به منظور جبران نقصی که گربر، سنتی PCB استاندارد داده، نمی تواند داده ها را به دو صورت مبادله کند، سه فرمت کاندید استاندارد داده PCB جدید معرفی شده است: GenCAM IPC، ODB + + Valor و EDIF400 EIA. پیشرفت تحقیقاتی فناوری تبادل داده طراحی / ساخت PCB تجزیه و تحلیل می شود. فن آوری و چشم انداز استاندارد تبادل اطلاعات PCB مورد بحث قرار گرفته است. اشاره می شود که حالت فعلی سوئیچینگ نقطه به نقطه در طراحی و ساخت PCB باید به یک حالت سوئیچینگ ایده آل واحد تغییر کند.

مقدمه

بیش از 20 سال است که صنعت/طراحی الکترونیکی داخلی و خارجی توسط تراشه های پیشرفته مدار مجتمع (IC) ، برد مدار چاپی با سرعت بالا (PCB) در حال انجام است. PCB) و فناوری طراحی الکترونیکی طراحی خودکار (EDA). به عنوان زیرسیستم محصولات الکترونیکی ، PCB نقش واحد اصلی ماژول را در صنعت تولید الکترونیک ایفا می کند. طبق آمار ، چرخه طراحی محصولات الکترونیکی بیش از 60 درصد از کل چرخه توسعه و تولید را شامل می شود. و 80 ~ 90 of هزینه در طراحی زیر سیستم تراشه و PCB تعیین می شود. داده های طراحی/ساخت PCB توسط طراحان الکترونیکی با استفاده از ابزارهای EDA، از جمله ساخت، مونتاژ و آزمایش PCB تولید می شود. استاندارد فرمت داده های PCB یک زبان توصیفی برای تنظیم طرح بندی PCB است ، که برای تحقق انتقال داده ها بین ابزارها یا طراحان EDA ، تبادل داده بین طرح و طرح و ارتباط یکپارچه بین طراحی و آزمایش استفاده می شود.

Gerber استاندارد صنعت داده های PCB است و هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. از نمونه اولیه Gerber در سال 1970 تا Gerber 274X در سال 1992، برخی از اطلاعات مربوط به پردازش و مونتاژ PCB را نمی توان بیان کرد یا در قالب Ger2ber برای طرح های پیچیده تر، مانند نوع برد PCB، ضخامت متوسط ​​و پارامترهای فرآیند گنجاند. به خصوص پس از تحویل فایل Gerber به پردازنده PCB، مشکلاتی مانند تضاد قوانین طراحی اغلب از طریق بررسی جلوه ترسیم نور پیدا می شود. در این زمان لازم است به بخش طراحی بازگردید تا فایل Gerber قبل از پردازش PCB بازسازی شود. این نوع بازسازی 30 درصد از چرخه توسعه را به خود اختصاص می دهد و مشکل این است که Gerber یک انتقال داده یک طرفه است ، نه یک تبادل داده دو طرفه. خروج Gerber از جریان اصلی فرمت های PCB یک نتیجه قطعی است ، اما هنوز مشخص نیست که کدام جایگزین Gerber به عنوان استاندارد نسل بعدی برای داده های PCB خواهد بود.

یک استاندارد جدید تبادل اطلاعات PCB در خارج از کشور در حال برنامه ریزی است و سه فرمت نامزد شناخته شده عبارتند از: InsTItute برای بسته بندی و اتصال ، IPC) ، Generic Computer Aided Manufacturing (GenCAM) ، Val2or’S ODB + + و Electronic Indus2tries AssociaTIon ، EDIF400 EIA). تمرکز بر استانداردها در حالی است که میلیون ها دلار در سال های اخیر به دلیل تبادل ضعیف داده ها از دست رفته است. گزارش شده است که بیش از 3 costs از هزینه های پردازش صفحه چاپی هر ساله در پردازش و اعتبار داده ها هدر می رود. به عبارت دیگر ، سالانه میلیاردها دلار صرف کل صنعت الکترونیک می شود! علاوه بر ضایعات مستقیم ، تعاملات مکرر بین طراحان و تولید کنندگان به دلیل داده های غیر استاندارد انرژی و زمان زیادی را مصرف می کند. برای تولید لوازم الکترونیکی با حاشیه کم ، این هزینه نامرئی دیگری است.

IPC GenCAM طرحی از استاندارد تبادل داده طراحی/تولید PCB است که توسط IPC، که موسسه تحقیقات استانداردسازی معتبر ANSI برای PCB است، توسعه یافته است. سند رسمی GEN-CAM IPC-2511 نام دارد و شامل چندین استاندارد فرعی از سری IPC-2510 (IPC-2512 تا IPC-2518) است. استانداردهای سری Ipc-2510 بر اساس فرمت GenCAD (معرفی شده توسط میترون) هستند و زیر استانداردها به یکدیگر وابسته هستند. مستندات این استاندارد شامل اطلاعات نوع برد، پد، پچ، درج، خط سیگنال و … می باشد. تقریباً تمام اطلاعات پردازش PCB را می توان از پارامترهای GenCAM بدست آورد.

ساختار فایل GenCAM به طراحان و مهندسان سازنده امکان دسترسی به داده ها را می دهد. در خروجی داده ها به سازنده ، داده ها نیز می توانند گسترش داده شوند ، مانند افزودن تحمل مجاز در فرایند پردازش ، ارائه اطلاعات متعدد برای تولید پانل و غیره. GenCAM فرمت ASC ⅱ را پذیرفته و از 14 نماد گرافیکی پشتیبانی می کند. GenCAM شامل 20 بخش اطلاعاتی است که الزامات طراحی و جزئیات تولید را توضیح می دهد. هر بخش یک عملکرد یا تکلیف را بیان می کند. کلاس دانش MASembly SMT دانش SMT حرفه ای را به زبان محاوره ای معرفی می کند. Maxam Technology ، اولین برد نمونه PCB (کلاس دانش MaxAM) ، تهیه قطعات و ارائه دهنده خدمات یک مرحله ای وصله! هر بخش از نظر منطقی مستقل است و می تواند به عنوان یک فایل جداگانه استفاده شود. 20 بخش اطلاعات GenCAM عبارتند از: سرصفحه ، سیستم اطلاعات سفارش ، Primitives ، گرافیک ، لایه ها و بلوک های جوش داده شده پشته ها، الگوها، بسته ها، خانواده ها و دستگاه ها. دستگاه‌ها، Mechani2Cals، اجزا، مسیرها، برق، اتصالات آزمایشی، بردها، پانل‌ها، FlxTUR Es)، نقشه ها و تغییرات.

GenCAM به 20 قسمت اطلاعات فوق اجازه می دهد تا فقط یکبار در فایل ظاهر شوند و از طریق تغییرات در ترکیب ، اطلاعات متفاوتی را به فرایند تولید ارائه دهند. GenCAM سلسله مراتب و ساختار معنایی اطلاعات را حفظ می کند و هر دستگاه تولیدی فقط محتوای بخش اطلاعات مربوط به کار خود را پردازش می کند.

نسخه‌های قبلی فایل‌های GenCAM 2.0 با قوانین فرم معمولی باکو (BNF) مطابقت دارد. GenCAM 2.0 از استاندارد فرمت فایل XML و طرح XML استفاده می کند، اما مدل اطلاعات اساسی در IPC-2511A به سختی تغییر کرده است. نسخه جدید فقط سازماندهی اطلاعات را بازنویسی کرد، اما محتوای اطلاعات تغییر نکرده است.

در حال حاضر ، بسیاری از فروشندگان نرم افزار CAM EDA و PCB از GenCAM به عنوان فرمت تبادل داده پشتیبانی می کنند. این شرکت های EDA شامل Mentor ، Cadence ، Zuken ، OrCAD ، PADS و Veribest هستند. فروشندگان نرم افزار PCB CAM عبارتند از ACT، IGI، Mitron، RouterSolutions، Wise Software و GraphiCode و غیره.

Valor ODB + + Open Data Base (ODB + +)، که توسط Israel Valor Computing Systems راه‌اندازی شد، اجازه می‌دهد طراحی برای قوانین ساخت (DFM) در فرآیند طراحی تجسم یابد. + ODB + از قالب ASC ens قابل توسعه برای ذخیره تمام داده های مهندسی لازم برای تولید و مونتاژ PCB در یک پایگاه داده واحد استفاده می کند. یک پایگاه داده واحد شامل گرافیک، اطلاعات حفاری، سیم کشی، اجزاء، لیست های شبکه، مشخصات، نقشه ها، تعاریف فرآیند مهندسی، توابع گزارش، نتایج ECO و DFM و غیره است. طراحان می توانند این پایگاه داده ها را در طول طراحی DFM به روز کنند تا مشکلات احتمالی چیدمان و سیم کشی را قبل از مونتاژ شناسایی کنند.

+ ODB + یک فرمت دو طرفه است که اجازه می دهد داده ها به پایین و بالا منتقل شوند. هنگامی که داده های طراحی به صورت ASC to به فروشگاه PCB منتقل می شود ، پردازنده می تواند عملیات فرایندی مانند جبران اچ ، تصویربرداری از صفحه ، حفاری خروجی ، سیم کشی و عکاسی را انجام دهد.

ODB + + ساختار واضح تری را اتخاذ می کند، اقدامات خاص عبارتند از: (1) از جمله امپدانس، سوراخ با روکش طلا/غیر طلا، لایه صفحه اتصال سوراخ خاص و سایر ویژگی های سیستم. (2) از WYSIWYG برای حذف توضیحات اطلاعات مبهم استفاده کنید. ③ صفات همه اشیا در سطح ویژگی واحد هستند. ④ لایه صفحه منحصر به فرد و تعریف دنباله؛ بسته بندی دقیق دستگاه و مدل سازی پین؛ ⑥ پشتیبانی از جاسازی داده های BOM.

+ ODB + از یک ساختار فایل استاندارد استفاده می کند که یک طرح را به عنوان درخت مسیر فایل نشان می دهد ، با یک سری زیر پوشه حاوی اطلاعات مربوط به طراحی در زیر پوشه طراحی. درخت مسیر می تواند بین سیستم های مختلف بدون از دست دادن داده منتقل شود. این ساختار درختی امکان خواندن و نوشتن برخی از داده ها در طرح را بدون خواندن و نوشتن کل فایل بزرگ ، برخلاف یک فایل بزرگ ، فراهم می آورد. 13 لایه درخت مسیر فایل ODB ++ مراحل، ماتریس، نمادها، Stackups، Work Forms و Work هستند. جریان ها، ویژگی ها، جداول دیافراگم، ورودی، خروجی، کاربر، برنامه افزودنی، گزارش و غیره.

یک طرح ODB + + معمولی می تواند تا 53 فایل طراحی را در پوشه بالا، به علاوه 2 فایل دیگر در طراحی کتابخانه ODB + + داشته باشد. ODB + + در مجموع از 26 نماد گرافیکی استاندارد پشتیبانی می کند.

به دلیل خاص بودن طراحی PCB ، برخی از فایل های بزرگ در پایگاه داده برای ذخیره سازی ساختار یافته مناسب نیستند. برای این منظور، ODB + + از یک سبک فایل برای ضبط متن در خطوط استفاده می کند که هر خط حاوی چند بیت اطلاعات است که توسط Spaces از هم جدا شده اند. ترتیب خطوط در یک فایل مهم است و یک خط خاص می تواند مستلزم آن باشد که خطوط بعدی از فرم سفارش خاصی پیروی کنند. کاراکتر ابتدای هر خط نوع اطلاعاتی را که خط توصیف می کند تعریف می کند.

Valor در سال 1997 برای عموم آزاد شد. در سال 2000، استاندارد XML پشتیبانی شده از ODB + + (X) 1.0 منتشر شد. ODB + + (X) 3.1A در سال 2001 منتشر شد. ODB + + (X) سازمان اطلاعات ODB + + را به منظور تسهیل تبادل داده بین طراحی و ساخت بازنویسی می کند، در حالی که مدل اطلاعاتی آن تغییر زیادی نمی کند. یک فایل ODB + + (X) شامل شش عنصر بزرگ کودک است ، یعنی محتوا (محتویات ODX) ، بیل مواد (ODX-BOM) ، فروشنده مجاز (ODX-AVL) ، طراحی کمکی (ODX-CAD) ، اطلاعات عرضه (ODX-Logistics -HEADER) و تغییر (ODX-HistoryREC )، و غیره. برای تشکیل یک عنصر سطح بالا (ODX).

فروشندگان نرم افزار EDA مانند Cadence، Mentor، PADS، VeriBest و Zuken، از جمله، شروع به پشتیبانی از ODB + + / ODB + + (X) کرده اند. فروشندگان نرم افزار PCB CAM مانند Mitron، FABmaster، Unicam و Graphic نیز از فناوری ODB + + استفاده کرده اند. در میان این شرکت های نرم افزاری ، اتحاد کاربران Valor شکل می گیرد. تا زمانی که داده های EDA رد و بدل شده و پرونده های خنثی پردازش شوند ، درایورهای دستگاه و برنامه های تشخیص را می توان تشکیل داد.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) توسط EIA توسعه و منتشر شد.این در واقع یک طرح توصیف زبان مدل سازی است. EDIF یک فایل متنی ASC ured ساختار یافته با حالت توصیف BNF است. نسخه های EDIF300 و نسخه های بعدی از زبان مدل سازی اطلاعات EXPRESS3 استفاده می کنند. EDIF300 اطلاعاتی شامل اطلاعات سلسله مراتب ، اطلاعات اتصال ، اطلاعات کتابخانه ، اطلاعات گرافیکی ، اطلاعات شیء لحظه ای ، اطلاعات مدیریت طراحی ، اطلاعات رفتار ماژول ، اطلاعات شبیه سازی و اطلاعات حاشیه نویسی را توصیف می کند.