Mentor Graphics Board Station PCB設計復用方法

本文介紹了一種 PCB 設計復用方法，它是基于 Mentor Graphics 的印制電路板設計工具 Board Station 進行的。一個設計可以復用另一個設計的部分或全部電路，也可以對自身的部分電路進行復用，本文以第一種方式為例進行討論，第二種方式與它相似。
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引言
??? 隨著科技的不斷發展，PCB 板趨向小型化、多層化與復雜化。特別是高速印制板，需要經過很長時間的反復調試才可以定型。如果已有一個定型的設計（A），現需要一個部分電路與其相同或相似的設計（B），
傳統設計流程如下：??
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圖 1：傳統設計流程圖?
???? 由此流程圖可以看出，設計 B采用設計 A的思想，人工重復了設計 A 的設計過程。?
???? 實現方法
??? Board Station 作為一個大型的 EDA 軟件，不僅應用范圍廣、功能強，而且所有設計文件都以 ASCII
碼格式保存，允許用戶修改設計數據，PCB 設計的復用提供了基礎。?
???? 打開一個 PCB 設計，其主要文件結構如下：??
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圖 2：Board Station 軟件主要文件結構?
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???? Schematic 路徑下為原理圖數據文件；Design_geom 路徑下為物理器件（Geometry）數據文件；Pcb路徑下為印制板數據文件,其中 comps 為元器件（Component）數據文件，包括器件標號（Reference）、邏輯符號（Symbol）、對應物理器件（Geometry）、在印制板上的位置（Board_location）以及特性（Properties）等信息；Nets 為網表數據文件；traces 為印制板連線數據文件，包括網表名稱（NET）、
連線寬度、所在物理層，起始及終止點坐標等信息。一個設計下的文件遠不至于此，但其它文件均可由 Board Station 自動生成或者派生。?????
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???? Board Station 包括Design Architect、Librarian、Package、Layout、Fablink 五個模塊。假設設計 A 是現在正在進行的設計，設計 B 為需要復用的設計。首先，在 Design Architect 模塊打開設計 A ，將設計 B 被復用部分的原理圖拷貝到設計 A；然后，將設計 B 被復用部分的物理器件（Geometry），從設計 B 的Design_geom 路徑下拷貝到設計 A 的Design_geom 路徑下；第三步，將設計 B被復用部分的元器件（Component）數 據從設計 B 的 comps 文件拷貝到設計 A 的 comps 文件中；第四步，參考設計 B Nets 文件中被復用部分的網表（NET）數據，修改設計 A 的 Nets 文件中的相應部分；最后，將設計 B 的 traces文件拷貝到設計 A 的pcb 路徑下，實現 PCB 設計復用。
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應用舉例?
???? 以下以設計 A 為正在進行的設計，設計 B為被復用的設計，舉例說明 PCB 設計復用的實現方法。?
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圖 3：設計B的印制板圖及原理圖??
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圖 4：設計A的原理圖
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???? 按照以下步驟執行：
???? 1． 在Design Architect 模塊照圖 4 畫設計A 的原理圖，存儲。
???? 2． 進入設計 A 的Librarian 模塊，建立物理器件（Geometry）以及映射文件（mapping file）等。?
???? 若圖4中的器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 中任何一個對應的物理器件（Geometry）與圖 3 中相應器件的物理器件（Geometry）不同，將設計 B 的Design_geom 路徑下相應的物理器件（Geometry）拷貝到設計 A 的Design_geom 路徑下。即器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 在設計 A 和設計 B 中的物理器件（Geometry）必須相同。
???? 為了保證圖 4 中的器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 所對應的物理器件（Geometry）在設計 A 和設計 B的印制板上位置相同，將設計 B 的印制板 Geometry（Board）由設計 B 的 Design_geom 路徑下拷貝到設計A 的Design_geom 路徑下，然后在 Librarian 模塊對其進行修改。完成所有功能后，存儲并退出。
???? 3． 進入設計 A 的 Package 模塊，建立邏輯符號（Symbol）與物理器件（Geometry）的對應關系，完成所有功能后，存儲并退出。
???? 4． 修改設計 A 的comps 文件。
???? 在 Board Station 軟件的任何一個模塊中，采用下拉菜單 MGC-->Notepad-->Open-->Edit...?
???? 打開設計 B 的comps 文件，將與器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 有關行選中并復制（Copy）。?
???? 打開設計 A 的comps 文件，將與器件 U1、U2、R1、R2、R3、R4 有關行選中并刪除（Delete），然后
粘貼（Paste）。
???? 即器件U1、U2、R1、R2、R3、R4 在設計A 和設計 B 的comps 文件中的內容必須相同。?
???? 5． 修改設計 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：設計 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：設計 B 的Nets 文件）?
???? 在 Board Station 軟件的任何一個模塊中，采用下拉菜單 MGC-->Notepad-->Open-->Edit...?
???? 參考表2 修改表1，即將設計 A的 Nets 文件與設計 B 的Nets 文件中連結相同管腳的 NET 名稱改為相同，例如：在設計 B 的 Nets 文件中第一行為 NET '/N$9' R1-1 U1-18，則將設計 A 的 Nets 文件中的相應行 NET '/N$47' R1-1 U1-18，改為NET '/N$9' R1-1 U1-18。?
???? 若設計A 的Nets 文件中修改后的 NET 名稱與原有的 NET 名稱相同，修改原有的 NET 名稱。
???? # 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：修改后的設計 A的 Nets 文件）
???? 6． 拷貝設計 B 的traces 文件到設計 A。?
???? 打開下拉菜單 MGC-->Design Management-->Copy Object...?
???? 在 Options...選項中選擇：
???? * Update All References?
???? * Overwrite All File Conflicts?
???? * Create Destination?
???? 這樣，就將設計 B中印制板上的所有與設計 A 相關的連線拷貝到了設計 A 的印制板上。
???? 7． 進入設計 A 的Layout 模塊，不需要進行任何操作，即出現圖 5所示界面。
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圖 5：設計B被復用部分印制板圖
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??? 至此，完成設計 B到設計 A 的PCB 設計復用。?
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?? 結束語?
?? Board Station 軟件作為一個大型 EDA 軟件，不僅可以進行板級設計，也可進行系統級、門級的設計以及原理圖仿真、板級仿真等。本文僅討論了在 PCB 設計中的一點技巧，希望能為系統級、門級等設計的復用以及仿真復用提供參考。