By 张兴隆 

现在，市场上有过多的电子设计自动化 (EDA) 工具 , 如何选择这些工具成为一件令人心烦的事情。首先应该问自己 :“ 应该怎样描述我的设计环境：是专用还是通用的，是独立设计还是集体设计？”你的选择很大程度上决定于你的设计小组是从事混合信号还是高速设计，以及你所设计的线路板最终用于何处：消费电子产品、或生产控制系统还是嵌入系统？开始时就了解这些问题的答案将有助于评估 EDA 工具。

当你开始评估几个 EDA 软件时，手头拥有一张特性／功能列表是很有帮助的。所有主要软件供货商，都努力确保他们的产品能够随着你的公司发展而满足日益增加的设计复杂性。

虚拟原型 

虚拟原形是由 Dataquest 的 Gary Smith 定义的一个词，包括信号完整性设计分析、热分析、可布线性和制程性分析 , 而不必实际制作一块线路板。能够提供这种有价值的前期结果的软件是与原理图输入、预布局设计、布局、布线工具紧密地整合在一起的，先进的 EDA 软件利用虚拟原型可以显著降低由于重复的板面设计而引起的高成本。

要了解软件工具为 PCB 设计者到底提供了什么功能，首先应该明白 IC 级 EDA 环境的最新进展。对 IC 设计协议制订的依据和方法了解得愈多，为未来制订计划就愈容易，那时你的设计和生产将包括系统级芯片。随着硅的特性和潜能的进一步揭示，采用 IC 级 EDA 工具的工程师们将牵涉到制造细节和其它有关设计的物理特性。 

组件布局 

只有在设计周期中与针对不同设计阶段的软件一同使用，才能使组件布局和布线软件发挥最佳性能 ( 图 1) 。多种解决方案可能来自一个单独的软件开发商，或者开发商进行合作 , 藉由 OEM 协议提供全面的解决方案。工具软件之间藉由网表、交叉询查 (cross-probing)( 图 2) 、完全前向及后向 ECO 和整合组件库而紧密地联结在一起。 

 

 

组件布局工具给 PCB 设计者提供了灵活性。交互式布局能力允许对自动布局的结果进行修改。自动布局依赖于经由网表实现的原理图输入和线路板设计工具之间的整合。组件从原理图的网表中选择并被转换成线路板的板面布局文件，为下一步布局作准备。

设计约束管理 

采用自动交互式布局技术，可以将一个线路板布局设计图分割成不同的部份，在每一个部份中再分配相关组件或子电路。这种分配可以电气、热、机械或时序等条件为依据。这就是设计约束管理 (DCM) 方法学的基础。 

你可以从一个原理图工具软件中激活 DCM ，进行设计特性约束管理和 / 或进行设计分割；也可以从一个 PCB 布局设计工具软件中激活，进行额外的设计特性约束管理、预布局设计和布局。分配在 DCM 软件中的约束条件能够以属性值的形式被转换到原理图输入及布局设计工具中，例如分割属性定义了在布局设计的哪个区域放置某个组件。由于 DCM 软件能够与设计模板文件相互作用，在以往设计中已被证明是有效的约束条件分配能够恢复和再利用。

“预布局设计”一词当用于 PCB 布局设计时，表示分析板面设计密度和电路拥挤度的过程。预布局设计也在板上开辟空间，交互地自动分配特定的组件到这些空间中。屏幕上的重迭显示，用来提示设计者某处组件及其它板上对象应该移去以减轻拥挤程度。这有助于增加布线完成率的百分比，这是一个被广泛接受的衡量自动布线器性能的标准。 

布线选项 

PCB 设计的信号布线阶段随着布线自动化的进步而继续缩短。今天的自动布线器既直观又完善，具有如下特征：可显示最优的描迹路线、同时的或成组的相似描迹、受用户定义规则影响的线迹和其它板上物品的复位位 ( 被叫做“推描迹 (push-trace)” 或“推和挤 (push-and-shove)”) 。 

随着设计复杂性的增加，设计者开始依赖于遵守规则，这使他们可将注意力集中到最优板面设计、可靠性和制程性上面。在这个阶段，紧紧地遵守规则有助于线路板的精密制造和生产。例如，你可从用于 3D 干扰的自动布线器检查板层数据，并对未来应用中可能出现的冲击、振动和压力进行分析。高端方案有助于在细节上改善线路板的生产效率，例如在板上空间有空余时调整导线间的空隙。 

交互布线 

正如组件布局阶段可以藉由自动交互功能进行简化，布线也是如此，交互式布线工具的许多功能在各个层次上都节省了你的时间。你可以在一个自动布线阶段之前、之间、或之后，进行交互式布线。

采用“总线型布线”，利用单个连接的布线选择来确定其它路线 , 可以立即完成预选网络组的所有连接。采用“多线布线”，一个选定的网络组在任一层面上都连续地自动进行布线，同时保持用户定义的间隙和宽度属性。你也可以指定所有的层或特定的层面来连接这些网络。“扇出”使布短线以避免表面黏着或大穿孔器件这种劳动力密集型任务变得自动化了，同时提供了对空隙和扇出图形的控制。 

藉由用户培训和周期性进修课程来学习设计过程中有用的要点和技巧，可延长任何 EDA 软件系统的寿命和有用期限。你能够投入产品成本的大约 15% 用于每年的产品维修项目，用户可从其软件升级和公司的技术培训支持中受益。多数软件供货商给予了一定程度的基于 Internet 的技术支持服务，而所有的软件供货商都在这个领域内全力以赴，以期该方法能成为一种克服影响供货商与用户关系的时差障碍的手段。 

当你不停地评估每天使用的 EDA 软件性能的时候，应记住，最成功的 PCB 组件布局布线方案，正是那些能够与辅助的 EDA 特定应用紧密配合的方案。

以下是一些检验任何 PCB 设计组件布局和布线产品的基本要素：

* 整合组件库 大多数程序都给予了电子数据表格形式的界面，并使组件数据易于输入和处理。完全的前向及后向注释 (ECO 处理 ) ，以及在原理图输入和 PCB 版面设计封装之间交互询查，有助于设计修订的管理。

* 自动组件布局和布线可以是自动的，或者是半自动 ( 交互式 ) 的。

* 按规则设计这允许你在设计原理图输入时建立起设计规则，并确保这些规则进一步适用于布局、编辑和自动布线。规则采用网络和组件的属性形式。它们在交互式和自动式组件布局和布线时变得尤为关键。 

* 支持混合信号设计当今密集的 PCB 要求工具有助于在一个小区域内将仿真和数字信号结合在一起。这种支持包括工具软件能在整个设计过程都具有布置分离平面或连接管脚的内凹多边形的能力。 

* 设计规则检查设计规则检查 (DRC) 应是联机的，不仅检查电气联接特性而且检查线路板的间隙，这依赖于你的规则级别。