Per tal de suplir el defecte que Gerber, el tradicional PCB estàndard de dades, no pot intercanviar dades de dues maneres, s’introdueixen tres formats candidats del nou estàndard de dades de PCB: GenCAM d’IPC, ODB++ de Valor i EDIF400 d’EIA. S’analitza el progrés de la investigació de la tecnologia d’intercanvi de dades de disseny/fabricació de PCB. Es discuteix la tecnologia clau i les perspectives d’estandardització de l’intercanvi de dades de PCB. S’ha assenyalat que el mode actual de commutació punt a punt del disseny i fabricació de PCB s’ha de canviar a un únic mode de commutació ideal.

La introducció

Des de fa més de 20 anys, la indústria de disseny i fabricació electrònica nacional i estrangera s’està produint mitjançant xips de circuit integrat de gamma alta, taulers de circuits impresos d’alta velocitat (PCB), PCB) i tecnologia Electronic Design AutomaTIon (EDA). Com a subsistema de productes electrònics, el PCB juga el paper d’unitat de mòduls bàsics a la indústria de la fabricació electrònica. Segons les estadístiques, el cicle de disseny de productes electrònics representa més del 60% de tot el cicle de desenvolupament i producció; I el 80% ~ 90% del cost es determina en el disseny del subsistema de xips i PCB. Les dades de disseny/fabricació de PCB les generen dissenyadors electrònics que utilitzen eines EDA, com ara la fabricació, el muntatge i la prova de PCB. L’estàndard de format de dades de PCB és un llenguatge descriptiu per regular el disseny de disseny de PCB, que s’utilitza per realitzar la transferència de dades entre eines o dissenyadors EDA, intercanvi de dades entre esquemes i disseny i connexió perfecta entre disseny i prova de fabricació.

Gerber és l’estàndard de facto de la indústria de dades de PCB i encara s’utilitza àmpliament. Des del prototip Gerber l’any 1970 fins al Gerber 274X l’any 1992, algunes dades relacionades amb el processament i el muntatge de PCB no es poden expressar ni incloure en format Ger2ber per a dissenys cada cop més complexos, com ara el tipus de placa de PCB, el gruix mitjà i els paràmetres del procés. Especialment després de lliurar el fitxer Gerber al processador de PCB, sovint es troben problemes com ara el conflicte de regles de disseny mitjançant la comprovació de l’efecte de dibuix de la llum. En aquest moment, cal tornar al departament de disseny per regenerar el fitxer Gerber abans del processament de PCB. Aquest tipus de reelaboració ocupa el 30% del cicle de desenvolupament i el problema és que Gerber és una transferència de dades unidireccional, no un intercanvi de dades bidireccional. La sortida de Gerber del corrent principal dels formats de PCB és una conclusió perduda, però encara no està clar quin reemplaçarà Gerber com a estàndard de nova generació de dades de PCB.

S’està planificant activament un nou estàndard d’intercanvi de dades PCB a l’estranger, i els tres formats candidats reconeguts són: The InsTItute for Packaging i Interconnect, IPC), fabricació genèrica d’assistència per ordinador (GenCAM), Val2or’S ODB + + i associació d’indústries electròniques, EDIF400 EIA). El focus en els estàndards es produeix ja que s’han perdut milions de dòlars en els darrers anys a causa d’un mal intercanvi de dades. S’informa que més del 3% dels costos de processament de taulers impresos es malgasten cada any en processar i validar dades. En altres paraules, cada any es malgasten milers de milions de dòlars en tota la indústria electrònica. A més del residu directe, les interaccions repetides entre dissenyadors i fabricants consumeixen molta energia i temps a causa de dades no estàndard. Per a la fabricació d’electrònics de marge baix, aquest és un altre cost invisible.

IPC GenCAM és un model d’estàndard d’intercanvi de dades de disseny/fabricació de PCB desenvolupat per IPC, que és l’institut d’investigació d’estandardització per a PCB acreditat ANSI. El document oficial de GEN-CAM s’anomena IPC-2511 i conté diversos subestàndards de la sèrie IPC-2510 (IPC-2512 a IPC-2518). Els estàndards de la sèrie Ipc-2510 es basen en el format GenCAD (introduït per Mitron) i els subestàndards són interdependents. La documentació d’aquest estàndard inclou la informació del tipus de placa, coixinet, pegat, inserció, línia de senyal, etc. Gairebé tota la informació de processament de PCB es pot obtenir a partir dels paràmetres GenCAM.

L’estructura de fitxers de GenCAM ofereix tant als dissenyadors com als enginyers de fabricació accés a les dades. A la sortida de dades al fabricant, les dades també es poden ampliar, com ara afegir toleràncies permeses pel procés de processament, proporcionar informació múltiple per a la fabricació de panells, etc. GenCAM adopta el format ASC ⅱ i admet 14 símbols gràfics. GenCAM inclou un total de 20 seccions d’informació que detallen els requisits de disseny i detalls de fabricació. Cada secció expressa una funció o un encàrrec. La classe de coneixement MAssembly SMT introdueix coneixements professionals de SMT en un llenguatge col·loquial. Maxam Technology, el primer tauler de mostra de PCB (aula de coneixement MaxAM), adquisició de components i proveïdor de serveis únic de pedaços. Cada secció és lògicament independent i es pot utilitzar com a fitxer independent. Les 20 seccions d’informació de GenCAM són: Capçalera, administració d’informació de comandes, primitius, gràfics, capes i blocs soldats Piles, patrons, paquets, famílies i dispositius. Dispositius, Mechani2Cals, components, rutes, alimentació, connexions de prova, plaques, panells, FlxTUR Es), dibuixos i canvis.

GenCAM permet que les 20 seccions d’informació anteriors apareguin només una vegada al fitxer, proporcionant informació diferent al procés de fabricació mitjançant canvis combinats. GenCAM conserva la jerarquia i l’estructura de la semàntica de la informació, i cada dispositiu de fabricació processa només el contingut de la secció d’informació rellevant per a la seva feina.

Les versions anteriors dels fitxers GenCAM 2.0 compleixen les regles de Bacos Normal Form (BNF). GenCAM 2.0 adopta l’estàndard de format de fitxer XML i l’esquema XML, però el model d’informació fonamental de l’IPC-2511A gairebé no ha canviat. La nova versió només va reescriure l’organització de la informació, però el contingut de la informació no ha canviat.

Actualment, molts proveïdors de programari CAM d’EDA i PCB admeten GenCAM com a format d’intercanvi de dades. Entre aquestes empreses d’EDA hi ha Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS i Veribest. Els proveïdors de programari PCB CAM inclouen ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software i GraphiCode, etc.

Valor ODB++ Open Data Base (ODB++), llançat per Israel Valor Computing Systems, permet que les regles de disseny per a la fabricació (DFM) s’incorporin al procés de disseny. ODB + + utilitza el format ASC ible extensible per emmagatzemar totes les dades d’enginyeria necessàries per a la fabricació i el muntatge de PCB en una única base de dades. Una única base de dades conté gràfics, informació de perforació, cablejat, components, llistes de xarxa, especificacions, dibuixos, definicions de processos d’enginyeria, funcions d’informes, resultats ECO i DFM, etc. Els dissenyadors poden actualitzar aquestes bases de dades durant el disseny de DFM per identificar possibles problemes de disseny i cablejat abans del muntatge.

ODB + + és un format bidireccional que permet transmetre i pujar les dades. Un cop les dades de disseny es transfereixen a la botiga de PCB en forma ASC ⅱ, el processador pot dur a terme operacions de procés com ara compensació de gravat, imatges de panells, perforació de sortida, cablejat i fotografia.

ODB + + adopta una estructura explícita més intel·ligent, les mesures específiques són: (1) inclosa la impedància, forat xapat daurat/no daurat, capa específica de placa de connexió de forats i altres atributs del sistema; (2) Utilitzeu WYSIWYG per eliminar la descripció d’informació ambigua; ③ Els atributs de tots els objectes es troben al nivell de característica única; ④ Capa de placa única i definició de seqüència; Embalatge precís del dispositiu i modelatge de pins; ⑥ Admet la inserció de dades de la llista de materials.

ODB + + utilitza una estructura de fitxers estàndard que representa un disseny com a arbre de camí de fitxers, amb una sèrie de subcarpetes que contenen informació de disseny relacionada a la carpeta de disseny. L’arbre de camins es pot migrar entre diferents sistemes sense perdre dades. Aquesta estructura d’arbre permet llegir i escriure algunes dades del disseny individualment sense llegir ni escriure tot el fitxer gran, en lloc d’un únic fitxer gran. Les 13 capes de l’arbre del camí del fitxer ODB ++ són passos, matriu, símbols, apilaments, formularis de treball i treball. Fluxos, atributs, taules d’obertura, entrada, sortida, usuari, extensió, registre, etc.

Un disseny ODB + + normal pot contenir fins a 53 fitxers de disseny a la carpeta anterior, més 2 fitxers més al disseny de la biblioteca ODB + +. ODB++ admet un total de 26 símbols gràfics estàndard.

A causa de la particularitat del disseny de PCB, alguns fitxers grans de la base de dades no són adequats per a l’emmagatzematge estructurat. Per a aquest propòsit, ODB++ utilitza un estil de fitxer d’enregistrament de text en línies, cada línia conté diversos bits d’informació separats per espais. L’ordre de les línies d’un fitxer és important i una línia particular pot requerir que les línies posteriors segueixin un determinat formulari de comanda. El caràcter al començament de cada línia defineix el tipus d’informació que descriu la línia.

Valor es va publicar el 1997. L’any 2000, es va publicar l’estàndard XML compatible amb ODB++ (X) 1.0. ODB + + (X) 3.1A es va llançar el 2001. ODB++ (X) reescriu l’organització de la informació d’ODB++ per tal de facilitar l’intercanvi de dades entre el disseny i la fabricació, mentre que el seu model d’informació no canvia gaire. Un fitxer ODB + + (X) conté sis elements secundaris grans, És a dir, contingut (contingut ODX), llista de materials (ODX-BOM), proveïdor autoritzat (ODX-AVL), disseny auxiliar (ODX-CAD), informació del subministrament (ODX-Logistics -HEADER) i canvi (ODX-HistoryREC ), etc. Per formar un element d’alt nivell (ODX).

Els venedors de programari EDA com Cadence, Mentor, PADS, VeriBest i Zuken, entre d’altres, han començat a donar suport a ODB++ / ODB++ (X). Els proveïdors de programari PCB CAM com Mitron, FABmaster, Unicam i Graphic també han adoptat la tecnologia ODB++. Entre aquestes empreses de programari, es forma l’aliança d’usuaris Valor. Mentre s’intercanvien dades EDA i es processin fitxers neutrals, es poden formar controladors de dispositius i programes de detecció.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) va ser desenvolupat i publicat per EIA.En realitat és un esquema de descripció del llenguatge de modelatge. EDIF és un fitxer de text ASC ⅱ estructurat amb mode de descripció BNF. Les versions d’EDIF300 i posteriors utilitzen el llenguatge de modelatge d’informació EXPRESS3. EDIF300 descriu informació que inclou informació de jerarquia, informació de connectivitat, informació de biblioteca, informació gràfica, informació d’objectes instantanis, informació de gestió de disseny, informació de comportament del mòdul, informació de simulació i informació d’anotacions.