Er mwyn gwneud iawn am y diffyg bod Gerber, y traddodiadol PCB safon data, ni all gyfnewid data mewn dwy ffordd, cyflwynir tri fformat ymgeisydd o safon data PCB newydd: GenCAM yr IPC, ODB + + Valor ac EDIF400 EIA. Dadansoddir cynnydd ymchwil technoleg cyfnewid data dylunio / gweithgynhyrchu PCB. Trafodir gobaith technoleg a safoni allweddol cyfnewid data PCB. Tynnir sylw at y ffaith bod yn rhaid newid y dull newid pwynt-i-bwynt cyfredol o ddylunio a gweithgynhyrchu PCB i un dull newid delfrydol.

Y cyflwyniad

Am fwy nag 20 mlynedd, mae’r diwydiant dylunio / gweithgynhyrchu electronig domestig a thramor yn digwydd gan sglodion Cylchdaith Integredig (IC) pen uchel, Bwrdd Cylchdaith Argraffedig cyflym (PCB), Technoleg PCB) a Dylunio Electronig AutomaTIon (EDA). Fel is-system o gynhyrchion electronig, mae PCB yn chwarae rôl uned modiwl craidd yn y diwydiant gweithgynhyrchu electronig. Yn ôl yr ystadegau, mae cylch dylunio cynhyrchion electronig yn cyfrif am fwy na 60% o’r cylch datblygu a chynhyrchu cyfan; Ac mae 80% ~ 90% o’r gost yn cael ei bennu yn nyluniad yr is-system sglodion a PCB. Mae data dylunio / gweithgynhyrchu PCB yn cael ei gynhyrchu gan ddylunwyr electronig sy’n defnyddio offer EDA, gan gynnwys fabricaTIon, cydosod a phrofi PCB. Data PCB Mae safon fformat yn iaith ddisgrifiadol i reoleiddio dyluniad cynllun PCB, a ddefnyddir i wireddu trosglwyddo data rhwng offer neu ddylunwyr EDA, cyfnewid data rhwng sgematigau a chynllun, a chysylltiad di-dor rhwng prawf dylunio a gweithgynhyrchu.

Gerber yw safon diwydiant data PCB de facto ac mae’n dal i gael ei ddefnyddio’n helaeth. O brototeip Gerber ym 1970 i’r Gerber 274X ym 1992, ni ellir mynegi na chynnwys rhywfaint o wybodaeth sy’n ymwneud â phrosesu a chydosod PCB ar ffurf Ger2ber ar gyfer dyluniadau cynyddol gymhleth, megis math bwrdd PCB, trwch canolig a pharamedrau proses. Yn enwedig ar ôl i’r ffeil Gerber gael ei rhoi i’r prosesydd PCB, mae problemau fel gwrthdaro rheol dylunio i’w canfod yn aml trwy wirio’r effaith lluniadu ysgafn. Ar yr adeg hon, mae angen dychwelyd i’r adran ddylunio i adfywio’r ffeil Gerber cyn prosesu PCB. Mae’r math hwn o ailweithio yn cymryd 30% o’r cylch datblygu, a’r broblem yw bod Gerber yn drosglwyddiad data unffordd, nid yn gyfnewidfa ddata ddwyffordd. Mae ymadawiad Gerber o brif ffrwd fformatau PCB yn gasgliad a ildiwyd, ond nid yw’n glir eto a fydd yn disodli Gerber fel safon y genhedlaeth nesaf ar gyfer data PCB.

Mae safon cyfnewid data PCB newydd yn cael ei gynllunio’n weithredol dramor, a’r tri fformat ymgeisydd cydnabyddedig yw: Yr InsTItute ar gyfer Pecynnu a Cydgysylltu, IPC), Gweithgynhyrchu Generig gyda Chymorth Cyfrifiadur (GenCAM), Val2or’S ODB + + a Electronic Indus2tries AssociaTIon, EDIF400 EIA). Daw’r ffocws ar safonau wrth i filiynau o ddoleri gael eu colli yn ystod y blynyddoedd diwethaf oherwydd cyfnewid data gwael. Adroddir bod mwy na 3% o gostau prosesu bwrdd printiedig yn cael eu gwastraffu bob blwyddyn wrth brosesu a dilysu data. Hynny yw, mae biliynau o ddoleri yn cael eu gwastraffu ar y diwydiant electroneg cyfan bob blwyddyn! Yn ychwanegol at y gwastraff uniongyrchol, mae rhyngweithio dro ar ôl tro rhwng dylunwyr a gweithgynhyrchwyr yn defnyddio llawer o egni ac amser oherwydd data ansafonol. Ar gyfer gweithgynhyrchu electroneg ymyl isel, mae hon yn gost anweledig arall.

Mae IPC GenCAM yn lasbrint o safon cyfnewid data dylunio / gweithgynhyrchu PCB a ddatblygwyd gan IPC, sef y sefydliad ymchwil safoni achrededig ANSI ar gyfer PCB. Enwir dogfen swyddogol GEN-CAM yn IPC-2511 ac mae’n cynnwys sawl is-safon o’r gyfres IPC-2510 (IPC-2512 i IPC-2518). Mae safonau cyfres Ipc-2510 yn seiliedig ar fformat GenCAD (a gyflwynwyd gan Mitron), ac mae’r is-safonau yn gyd-ddibynnol. Mae dogfennaeth y safon hon yn cynnwys gwybodaeth o fath bwrdd, pad, clwt, mewnosodiad, llinell signal, ac ati. Gellir cael bron yr holl wybodaeth brosesu PCB o baramedrau GenCAM.

Mae strwythur ffeiliau GenCAM yn rhoi mynediad i ddata i ddylunwyr a pheirianwyr gweithgynhyrchu. Yn yr allbwn data i’r gwneuthurwr, gellir ymestyn y data hefyd, megis ychwanegu goddefiannau a ganiateir gan y broses brosesu, rhoi gwybodaeth luosog ar gyfer gweithgynhyrchu panel, ac ati. Mae GenCAM yn mabwysiadu fformat ASC and ac yn cefnogi 14 o symbolau graffig. Mae GenCAM yn cynnwys cyfanswm o 20 adran wybodaeth sy’n manylu ar ofynion dylunio a manylion gweithgynhyrchu. Mae pob adran yn mynegi swyddogaeth neu aseiniad. Mae dosbarth gwybodaeth UDRh MAssembly yn cyflwyno gwybodaeth broffesiynol am UDRh mewn iaith lafar. Maxam Technology, bwrdd sampl cyntaf PCB (ystafell ddosbarth gwybodaeth MaxAM), caffael cydrannau, a darparwr gwasanaeth un stop patsh! Mae pob adran yn annibynnol yn rhesymegol a gellir ei defnyddio fel ffeil ar wahân. 20 adran wybodaeth GenCAM yw: Pennawd, archebu gwybodaeth adminratio, Primitives, graffeg, haenau, a blociau wedi’u weldio Staciau, Patrymau, Pecynnau, teuluoedd a dyfeisiau. Dyfeisiau, Mechani2Cals, Cydrannau, llwybrau, Pwer, Testconnects, byrddau, Paneli, FlxTUR Es), lluniadau a newidiadau.

Mae GenCAM yn caniatáu i’r 20 adran wybodaeth uchod ymddangos unwaith yn unig yn y ffeil, gan ddarparu gwybodaeth wahanol i’r broses weithgynhyrchu trwy newidiadau mewn cyfuniad. Mae GenCAM yn cadw hierarchaeth a strwythur semanteg gwybodaeth, ac mae pob dyfais weithgynhyrchu yn prosesu cynnwys yr adran wybodaeth sy’n berthnasol i’w swydd yn unig.

Mae fersiynau blaenorol o ffeiliau GenCAM 2.0 yn cydymffurfio â rheolau Ffurflen arferol bacos (BNF). Mae GenCAM 2.0 yn mabwysiadu’r safon fformat ffeil XML a’r cynllun XML, ond go brin bod y model gwybodaeth sylfaenol yn IPC-2511A wedi newid. Mae’r fersiwn newydd yn ailysgrifennu trefn gwybodaeth yn unig, ond nid yw cynnwys gwybodaeth wedi newid.

Ar hyn o bryd, mae llawer o werthwyr meddalwedd CAM EDA a PCB yn cefnogi GenCAM fel fformat cyfnewid data. Mae’r cwmnïau EDA hyn yn cynnwys Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS a Veribest. Mae gwerthwyr Meddalwedd PCB CAM yn cynnwys ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Meddalwedd Doeth a GraphiCode, ac ati.

Mae Cronfa Ddata Agored Valor ODB + + (ODB + +), a lansiwyd gan Israel Valor Computing Systems, yn caniatáu ymgorffori dyluniad ar gyfer rheolau Gweithgynhyrchu (DFM) yn y broses ddylunio. Mae ODB + + yn defnyddio fformat ASC ible estynadwy i storio’r holl ddata peirianneg sy’n angenrheidiol ar gyfer gweithgynhyrchu a chydosod PCB mewn un gronfa ddata. Mae un gronfa ddata yn cynnwys graffeg, gwybodaeth ddrilio, weirio, cydrannau, rhestrau net, manylebau, lluniadau, diffiniadau prosesau peirianneg, swyddogaethau adrodd, canlyniadau ECO a DFM, ac ati. Gall dylunwyr ddiweddaru’r cronfeydd data hyn yn ystod dyluniad DFM i nodi problemau cynllun a gwifrau posibl cyn ymgynnull.

Mae ODB + + yn fformat dwyochrog sy’n caniatáu i ddata gael ei basio i lawr ac i fyny. Unwaith y trosglwyddir y data dylunio i’r siop PCB ar ffurf ASC ⅱ, gall y prosesydd gyflawni gweithrediadau proses fel iawndal ysgythru, delweddu panel, drilio allbwn, weirio a ffotograffiaeth.

Mae ODB + + yn mabwysiadu strwythur eglur mwy deallus, mesurau penodol yw: (1) gan gynnwys rhwystriant, twll platiog aur / heb blat aur, haen plât cysylltiad twll penodol a phriodoleddau system eraill; (2) Defnyddiwch WYSIWYG i ddileu disgrifiad gwybodaeth amwys; ③ Mae priodoleddau’r holl wrthrychau ar y lefel nodwedd sengl; Layer Diffiniad haen plât a dilyniant unigryw; Pecynnu dyfeisiau a modelu pin yn gywir; ⑥ Cefnogi mewnosod data BOM.

Mae ODB + + yn defnyddio strwythur ffeiliau safonol sy’n cynrychioli dyluniad fel coeden llwybr ffeiliau, gyda chyfres o is-ffolderi sy’n cynnwys gwybodaeth ddylunio gysylltiedig o dan y ffolder ddylunio. Gellir mudo coeden y llwybr rhwng gwahanol systemau heb golli data. Mae’r strwythur coed hwn yn caniatáu i rywfaint o ddata yn y dyluniad gael ei ddarllen a’i ysgrifennu’n unigol heb ddarllen ac ysgrifennu’r ffeil fawr gyfan, yn hytrach nag un ffeil fawr. Y 13 haen o goeden llwybr ffeil ODB ++ yw camau, matrics, symbolau, Stackups, Ffurflenni Gwaith, a Gwaith Llifoedd, Rhinweddau, tablau agorfa, mewnbwn, allbwn, defnyddiwr, estyniad, log, ac ati.

Gall dyluniad ODB + + arferol gynnwys hyd at 53 o ffeiliau dylunio yn y ffolder uchod, ynghyd â 2 ffeil arall yn nyluniad llyfrgell ODB + +. Mae ODB + + yn cefnogi cyfanswm o 26 o symbolau graffig safonol.

Oherwydd penodoldeb dyluniad PCB, nid yw rhai ffeiliau mawr yn y gronfa ddata yn addas ar gyfer storio strwythuredig. At y diben hwn, mae ODB + + yn defnyddio arddull ffeil o recordio testun mewn llinellau, pob llinell sy’n cynnwys darnau lluosog o wybodaeth wedi’u gwahanu gan Spaces. Mae trefn llinellau mewn ffeil yn bwysig, a gall llinell benodol fynnu bod llinellau dilynol yn dilyn ffurflen archebu benodol. Mae’r cymeriad ar ddechrau pob llinell yn diffinio’r math o wybodaeth y mae’r llinell yn ei disgrifio.

Rhyddhawyd Valor i’r cyhoedd ym 1997. Yn 2000, rhyddhawyd safon XML â chefnogaeth ODB + + (X) 1.0. Rhyddhawyd ODB + + (X) 3.1A yn 2001. Mae ODB + + (X) yn ailysgrifennu trefniadaeth gwybodaeth ODB + + er mwyn hwyluso’r cyfnewid data rhwng dylunio a gweithgynhyrchu, tra nad yw ei fodel gwybodaeth yn newid llawer. Mae ffeil ODB + + (X) yn cynnwys chwe elfen plentyn mawr, Hynny yw, cynnwys (ODX-cynnwys), Bill of Materials (ODX-BOM), Gwerthwr awdurdodedig (ODX-AVL), Dyluniad ategol (ODX-CAD), gwybodaeth gyflenwi (ODX-Logistics -HEADER) a newid (ODX-HistoryREC ), ac ati. I ffurfio elfen lefel uchel (ODX).

Mae gwerthwyr meddalwedd EDA fel Cadence, Mentor, PADS, VeriBest a Zuken, ymhlith eraill, wedi dechrau cefnogi ODB + + / ODB + + (X). Mae gwerthwyr meddalwedd PCB CAM fel Mitron, FABmaster, Unicam a Graphic hefyd wedi mabwysiadu technoleg ODB + +. Ymhlith y cwmnïau meddalwedd hyn, mae cynghrair defnyddwyr Valor yn cael ei ffurfio. Cyn belled â bod data EDA yn cael ei gyfnewid a ffeiliau niwtral yn cael eu prosesu, gellir ffurfio gyrwyr dyfeisiau a rhaglenni canfod.

Datblygwyd a chyhoeddwyd EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) gan EIA.Cynllun disgrifio iaith modelu ydyw mewn gwirionedd. Mae EDIF yn ffeil destun strwythuredig ASC with gyda modd disgrifio BNF. Mae fersiynau o EDIF300 ac yn ddiweddarach yn defnyddio’r iaith modelu gwybodaeth EXPRESS3. Mae EDIF300 yn disgrifio gwybodaeth gan gynnwys gwybodaeth hierarchaeth, gwybodaeth cysylltedd, gwybodaeth lyfrgell, gwybodaeth graffig, gwybodaeth am wrthrychau ar unwaith, gwybodaeth rheoli dyluniad, gwybodaeth am ymddygiad modiwl, gwybodaeth efelychu a gwybodaeth anodi.