Per sopperire al difetto che Gerber, il tradizionale PCB standard di dati, non è possibile scambiare dati in due modi, vengono introdotti tre formati candidati del nuovo standard di dati PCB: GenCAM di IPC, ODB + + di Valor e EDIF400 di EIA. Viene analizzato lo stato di avanzamento della ricerca sulla tecnologia di scambio dati di progettazione/produzione di PCB. Vengono discusse la tecnologia chiave e le prospettive di standardizzazione dello scambio di dati PCB. Si sottolinea che l’attuale modalità di commutazione punto-punto della progettazione e produzione di PCB deve essere modificata in un’unica modalità di commutazione ideale.

L’introduzione

Per più di 20 anni, l’industria della progettazione/produzione elettronica nazionale ed estera si è svolta con chip di circuiti integrati (IC) di fascia alta, circuiti stampati ad alta velocità (PCB), PCB) e la tecnologia Electronic Design Automation (EDA). Come sottosistema di prodotti elettronici, il PCB svolge il ruolo di unità modulo centrale nell’industria di produzione elettronica. Secondo le statistiche, il ciclo di progettazione dei prodotti elettronici rappresenta oltre il 60% dell’intero ciclo di sviluppo e produzione; E l’80% ~ 90% del costo è determinato nella progettazione del sottosistema chip e PCB. I dati di progettazione/produzione PCB sono generati da progettisti elettronici utilizzando strumenti EDA, inclusi fabbricazione, assemblaggio e test del PCB. Lo standard PCB data Format è un linguaggio descrittivo per regolare la progettazione del layout PCB, che viene utilizzato per realizzare il trasferimento di dati tra strumenti o progettisti EDA, lo scambio di dati tra schemi e layout e una connessione senza soluzione di continuità tra progettazione e test di produzione.

Gerber è lo standard del settore dei dati PCB de facto ed è ancora ampiamente utilizzato. Dal prototipo Gerber nel 1970 al Gerber 274X nel 1992, alcune informazioni relative alla lavorazione e assemblaggio PCB non possono essere espresse o incluse in formato Ger2ber per progetti sempre più complessi, come tipo di scheda PCB, medio spessore e parametri di processo. Soprattutto dopo che il file Gerber è stato consegnato al processore PCB, spesso si riscontrano problemi come il conflitto delle regole di progettazione controllando l’effetto di disegno della luce. A questo punto, è necessario tornare al reparto di progettazione per rigenerare il file Gerber prima dell’elaborazione del PCB. Questo tipo di rielaborazione occupa il 30% del ciclo di sviluppo e il problema è che Gerber è un trasferimento di dati unidirezionale, non uno scambio di dati bidirezionale. L’uscita di Gerber dal mainstream dei formati PCB è una conclusione scontata, ma non è ancora chiaro quale sostituirà Gerber come standard di prossima generazione per i dati PCB.

All’estero è attivamente pianificato un nuovo standard per lo scambio di dati PCB e i tre formati candidati riconosciuti sono: L’Istituto per l’imballaggio e l’interconnessione, IPC), Generic Computer Aided Manufacturing (GenCAM), Val2or’S ODB + + e Electronic Indus2tries AssociaTIon, EDIF400 VIA). L’attenzione agli standard deriva dal fatto che negli ultimi anni sono stati persi milioni di dollari a causa dello scarso scambio di dati. È stato riferito che oltre il 3% dei costi di elaborazione del cartone stampato viene sprecato ogni anno per l’elaborazione e la convalida dei dati. In altre parole, ogni anno vengono sprecati miliardi di dollari per l’intera industria elettronica! Oltre allo spreco diretto, le interazioni ripetute tra progettisti e produttori consumano molta energia e tempo a causa di dati non standard. Per la produzione di elettronica a basso margine, questo è un altro costo invisibile.

IPC GenCAM è un progetto di standard per lo scambio di dati di progettazione/produzione PCB sviluppato da IPC, che è l’istituto di ricerca sulla standardizzazione accreditato ANSI per PCB. Il documento ufficiale di GEN-CAM è denominato IPC-2511 e contiene diversi sotto-standard della serie IPC-2510 (da IPC-2512 a IPC-2518). Gli standard della serie Ipc-2510 si basano sul formato GenCAD (introdotto da Mitron) e gli standard secondari sono interdipendenti. La documentazione di questo standard include le informazioni sul tipo di scheda, pad, patch, inserto, linea di segnale, ecc. Quasi tutte le informazioni di elaborazione PCB possono essere ottenute dai parametri GenCAM.

La struttura dei file di GenCAM offre sia ai progettisti che agli ingegneri di produzione l’accesso ai dati. Nell’output dei dati al produttore, i dati possono anche essere estesi, ad esempio aggiungendo tolleranze consentite dal processo di lavorazione, fornendo informazioni multiple per la produzione di pannelli, ecc. GenCAM adotta il formato ASC ⅱ e supporta 14 simboli grafici. GenCAM include un totale di 20 sezioni informative che dettagliano i requisiti di progettazione e i dettagli di produzione. Ogni sezione esprime una funzione o un compito. La lezione di conoscenza SMT MAssembly introduce la conoscenza SMT professionale in un linguaggio colloquiale. Maxam Technology, la prima scheda campione PCB (aula di conoscenza MaxAM), approvvigionamento di componenti e fornitore di servizi one-stop per le patch! Ogni sezione è logicamente indipendente e può essere utilizzata come file separato. Le 20 sezioni informative di GenCAM sono: Intestazione, amministrazione delle informazioni sull’ordine, Primitive, grafica, livelli e blocchi saldati Pile, modelli, pacchetti, famiglie e dispositivi. Dispositivi, Mechani2Cals, Componenti, percorsi, Potenza, Testconnect, Schede, Pannelli, FlxTUR Es), disegni e modifiche.

GenCAM consente alle 20 sezioni di informazioni di cui sopra di apparire solo una volta nel file, fornendo informazioni diverse al processo di produzione attraverso modifiche in combinazione. GenCAM preserva la gerarchia e la struttura della semantica delle informazioni e ogni dispositivo di produzione elabora solo il contenuto della sezione informativa rilevante per il suo lavoro.

Le versioni precedenti dei file GenCAM 2.0 sono conformi alle regole Bacos Normal Form (BNF). GenCAM 2.0 adotta lo standard del formato file XML e lo schema XML, ma il modello di informazione fondamentale in IPC-2511A non è cambiato. La nuova versione ha solo riscritto l’organizzazione delle informazioni, ma il contenuto delle informazioni non è cambiato.

Al momento, molti fornitori di software CAM di EDA e PCB supportano GenCAM come formato di scambio dati. Queste società EDA includono Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS e Veribest. I fornitori di software PCB CAM includono ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software e GraphiCode, ecc.

Valor ODB + + Open Data Base (ODB + +), lanciato da Israel Valor Computing Systems, consente di incorporare le regole di progettazione per la produzione (DFM) nel processo di progettazione. ODB + + utilizza il formato ASC ⅱ estensibile per archiviare tutti i dati tecnici necessari per la produzione e l’assemblaggio di PCB in un unico database. Un singolo database contiene grafici, informazioni di perforazione, cablaggio, componenti, netlist, specifiche, disegni, definizioni dei processi di progettazione, funzioni di reporting, risultati ECO e DFM, ecc. I progettisti possono aggiornare questi database durante la progettazione DFM per identificare potenziali problemi di layout e cablaggio prima dell’assemblaggio.

ODB + + è un formato bidirezionale che consente di passare i dati verso il basso e verso l’alto. Una volta trasferiti i dati di progettazione all’officina PCB in formato ASC ⅱ, il processore può eseguire operazioni di processo come la compensazione dell’incisione, l’imaging del pannello, la perforazione dell’output, il cablaggio e la fotografia.

ODB + + adotta una struttura esplicita più intelligente, misure specifiche sono: (1) tra cui impedenza, foro placcato in oro/non placcato in oro, strato di piastra di connessione del foro specifico e altri attributi di sistema; (2) Utilizzare WYSIWYG per eliminare la descrizione delle informazioni ambigue; ③ Gli attributi di tutti gli oggetti sono a livello di singola caratteristica; ④ Strato di piastra unico e definizione della sequenza; Imballaggio accurato del dispositivo e modellazione dei pin; ⑥ Supporta l’incorporamento dei dati BOM.

ODB + + utilizza una struttura di file standard che rappresenta un progetto come albero del percorso del file, con una serie di sottocartelle contenenti informazioni di progetto correlate nella cartella del progetto. L’albero dei percorsi può essere migrato tra diversi sistemi senza perdere dati. Questa struttura ad albero consente di leggere e scrivere individualmente alcuni dati nel progetto senza leggere e scrivere l’intero file di grandi dimensioni, al contrario di un singolo file di grandi dimensioni. I 13 livelli dell’albero del percorso del file ODB ++ sono passaggi, matrice, simboli, Stackups, Work Forms e Work Flussi, attributi, tabelle di apertura, input, output, utente, estensione, log, ecc.

Un normale design ODB + + può contenere fino a 53 file di design nella cartella sopra, più altri 2 file nel design della libreria ODB + +. ODB++ supporta un totale di 26 simboli grafici standard.

A causa della particolarità del design PCB, alcuni file di grandi dimensioni nel database non sono adatti per l’archiviazione strutturata. A questo scopo, ODB + + utilizza uno stile di file di registrazione del testo in righe, ciascuna riga contenente più bit di informazioni separati da spazi. L’ordine delle righe in un file è importante e una riga particolare può richiedere che le righe successive seguano un determinato modulo d’ordine. Il carattere all’inizio di ogni riga definisce il tipo di informazioni che la riga descrive.

Valor è stato rilasciato al pubblico nel 1997. Nel 2000 è stato rilasciato lo standard XML supportato da ODB + + (X) 1.0. ODB + + (X) 3.1A è stato rilasciato nel 2001. ODB++ (X) riscrive l’organizzazione delle informazioni di ODB++ per facilitare lo scambio di dati tra progettazione e produzione, mentre il suo modello informativo non cambia molto. Un file ODB + + (X) contiene sei elementi figlio di grandi dimensioni, Cioè, contenuto (ODX-contents), Bill of Materials (ODX-BOM), Authorized vendor (ODX-AVL), Auxiliary design (ODX-CAD), fornire informazioni (ODX-Logistics -HEADER) e modificare (ODX-HistoryREC ), eccetera. Per formare un elemento di alto livello (ODX).

I fornitori di software EDA come Cadence, Mentor, PADS, VeriBest e Zuken, tra gli altri, hanno iniziato a supportare ODB++ / ODB++ (X). Anche i fornitori di software PCB CAM come Mitron, FABmaster, Unicam e Graphic hanno adottato la tecnologia ODB++. Tra queste società di software, viene formata l’alleanza degli utenti Valor. Finché i dati EDA vengono scambiati e vengono elaborati file neutri, è possibile creare driver di dispositivo e programmi di rilevamento.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) è stato sviluppato e pubblicato da EIA.In realtà è uno schema di descrizione del linguaggio di modellazione. EDIF è un file di testo ASC ⅱ strutturato con modalità di descrizione BNF. Le versioni di EDIF300 e successive utilizzano il linguaggio di modellazione delle informazioni EXPRESS3. EDIF300 descrive informazioni tra cui informazioni sulla gerarchia, informazioni sulla connettività, informazioni sulla libreria, informazioni grafiche, informazioni sugli oggetti istanziabili, informazioni sulla gestione del progetto, informazioni sul comportamento del modulo, informazioni sulla simulazione e informazioni sulle annotazioni.