U2-10
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6． 拷贝设计 B 的traces 文件到设计 A。
打开下拉菜单 MGC-->Design Management-->Copy Object...
在 Options...选项中选择：
* Update All References
* Overwrite All File Conflicts
* Create Destination
这样，就将设计 B中印制板上的所有与设计 A 相关的连线拷贝到了设计 A 的印制板上。
7． 进入设计 A 的Layout 模块，不需要进行任何操作，即出现图 5所示界面。
图 5：设计B被复用部分印制板图
至此，完成设计 B到设计 A 的PCB 设计复用。
结束语
Board Station 软件作为一个大型 EDA 软件，不仅可以进行板级设计，也可进行系统级、门级的设计以及原理图仿真、板级仿真等。本文仅讨论了在 PCB 设计中的一点技巧，希望能为系统级、门级等设计的复用以及仿真复用提供参考。
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