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利用最新開發(fā)的軟體技術(shù)可以完成高效的平行電路板設(shè)計(jì)。這種新的技術(shù)能使多位設(shè)計(jì)師和不同種類的工具同時(shí)工作于同一個(gè)設(shè)計(jì)資料庫(kù)，并能顯著地提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)力。

 

與將設(shè)計(jì)分成若干部份并獨(dú)立地完成各個(gè)部份的傳統(tǒng)方法不同，此新技術(shù)能在一個(gè)公共資料庫(kù)上制作平行進(jìn)程，并能自動(dòng)同步流程的變化、解決相互間可能產(chǎn)生的沖突。這在EDA產(chǎn)業(yè)是首創(chuàng)。

 

自從90年代在電路板設(shè)計(jì)中廣泛采用CAD以來，制造領(lǐng)域透過自動(dòng)化和制程最佳化方法一直在不斷地提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)力。不幸的是，隨著電路設(shè)計(jì)軟體技術(shù)的不斷創(chuàng)新，要求支援新的訊號(hào)、零組件或板級(jí)制造技術(shù)的呼聲也在日益高漲，因此整個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)間幾乎沒有縮短(甚至更長(zhǎng))。

 

如果設(shè)計(jì)方法學(xué)沒有根本性改變的話，軟體將始終扮演硬體技術(shù)的跟隨者角色，而不會(huì)成為發(fā)展曲線上的領(lǐng)先者。多位工程師從事同一設(shè)計(jì)平行工程技術(shù)一直是生產(chǎn)力突破的有效法寶。傳統(tǒng)的分而治之法將設(shè)計(jì)分成若干個(gè)部份并分配到各個(gè)工程師手上，最后把各個(gè)部份聯(lián)接起來，并透過強(qiáng)制措施(根據(jù)預(yù)先定義好的規(guī)則自動(dòng)做出決定)或巧妙方法(讓工程師逐個(gè)解決沖突)解決所有的沖突。

 

這種方法對(duì)于電路的原理圖設(shè)計(jì)來說是相當(dāng)有效的，因?yàn)樗梢愿鶕?jù)功能直接把設(shè)計(jì)分割成多個(gè)模組和頁。雖然如此，但這種方法仍需要相當(dāng)多的人工作業(yè)才能解決模組間的互連問題，如訊號(hào)名沖突、元件遺漏等等。只要設(shè)計(jì)師相互間看不到對(duì)方在做什么，上述這些失誤就很有可能產(chǎn)生。

 

如果一個(gè)平行設(shè)計(jì)方法允許多個(gè)設(shè)計(jì)師能夠在同一時(shí)間同時(shí)做同一個(gè)設(shè)計(jì)，能看到其他設(shè)計(jì)師做的編輯內(nèi)容，能即時(shí)自動(dòng)地管理各種潛在的沖突，那么這種平行設(shè)計(jì)方法才能獲得最佳的靈活性和生產(chǎn)力。

 

平行設(shè)計(jì)架構(gòu)

新的平行設(shè)計(jì)技術(shù)需要在網(wǎng)路環(huán)境中執(zhí)行的一個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)程管理器(伺服器)和多個(gè)設(shè)計(jì)客戶端。伺服器軟體的主要工作是從每個(gè)客戶端接收更新請(qǐng)求，并對(duì)請(qǐng)求實(shí)施檢查以確保沒有違反設(shè)計(jì)規(guī)則，然后根據(jù)更新內(nèi)容使每個(gè)客戶端同步。

 

每個(gè)客戶端必須擁有自己專用的處理器和記憶體。新的平行設(shè)計(jì)架構(gòu)還假設(shè)通訊系統(tǒng)能夠支援客戶端與伺服器之間即時(shí)高效交換資訊所需的最小頻寬和最大延遲。每個(gè)客戶端都能看到整個(gè)設(shè)計(jì)，并在伺服器處理它們時(shí)觀察到其它客戶端的編輯。設(shè)計(jì)資料庫(kù)允許儲(chǔ)存于網(wǎng)路上的任何地方。

 

這種平行設(shè)計(jì)架構(gòu)允許多個(gè)設(shè)計(jì)師同時(shí)做同一個(gè)設(shè)計(jì)，而無需以邏輯或其它任何方式分割設(shè)計(jì)。這是一個(gè)真正即時(shí)的合作設(shè)計(jì)環(huán)境，在這種環(huán)境下所有與分割邊界以及分割-連接作業(yè)期間管理數(shù)據(jù)完整性相關(guān)的問題都不會(huì)出現(xiàn)。

 

由于多個(gè)設(shè)計(jì)師能夠以平行方式無任何限制地做同一個(gè)設(shè)計(jì)，因此能夠顯著地縮短整個(gè)設(shè)計(jì)周期。

 

每個(gè)設(shè)計(jì)都有相關(guān)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，只有團(tuán)隊(duì)的成員才被允許存取設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。任何一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員都能在伺服器和單個(gè)客戶端上啟動(dòng)一個(gè)設(shè)計(jì)會(huì)議。其它客戶端可以在任何時(shí)候參與該會(huì)議。

 

設(shè)計(jì)最開始時(shí)是裝載在伺服器上的，當(dāng)客戶端加入會(huì)議并將伺服器設(shè)計(jì)目前狀態(tài)自動(dòng)下載到客戶端的記憶體內(nèi)后，客戶端就得到初始化并獲得同步。一旦客戶端加入設(shè)計(jì)會(huì)議，它就可以使用應(yīng)用程式中可用的標(biāo)淮編輯工具對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行編輯。

 

編輯事件是由客戶端發(fā)起的一項(xiàng)獨(dú)立活動(dòng)，它作為一個(gè)更新請(qǐng)求發(fā)往伺服器。例如將一個(gè)元件從A點(diǎn)行動(dòng)到B點(diǎn)就組成了一個(gè)編輯事件，事件的開始是選取元件，事件的結(jié)束是以滑鼠點(diǎn)選(或等效的輸入)指示新位置。編輯事件作為一個(gè)事務(wù)處理被發(fā)往伺服器，它描述了要?jiǎng)h除的東西和要添加的東西。

 

每次客戶端產(chǎn)生的編輯事件在發(fā)送到伺服器之前必須先執(zhí)行本地的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)，然后設(shè)置好編輯請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)并根據(jù)先進(jìn)先出的原則進(jìn)入輸入消息佇列。伺服器接收到編輯請(qǐng)求后先將它整合進(jìn)設(shè)計(jì)資料庫(kù)，然后執(zhí)行DRC。如果沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，編輯請(qǐng)求就被批淮，并透過輸出消息佇列發(fā)往所有客戶端，用于客戶內(nèi)部核心資料庫(kù)的同步。

 

大多數(shù)運(yùn)算時(shí)間花費(fèi)在本地客戶端上。在客戶端目標(biāo)對(duì)象被增加、編輯和刪除，同時(shí)執(zhí)行所有與那些編輯相關(guān)的自動(dòng)化作業(yè)(如推、擠和平滑)。與客戶端相較，伺服器的負(fù)載相對(duì)要輕一些，因此不會(huì)影響到系統(tǒng)性能。對(duì)該環(huán)境的測(cè)試顯示伺服器的響應(yīng)速度非常快，不會(huì)降低客戶端的速度。

 

電路板的自動(dòng)布線圖2：系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在平行設(shè)計(jì)環(huán)境中，可以跨系統(tǒng)地管理、更新和同步編輯事件，這是一全新的設(shè)計(jì)概念。

 

平行設(shè)計(jì)技術(shù)的第二個(gè)應(yīng)用是電路板的自動(dòng)布線。多年來分布式自動(dòng)布線一直是電路板布線軟體的‘強(qiáng)大武器’。以前IC布線器已轉(zhuǎn)換到分布式環(huán)境執(zhí)行。然而，電路板布線問題有很大的不同，直到現(xiàn)在人們還是認(rèn)為必須改編自動(dòng)布線器才能充分利用多個(gè)電腦共同完成同一設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。軟體供應(yīng)商和第三方工程師們?cè)谠噲D獲得可接受的性能提升方面也作過多次嘗試，但都以失敗告終。

 

新的平行設(shè)計(jì)技術(shù)所采用的架構(gòu)能夠解決分布布線環(huán)境下的大多數(shù)關(guān)鍵問題，它知道如何防止或解決沖突。同樣，伺服器擔(dān)當(dāng)設(shè)計(jì)進(jìn)程管理角色，來自每個(gè)自動(dòng)布線器客戶端的請(qǐng)求在伺服器中被整合、檢查并廣播到其它客戶端。所有自動(dòng)布線器客戶端保持同步，因此當(dāng)在本地增加新的布線路徑時(shí)，布線路徑?jīng)_突的機(jī)率很小。

 

整合高效工具

由于電路設(shè)計(jì)是包含了眾多步驟和規(guī)則的一個(gè)過程，因此要想獲得優(yōu)良的生產(chǎn)力，必須緊密地整合最高效的點(diǎn)式工具。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中數(shù)據(jù)和規(guī)則必須能順暢的流動(dòng)。

 

在過去20年中，EDA產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了規(guī)模空前的合併和收購(gòu)，結(jié)果軟體供應(yīng)商的設(shè)計(jì)流程都依賴于眾多工具的整合。除此之外，大型公司要求眾多軟體供應(yīng)商的工具能整合在自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)流程中。

 

權(quán)宜之計(jì)是編寫一個(gè)介面，透過該介面將一個(gè)工具的ASCII輸出轉(zhuǎn)換成其它工具的ASCII輸入格式。照這樣做的話會(huì)產(chǎn)生上百個(gè)ASCII介面，每個(gè)介面用于克服常見的數(shù)據(jù)模型和規(guī)則不相容問題。

 

這種整合方法的基本要求是所有應(yīng)用必須擁有完全相容的數(shù)據(jù)模型。每個(gè)應(yīng)用程式處理數(shù)據(jù)時(shí)可能使用不同的工具和不同的自動(dòng)化水淮，但每個(gè)應(yīng)用程式必須能夠接收改動(dòng)并加以識(shí)別，因而知道下一步該做什么。

 

也可能使用平行設(shè)計(jì)技術(shù)整合某個(gè)應(yīng)用以執(zhí)行一組特定的任務(wù)，如制作、布局、布線和編輯嵌入式元件。如果這樣，那么那個(gè)應(yīng)用程式就能被自動(dòng)限制成只允許使用那些特定的功能。

 

電路和板設(shè)計(jì)

將平行版圖和平行整合所需的技術(shù)結(jié)合起來可以形成這樣的環(huán)境，即設(shè)計(jì)流程中的多個(gè)不同應(yīng)用可以被整合在一起，并供多個(gè)設(shè)計(jì)師同時(shí)使用。

 

例如，原理圖設(shè)計(jì)、約束管理、版圖設(shè)計(jì)、三維機(jī)械設(shè)計(jì)模擬和制造等應(yīng)用程式能以某種方式整合起來，因而允許所有這些應(yīng)用程式被同步投入使用，同時(shí)在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中更新和同步所有的編輯事件。甚至在混合環(huán)境中可能出現(xiàn)多個(gè)相似的應(yīng)用，比如多個(gè)版圖工具。

 

由于多個(gè)應(yīng)用程式在同時(shí)執(zhí)行，工程師就能快速理解所增加路徑的訊號(hào)完整性效應(yīng)。如在蜂巢式話機(jī)設(shè)計(jì)三維機(jī)械系統(tǒng)中，元件在版圖中的行動(dòng)能夠立即獲得更新和被檢查。