Cadence Allegro PCB设计解决方案

发布于2020-02-06 18:37    文章来源:未知

   复杂性管理以实现更快、更经济、高效的实施

   系统公司受到半导体行业提供的新设备和设计方法的影响。新的设备常常带来更多的挑战,比如增加封装在缩小针距球栅阵列(BGA)中的针数。此外,新设备使用不断发展的基于标准的接口,如DDR3、DDR4、PCI Express Gen3、USB 3.0和其他可能需要学习的接口 。                 在印制板上实施的新方法,再加上这些越来越复杂的技术,企业希望将其产品差异化,以更快、更便宜、更多功能和更小的最终产品规模投放市场。因此,许多公司现在将业务外包给低成本地区的公司或与之合作。为了处理日益复杂的问题,PCB 设计师需要一个解决方案,解决他们的技术和方法上的挑战。

   Cadence Allegro PCB设计解决方案  
            
    Allegro®PCB Designer是一个可扩展的、经过验证的PCB设计环境,它解决了技术和方法方面的挑战,同时使设计周期更短、更可预测。在“基础+选项”配置中提供,PCB设计解决方案包含创建具有完整设计流程的印刷电路板布局。基本Allegro PCB设计器包括一个通用的、一致的约束管理解决方案、PCB编辑器、一个自动/交互式布线器,以及用于制造和机械设计的接口。PCB编辑器提供了一个完整的布局和布线环境,从基本的层叠规划,布局,以及布线到布局复制,用于简单到复杂PCB设计的高级互连规划。



 
  优点 

Ø 提供经验证的、可扩展的,基于按需基本配置和选项配置的经济高效的PCB编辑和布线解决方案。             
Ø 消除不必要的迭代,通过约束驱动的PCB设计流程            
Ø 支持物理、间距、制造、组装和测试设计(DFX)、高密度互连(HDI)和电气(高速)领域的综合规则集。             
Ø 具有共同的、一致的用于创建、管理和前后约束验证面向第三方应用程序的开放环境,提高了生产效率,同时提供了对同类最佳集成点工具的访问。


  PCB编辑器技术
             

  约束驱动的PCB编辑环境


   Allegro PCB Designer的核心是一个PCB编辑器,一个直观、易于使用、约束驱动的环境,用于创建和编辑简单到复杂的PCB。其广泛的功能集解决了广泛的设计和可制造性挑战:              
Ø 一套功能强大的平面规划和布局工具,包括加速设计布局的布局复制 。            
Ø 强大的基于形状的推送、拥抱交互式蚀刻创建、编辑功能,建立了一个高效的互连环境,同时提供实时、平视的长度和时间间隔显示。              
Ø 动态铺铜能力提供实时铜倾卸、放置和布线迭代期间的修复功能。             
PCB编辑器还可以生成一整套光绘加工、裸板制作和测试输出,包括各种格式的gerber 274x、nc drill和裸板测试。


 约束管理
  

           
  约束管理系统实时显示物理/间距和高速规则及其状态(基于设计的当前状态),并可在设计过程的所有阶段使用。每个工作表都提供一个电子表格界面,使用户能够以分层方式定义、管理和验证不同的规则。有了这个功能强大的应用程序,设计人员可以图形化地创建、编辑和查看约束集,作为一个理想实现策略电子蓝图的图形拓扑。一旦他们              在数据库中,约束可以驱动约束信号的布局和布线过程。约束管理系统与PCB编辑器完全集成,在设计过程中可以实时验证约束。验证过程的结果是约束通过(以绿色突出显示)还是失败(以红色突出显示)的图形表示。这种方法允许设计师在电子表格中立即看到设计的进度,以及任何设计更改的影响。

 平面规划和布局

 
           
   PCB设计解决方案的约束和规则驱动方法包括一套强大而灵活、交互式和自动化的定位功能。工程师或设计师可以分配组件或子电路在设计进入或层叠规划期间,指定“区域”。元件可以通过参考设计、设备/封装外形样式、相关网络名称、零件号或原理图/页码进行筛选和选择。随着成千上万的组件压缩到单个电路板,精确的管理是至关重要的。实时装配分析和反馈可以促进这种管理,帮助设计师根据公司或EMS指南放置部件,从而提高生产率和效率。动态装配设计(DFA)驱动的布局在交互式组件放置期间提供了实时的封装到封装间隙检查(见图2)。由一个二维的电子表格数组驱动的类和封装实例,实时反馈提供了最小的许可要求。基于封装的端到端,设计者可以同时放置设备以实现最佳的可布线性、可制造性和信号时序。

 

   布局复制

     
        
  高级布局复制技术在Allegro PCB设计中允许用户快速对相似电路进行布局布线。它允许用户使用一个布局布线电路的实例来创建一个模板,该模板可以应用于设计中的其它场合。所创建的模板可与其他设计一起使用,其中类似电路被使用。当复制布置时,用户可以从顶层到底层调试或镜像电路。当电路从顶层移动到底层时,所有相关的测试元件,包括盲埋孔,都被映射到正确的层。


  显示和可视化

 
            
  所有PCB编辑器产品都提供内置3D查看器。三维环境支持多个过滤选项、相机视图、图形显示选项(如实体、透明度和线框)以及用于平移、缩放和旋转显示的鼠标驱动控件。三维视图还支持通过电路板的结构或独立部分显示复杂图形。可以使用上下文相关的命令结构打开多个显示窗口,并且可以以JPEG格式捕获和保存三维图像。(见图3。)              
  Flipboard功能将设计“翻转”到Y轴上,在画布中反转设计数据库。这个“翻转”重新组织了设计的显示,使得从上到下显示的内容变成从下到上。当硬件工程师在实验室调试电路板时,或者对于在制造车间的装配/测试工程师来说,从CAD系统内部获得真实的底部视图是必不可少的。Flipboard不仅限于查看,还可以在此模式下执行设计编辑。

 


 
  交互式编辑

        
  PCB编辑器的布线功能提供强大的交互式功能,提供受控的自动化以维护用户控制,同时最大限度地提高布线效率。实时的,基于形状的,任意角度的,推送/推送布线,允许用户选择“推送优先”、“拥抱优先”或“仅拥抱”模式。在蚀刻编辑过程中,设计者可以查看实时的图形化平视显示,对于具有高速约束的互联,可以查看高速信号时序。交互式布线还支持在多个网络上进行群组布线,以及在具有高速长度或延迟约束的网络上进行交互式调整。


  多线路布线  

  
          
  多线布线允许用户在PCB上快速地将多条线作为一个组布线。再加上“拥抱轮廓”选项,这个实用程序可以帮助设计师在刚-柔设计的弯曲部分在几分钟内,而不是传统的一次一条轨迹的几个小时内完成多条线的布线。“拥抱轮廓”选项用于插入曲线与设计弯曲部分的轮廓。(见图4。)

 



 
  印刷电路板制造

 
            
  可以生成一整套光加工、裸板制造和测试输出,包括各种格式的gerber 274x、nc drill和裸板测试。更重要的是,Cadence通过它的Valor ODB++ Inter-Face(也包括Valor Universal Viewer)支持面向Gerberless Manu-Factoring的行业计划。odb++数据格式为高质量的非gerberless制造业创建准确可靠的制造数据。



   高速设计

  
           
   越来越多地使用基于标准的高级接口,如ddr3、ddr4、pci express、usb 3.0,这带来了一组在实现PCB时必须遵守的约束。Allegro PCB设计高速选项使遵守对高级界面的限制变得快速而容易。它提供了广泛的电气规则,以确保PCB设计实现符合高级接口规范。此外,它还允许用户通过使用包含现有规则的公式或布线后数据(如实际跟踪长度)来扩展规则。

   小型化

  
           
   约束驱动的HDI设计流程

  
           
   随着BGA管脚间距减小到1mm-0.8mm以下或0.65或0.5mm管脚间距,用户被迫使用高密度互连(HDI)实现一种增强PCB技术。虽然小型化并不一定是许多细分市场的主要目标,但要实现BGA的扇形布局,就必须采用增强技术,特别是如果BGA每侧有三排或四排引脚。Allegro PCB Designer通过其小型化选项提供了一个经过验证的约束驱动HDI设计流程,包括一套适用于所有不同类型HDI设计的综合设计规则,从混合构建/核心组合到完整的构建过程,如ALIVH。此外,它还包括用于添加HDI的自动化,以缩短通过构造创建正确设计的时间。


   嵌入式组件

 
            
   减少最终产品的尺寸可以用许多不同的方法来解决。PCB设计人员正在采取的方法之一是将封装好的组件嵌入到内层。Allegro PCB Designer通过其小型化选项提供了约束驱动的嵌入式元件放置和布线。它支持传统的直接连接和新的间接连接技术。此外,它还提供了在指定用于嵌入组件的层上创建和管理空洞的能力。


   设计规划和布线


   以总线互连为主的高约束、高密度设计可能需要大量时间来进行战略规划和布线。再加上当今组件的密度问题、新的信令级别和特定的拓扑要求,难怪传统的cad工具和技术未能捕捉到设计师的特定布线意图并据此采取行动。全局布线环境提供了捕捉和坚持设计师意图的技术和方法。通过互连流规划体系结构和全局布线引擎,用户可以第一次将他们的经验和设计意图放入一个工具中,该工具能够理解他们的本地需求。用户创建抽象的互连数据(通过互连流规划体系结构),并可以快速聚合到一个解决方案上,并使用全局布线引擎对其进行验证。互连技术将系统必须处理的元素数量从潜在的数万个减少到数百个,从而显著减少了所需的手动交互。利用提取的数据,通过提供与数据和用户设计意图相关的开放区域的可视化/空间地图,可以加速规划和布线过程。然后,布线引擎可以按照指定的意图处理布线的细节,而用户不必同时可视化和解决互连问题。与当前的设计工具相比,这种显著的简化意味着用户比以往任何时候都更快、更容易地集中于一个成功的互连解决方案,通过增加效率和生产力。(见图6。)


 



 
   模拟/射频设计

    
        
   Allegro PCB Designer通过其模拟/射频设计选项提供了一个混合信号设计环境,从原理图到带有背注的布局,经证明可提高射频设计效率高达50%。它允许工程师在Allegro PCB设计环境中用数字/模拟电路创建、集成和更新模拟/射频/微波电路。凭借其丰富的布局能力和与射频模拟工具的强大接口,它允许工程师从Allegro Design ing、Allegro PCBDesigner或Agilent ADS开始射频设计。


   并行团队设计
  
           
  全球分散的设计团队正在崛起,这使得缩短设计周期的挑战更加复杂。解决多用户问题的手动解决方案耗时、速度慢且容易出错。Allegro PCB设计分区技术提供了一种多用户、并行的设计方法,缩短布局时间以加快上市时间。多个同时处理布局的设计器共享对单个数据库的访问权限,而不管团队的接近程度如何。设计师可以将设计划分为多个部分或区域,供多个设计团队成员进行布局和编辑。设计可以用软边界或水平线垂直分割(截面)- 分区(层)。因此,每个设计器都可以看到所有分区的节,并更新设计视图以监视其他用户节的状态和进度。这样的划分可以显著地缩短整个设计周期并加速设计过程。


  PCB自动布线技术


  PCB布线技术与PCB编辑器紧密结合。通过PCB布线器接口,所有设计信息和约束都从PCB编辑器中自动传递。一旦布线完成,所有布线信息将自动传递回PCB编辑器。
  增加的设计复杂性、密度和高速布线限制使得PCB的手动布线变得困难和耗时。复杂互连布线面临的挑战是最好用强大的自动化技术解决。强大的,生产证明的自动布线器包括批量布线模式,广泛的用户定义的布线策略控制,以及内置的自动策略能力。
DFM规则驱动的自动布线
   Allegro PCB布线器的制造能力设计显著提高了制造效率。制造算法提供了一种扩展能力,可以在可用空间的基础上自动增加导体间隙。通过重新定位导体,在导体和管脚、导体和SMD焊盘以及相邻的导体段之间创造额外的空间,导体自动展开有助于提高制造能力。用户获得定义间距值范围或使用默认值的灵活性。可以在整个布线过程中添加斜接角和测试点。制造算法自动使用从最大值到最小值的最佳范围,测试点插入自动添加可测试过孔或焊盘作为测试点。可测试的通孔可以在印刷电路板的正面、背面或两面探测,支持单面和夹壳测试仪。设计人员可以灵活地选择符合其制造要求的测试点插入方法。测试点可以“固定”以避免昂贵的测试夹具修改。测试点约束包括测试探针表面、通孔尺寸、通孔网格和最小中心到中心距离。


  高速约束驱动的自动布线


  高速布线约束和算法处理差分对、网络调度、定时、串扰、层集布线和当今高速电路所需的特殊几何要求。自动布线算法智能地处理围绕或通过过孔的布线,并自动符合定义的长度或时序标准。自动网罩用于降低噪声敏感网的噪声。可以将单独的设计规则应用于设计的不同区域;例如,可以在设计的连接器区域中指定紧密间隙规则,而在其他地方指定不太严格的规则。