Para suplir el defecto que Gerber, el tradicional PCB estándar de datos, no se pueden intercambiar datos de dos maneras, se introducen tres formatos candidatos del nuevo estándar de datos de PCB: GenCAM de IPC, ODB + + de Valor y EDIF400 de EIA. Se analiza el progreso de la investigación de la tecnología de intercambio de datos de diseño / fabricación de PCB. Se discuten la tecnología clave y la perspectiva de estandarización del intercambio de datos de PCB. Se señala que el modo de conmutación punto a punto actual del diseño y fabricación de PCB debe cambiarse a un único modo de conmutación ideal.

La introducción

Durante más de 20 años, la industria de diseño / fabricación electrónica nacional y extranjera se lleva a cabo mediante chips de circuito integrado (IC) de alta gama, placa de circuito impreso (PCB) de alta velocidad, PCB) y tecnología de automatización de diseño electrónico (EDA). Como subsistema de productos electrónicos, PCB desempeña el papel de unidad de módulo central en la industria de fabricación electrónica. Según las estadísticas, el ciclo de diseño de productos electrónicos representa más del 60% de todo el ciclo de desarrollo y producción; Y el 80% ~ 90% del costo se determina en el diseño del subsistema de chip y PCB. Los datos de diseño / fabricación de PCB son generados por diseñadores electrónicos que utilizan herramientas EDA, incluida la fabricación, el montaje y la prueba de PCB. El estándar de formato de datos de PCB es un lenguaje descriptivo para regular el diseño de diseño de PCB, que se utiliza para realizar la transferencia de datos entre las herramientas o diseñadores de EDA, el intercambio de datos entre los esquemas y el diseño y la conexión perfecta entre el diseño y la prueba de fabricación.

Gerber es el estándar de facto de la industria de datos de PCB y todavía se usa ampliamente. Desde el prototipo Gerber en 1970 hasta el Gerber 274X en 1992, parte de la información relacionada con el procesamiento y ensamblaje de PCB no se puede expresar ni incluir en formato Ger2ber para diseños cada vez más complejos, como el tipo de placa PCB, espesor medio y parámetros de proceso. Especialmente después de que el archivo Gerber se entrega al procesador de PCB, los problemas como el conflicto de reglas de diseño a menudo se encuentran al verificar el efecto de dibujo de luz. En este momento, es necesario volver al departamento de diseño para regenerar el archivo Gerber antes del procesamiento de PCB. Este tipo de reelaboración ocupa el 30% del ciclo de desarrollo y el problema es que Gerber es una transferencia de datos unidireccional, no un intercambio de datos bidireccional. La salida de Gerber de la corriente principal de formatos de PCB es una conclusión inevitable, pero aún no está claro cuál reemplazará a Gerber como el estándar de próxima generación para datos de PCB.

Se está planificando activamente un nuevo estándar de intercambio de datos de PCB en el extranjero, y los tres formatos candidatos reconocidos son: El InsTItute for Packaging and Interconnect, IPC), Fabricación asistida por ordenador genérica (GenCAM), ODB + + y Asociación de industrias electrónicas de Val2or, EDIF400 EIA). El enfoque en los estándares se produce cuando se han perdido millones de dólares en los últimos años debido a un intercambio de datos deficiente. Se informa que más del 3% de los costos de procesamiento de tarjetas impresas se desperdicia cada año en procesar y validar datos. En otras palabras, ¡cada año se desperdician miles de millones de dólares en toda la industria de la electrónica! Además del desperdicio directo, las interacciones repetidas entre diseñadores y fabricantes consumen mucha energía y tiempo debido a los datos no estándar. Para la fabricación de productos electrónicos de bajo margen, este es otro costo invisible.

IPC GenCAM es un modelo del estándar de intercambio de datos de fabricación / diseño de PCB desarrollado por IPC, que es el instituto de investigación de estandarización acreditado por ANSI para PCB. El documento oficial de GEN-CAM se denomina IPC-2511 y contiene varios subestándares de la serie IPC-2510 (IPC-2512 a IPC-2518). Los estándares de la serie Ipc-2510 se basan en el formato GenCAD (introducido por Mitron) y los subestándares son interdependientes. La documentación de este estándar incluye la información del tipo de placa, pad, parche, inserto, línea de señal, etc. Casi toda la información de procesamiento de PCB se puede obtener de los parámetros de GenCAM.

La estructura de archivos de GenCAM brinda acceso a los datos tanto a los diseñadores como a los ingenieros de fabricación. En la salida de datos al fabricante, los datos también se pueden extender, como agregar tolerancias permitidas por el proceso de procesamiento, brindar información múltiple para la fabricación de paneles, etc. GenCAM adopta el formato ASC ⅱ y admite 14 símbolos gráficos. GenCAM incluye un total de 20 secciones de información que detallan los requisitos de diseño y los detalles de fabricación. Cada sección expresa una función o una asignación. La clase de conocimiento MAssembly SMT introduce el conocimiento SMT profesional en un lenguaje coloquial. Maxam Technology, la primera placa de muestra de PCB (clase de conocimiento MaxAM), proveedor de servicios integral de adquisición de componentes y parches. Cada sección es lógicamente independiente y se puede utilizar como un archivo independiente. Las 20 secciones de información de GenCAM son: Encabezado, administración de información de pedidos, primitivas, gráficos, capas y bloques soldados Pilas, patrones, paquetes, familias y dispositivos. Dispositivos, Mechani2Cals, Componentes, rutas, Energía, Conexiones de prueba, tableros, Paneles, FlxTUR Es), dibujos y cambios.

GenCAM permite que las 20 secciones de información anteriores aparezcan solo una vez en el archivo, proporcionando información diferente al proceso de fabricación a través de cambios en la combinación. GenCAM conserva la jerarquía y la estructura de la semántica de la información, y cada dispositivo de fabricación procesa solo el contenido de la sección de información relevante para su trabajo.

Las versiones anteriores de los archivos GenCAM 2.0 cumplen con las reglas de forma normal (BNF) de bacos. GenCAM 2.0 adopta el estándar de formato de archivo XML y el esquema XML, pero el modelo de información fundamental en IPC-2511A apenas ha cambiado. La nueva versión solo reescribió la organización de la información, pero el contenido de la información no ha cambiado.

En la actualidad, muchos proveedores de software CAM de EDA y PCB admiten GenCAM como formato de intercambio de datos. Estas empresas de EDA incluyen Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS y Veribest. Los proveedores de software PCB CAM incluyen ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software y GraphiCode, etc.

Valor ODB + + Open Data Base (ODB + +), lanzado por Israel Valor Computing Systems, permite que las reglas de diseño para fabricación (DFM) se incorporen en el proceso de diseño. ODB + + utiliza el formato ASC ⅱ extensible para almacenar todos los datos de ingeniería necesarios para la fabricación y el montaje de PCB en una única base de datos. Una sola base de datos contiene gráficos, información de perforación, cableado, componentes, listas de redes, especificaciones, dibujos, definiciones de procesos de ingeniería, funciones de informes, resultados ECO y DFM, etc. Los diseñadores pueden actualizar estas bases de datos durante el diseño de DFM para identificar posibles problemas de distribución y cableado antes del montaje.

ODB + + es un formato bidireccional que permite que los datos se transmitan hacia arriba y hacia abajo. Una vez que los datos de diseño se transfieren al taller de PCB en forma ASC ⅱ, el procesador puede llevar a cabo operaciones de proceso como compensación de grabado, imágenes del panel, perforación de salida, cableado y fotografía.

ODB + + adopta una estructura explícita más inteligente, las medidas específicas son: (1) incluyendo impedancia, orificio dorado / no dorado, capa de placa de conexión de orificio específica y otros atributos del sistema; (2) Utilice WYSIWYG para eliminar la descripción de información ambigua; ③ Los atributos de todos los objetos se encuentran en el nivel de entidad única; ④ Definición de secuencia y capa de placa única; Empaquetado de dispositivos y modelado de pines precisos; ⑥ Admite la incrustación de datos BOM.

ODB + + utiliza una estructura de archivo estándar que representa un diseño como un árbol de ruta de archivo, con una serie de subcarpetas que contienen información relacionada con el diseño en la carpeta de diseño. El árbol de ruta se puede migrar entre diferentes sistemas sin perder datos. Esta estructura de árbol permite que algunos datos del diseño se lean y escriban individualmente sin leer y escribir todo el archivo grande, a diferencia de un solo archivo grande. Las 13 capas del árbol de ruta de archivo ODB ++ son pasos, matriz, símbolos, apilamientos, formularios de trabajo y trabajo. Flujos, atributos, tablas de apertura, entrada, salida, usuario, extensión, registro, etc.

Un diseño ODB + + normal puede contener hasta 53 archivos de diseño en la carpeta anterior, más 2 archivos más en el diseño de la biblioteca ODB + +. ODB + + admite un total de 26 símbolos gráficos estándar.

Debido a la particularidad del diseño de PCB, algunos archivos grandes en la base de datos no son adecuados para el almacenamiento estructurado. Para este propósito, ODB + + usa un estilo de archivo para grabar texto en líneas, cada línea contiene múltiples bits de información separados por espacios. El orden de las líneas en un archivo es importante y una línea en particular puede requerir que las líneas siguientes sigan un determinado formulario de orden. El carácter al principio de cada línea define el tipo de información que describe la línea.

Valor fue lanzado al público en 1997. En 2000, se lanzó el estándar XML compatible con ODB + + (X) 1.0. ODB + + (X) 3.1A se lanzó en 2001. ODB + + (X) reescribe la organización de la información de ODB + + para facilitar el intercambio de datos entre diseño y fabricación, mientras que su modelo de información no cambia mucho. Un archivo ODB + + (X) contiene seis elementos secundarios grandes, Es decir, contenido (contenido ODX), lista de materiales (ODX-BOM), proveedor autorizado (ODX-AVL), diseño auxiliar (ODX-CAD), información de suministro (ODX-Logística -HEADER) y cambio (ODX-HistoryREC ), etc. Formar un elemento de alto nivel (ODX).

Los proveedores de software EDA como Cadence, Mentor, PADS, VeriBest y Zuken, entre otros, han comenzado a admitir ODB + + / ODB + + (X). Los proveedores de software CAM de PCB como Mitron, FABmaster, Unicam y Graphic también han adoptado la tecnología ODB + +. Entre estas empresas de software, se forma la alianza de usuarios Valor. Siempre que se intercambien datos EDA y se procesen archivos neutrales, se pueden formar controladores de dispositivos y programas de detección.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) fue desarrollado y publicado por EIA.En realidad, es un esquema de descripción de lenguaje de modelado. EDIF es un archivo de texto estructurado ASC ⅱ con modo de descripción BNF. Las versiones de EDIF300 y posteriores utilizan el lenguaje de modelado de información EXPRESS3. EDIF300 describe información que incluye información de jerarquía, información de conectividad, información de biblioteca, información gráfica, información de objeto instanciable, información de gestión de diseño, información de comportamiento del módulo, información de simulación e información de anotación.