高性能PCB设计解决方案Xpedition

高速高密PCB设计挑战

随着电子技术的发展，电子产品设计领域已经涌现出大量先进的设计技术与设计方法学，并且成功地应用在设计实践中。这些先进的器件技术、加工工艺技术、设计技术成功应用在电子设备的研发中，可以迅速而有效地提升产品的质量与性能，并且迅速提高设计生产力奥。

现场可编程器件（FPGA）设计技术以及复杂的印刷电路板（PCB）设计技术就是其中最成熟、应用前景最广泛、同时也是应用成果最明显的电子产品设计技术，与此同时日益先进的半导体工艺技术带来今天FPGA设计规模与设计能力的迅速提升，因此以往复杂的电子系统设计可以小型化为今天的FPGA芯片设计。FPGA多为BGA的封装模型，高性能的FPGA管脚多达1000多，其IO管脚分配的好坏直接影响到PCB的设计质量与设计效率肯。

HDI（高密度互联）PCB设计加工技术以及高密度小型化的器件封装技术带来今天基于电路板设计的产品以及设计技术的巨大进步，同时也为系统设计工程师带来严峻的设计挑战。高密度互联工艺支持的微过孔技术、埋盲孔技术等都可以迅速提升设计PCB的密度，缩小产品的面积、体积和功耗，这在一些特殊的领域中有重要的应用思。

此外，随着产品性能要求的提升，电子产品中高速信号逐渐引入，这些高速信号为了满足性能要求，必须做阻抗控制、时序控制，这就要求在PCB设计中有效地进行层叠设计、长度设计等，种种表现要求电子设计部门必须有一套完整的PCB设计解决方案，满足高速高密PCB设计需求。 

Mentor Graphics  PCB设计解决方案

Mentor Graphics 基于高速高密PCB设计的 Xpedition Enterprise为设计师提供了用于复杂PCB物理设计、分析和加工一整套可伸缩的工具，它将交互设计和自动布线有机地整合到一个设计环境中。设计师可以定义所有设计规则，包括高速布线约束，创建板型，布局，交互布线和自动布线等，直到加工文件生成。

1) 高速高密PCB设计

 Xpedition为高速高密PCB设计提供一整套解决方案，主要支持以下功能特点：

• 差分对布线

      支持差分走线，差分线的等长约束等；

• 高速总线布线

      支持总线的总长度控制、等长控制等；

• 区域规则布线

       针对局部高密设计，对区域规则进行细化，使高密设计的可靠性能提高；

• 盲埋孔设计

       盲埋孔运用在高密PCB设计中，提高PCB的可设计性，同时也可提高产品的电气性能；

• 高效的自动布线器

支持在多种约束规则下对网络进行分类、分步骤自动布线，提高自动布线的效率与布线质量，支持高速布线自动绕等长等处理。

2) 3D PCB布局规划与设计

 Xpedition做到了真正的纯3D设计，集成的设计环境支持在二维或三维PCB布局、三维显示、三维约束规则设置及检查、与结构三维协同等功能，提供超过4百万个元器件的3D模型库，并提供功能强大的3D模型编辑器，可以通过向导式的方法完成元器件3D模型的创建，解决设计师3D模型缺乏的问题。在布局阶段，设计师可以按照原理图页、功能模块、信号流向等前期输入数据，根据PCB结构，进行快速预布局。

3) 多人协同设计Concurrent Team Design    

和传统的需要分割-合并的团队协同设计方法学不同，Xpedition的Concurrent Team Design方案不需要任何的物理分割，每一个设计者可实时看到其他同伴的编辑动作。协同设计的机制贯穿整个设计流程：布局、布线、DRC 以及设计后处理；先进的冲突避免机制，可以保证协同设计的流程有序；完善的设计数据保护机制保证了设计数据的完整性，不需要额外的培训和复杂的设置，设计者可在任何时候从世界的任一角落随时参与某一个已经发起的协同设计，可极大地缩短设计时间，这种多人协同设计的方法，在规模大、进度要求高的设计中作用尤为突出。

4) RF射频设计

针对射频电路与数字电路、模拟电路的设计， Xpedition中即可实现灵活的射频电路设计。通过IFF/Agilent ADS接口，射频数据的设计、仿真和验证结果可直接输入原理图环境Xpedition Designer 和PCB设计环境Xpedition Layout中，或从它们输出到Agilent ADS，确保数据的同步和完整性。 

5) FPGA与PCB协同设计FPGA I/O Optimizer 

FPGA I/O Optimizer为系统设计工程师/电路设计工程师提供了一个方便的FPGA管脚设计、定义和分配环境，可以图形化显示FPGA器件的物理管脚位置以及可供使用的资源信息。设计工程师可以在I/O Optimizer中定义FPGA器件的端口，通过直接拖放定义管脚位置，并通过拖放操作进行管脚定义和分配。设计工程师定义和分配FPGA和PCB之间的端口，I/O Optimizer可以自动产生用于FPGA设计的HDL文件和用于PCB设计原理图的功能符号（Symbol）；设计工程师也可以实施管脚定义，I/O Optimizer可以自动产生用于FPGA逻辑综合及布局布线的管脚约束文件。

I/OOptimizer在FPGA设计和PCB设计之间提供了一个连接桥梁：可以读入FPGA设计的HDL源代码以及FPGA布局布线后产生的管脚文件(.PAD, .PIN 或者.FIT文件)，自动产生用于PCB设计的原理图功能符号以及PCB符号；也可以通过EDIF和XML格式的文件格式读入PCB原理图中对管脚的定义，自动产生用于FPGA设计的HDL文件和管脚约束文件。

6) 生产制造分析DFT

Xpedition提供DFT（Design For Testing）分析功能，可以根据一整套已知的测试规则来判断PCB是否具有可测试性，软件可自动分析网络的可测试性，测试点的位置确定以及测试探针的模拟放置等，通过模拟分析指出问题点，避免了在实际测试中可能出现的问题。

7）仿真分析软件HyperLynx

HyperLynx提供了一套完整的分析和验证软件，可以在PCB设计流程中随时满足工程师的需求。通过与设计流程的紧密集成，HyperLynx使PCB工程师能够有效地分析，解决和验证设计的关键需求，以避免代价高昂的重复性设计。通过HyperLynx可以实现更大的创新，更快的上市时间和更多的降低成本。