על מנת לפצות על הפגם שגרבר, המסורתי PCB סטנדרט נתונים, לא יכול להחליף נתונים בשתי דרכים, שלושה פורמטים מועמדים של תקן נתונים חדש של PCB מוצגים: GenCAM של IPC, Valor’s ODB + + ו- EDIA400 של EIA. ניתוח התקדמות המחקר של עיצוב/ייצור החלפת נתונים של PCB ייצור. נדונים הטכנולוגיה המרכזית והסיכוי לתקינה של חילופי נתוני PCB. יש לציין כי יש לשנות את מצב מיתוג נקודה לנקודה הנוכחי של תכנון וייצור PCB למצב מיתוג אידיאלי יחיד.

המבוא

במשך יותר מ -20 שנה, תעשיית העיצוב/ייצור האלקטרוניקה המקומית והחוזית מתקיימת על ידי שבבי מעגלים משולבים מתקדמים, לוח מעגלים מודפסים במהירות גבוהה (PCB), PCB) וטכנולוגיית AutomaTIon (EDA) של עיצוב אלקטרוני. כתת -מערכת של מוצרים אלקטרוניים, ה- PCB ממלא את התפקיד של יחידת מודולי הליבה בתעשיית הייצור האלקטרוני. על פי הסטטיסטיקה, מחזור העיצוב של מוצרים אלקטרוניים מהווה יותר מ-60% ממחזור הפיתוח והייצור כולו; ו 80% ~ 90% מהעלות נקבעים בעיצוב שבב ותת המערכת PCB. נתוני עיצוב/ייצור PCB מיוצרים על ידי מעצבים אלקטרוניים המשתמשים בכלים של EDA, כולל ייצור, הרכבה ובדיקת PCB. תקן פורמט נתוני PCB היא שפה תיאורית לוויסות עיצוב פריסת PCB, המשמשת למימוש העברת נתונים בין כלי EDA או מעצבים, חילופי נתונים בין סכמות לפריסה וחיבור חלק בין עיצוב לבדיקת ייצור.

Gerber הוא תקן תעשיית נתוני PCB דה פקטו והוא עדיין בשימוש נרחב. מאב הטיפוס של Gerber ב-1970 ועד ל-Gerber 274X ב-1992, לא ניתן לבטא או לכלול מידע הקשור לעיבוד והרכבת PCB בפורמט Ger2ber עבור עיצובים מורכבים יותר ויותר, כגון סוג לוח PCB, עובי בינוני ופרמטרים של תהליך. במיוחד לאחר מסירת קובץ Gerber למעבד ה-PCB, בעיות כגון קונפליקט של כלל עיצוב נמצאות לעתים קרובות באמצעות בדיקת אפקט הציור האור. בשלב זה, יש צורך לחזור למחלקת התכנון כדי לשחזר את קובץ Gerber לפני עיבוד PCB. סוג זה של עיבוד מחדש תופס 30% ממחזור הפיתוח, והבעיה היא שגרבר היא העברת נתונים חד-כיוונית, לא החלפת נתונים דו-כיוונית. היציאה של גרבר מהזרם המרכזי של פורמטי ה-PCB היא תוצאה ידועה מראש, אך עדיין לא ברור מי יחליף את גרבר כתקן הדור הבא לנתוני PCB.

תקן חדש להחלפת נתונים PCB מתוכנן באופן פעיל בחו”ל, ושלושת הפורמטים המועמדים המוכרים הם: המכון לאריזה וקישוריות, IPC), ייצור כללי ממוחשב בעזרת מחשבים (GenCAM), Val2or’s ODB + + ו- Industrial Indus2tries Association, EDIF400 EIA). ההתמקדות בתקנים מגיעה מכיוון שמיליוני דולרים אבדו בשנים האחרונות עקב חילופי נתונים לקויים. דווח כי יותר מ -3% מעלויות עיבוד הלוח המודפס מבוזבזות מדי שנה על עיבוד ואימות נתונים. במילים אחרות, מיליארדי דולרים מבוזבזים על כל תעשיית האלקטרוניקה בכל שנה! בנוסף לפסולת הישירה, אינטראקציות חוזרות ונשנות בין מעצבים ויצרנים צורכות הרבה אנרגיה וזמן בשל נתונים לא סטנדרטיים. עבור ייצור אלקטרוניקה ברווחים נמוכים, זוהי עוד עלות בלתי נראית.

IPC GenCAM הוא שרטוט של תקן עיצוב/ייצור חילופי נתונים של PCB שפותח על ידי IPC, שהוא מכון מחקר הסטנדרטיזציה המוסמך על ידי ANSI ל- PCB. המסמך הרשמי של GEN-CAM נקרא IPC-2511 ומכיל מספר תקני משנה מסדרת IPC-2510 (IPC-2512 עד IPC-2518). תקני סדרת Ipc-2510 מבוססים על פורמט GenCAD (הוצג על ידי Mitron), ותתי התקנים תלויים זה בזה. התיעוד של תקן זה כולל מידע על סוג הלוח, כרית, תיקון, הכנס, קו אות וכו ‘כמעט ניתן לקבל את כל המידע על עיבוד ה- PCB מפרמטרי GenCAM.

מבנה הקבצים של GenCAM נותן למעצבים ומהנדסי ייצור גישה לנתונים. בפלט הנתונים ליצרן, ניתן גם להרחיב את הנתונים, כגון הוספת סובלנות המותרות בתהליך העיבוד, מתן מידע רב לייצור פאנל וכו’. GenCAM מאמצת פורמט ASC and ותומכת ב -14 סמלים גרפיים. GenCAM כולל בסך הכל 20 מדורי מידע המפרטים דרישות עיצוב ופרטי ייצור. כל סעיף מבטא פונקציה או מטלה. שיעור הידע MASemble SMT מציג ידע מקצועי ב- SMT בשפה שפתונית. Maxam Technology, לוח הדוגמאות הראשון של לוח PCB (MaxAM ידע), רכישת רכיבים ותיקון נותן שירות חד פעמי! כל חלק הוא עצמאי מבחינה לוגית וניתן להשתמש בו כקובץ נפרד. 20 מדורי המידע של GenCAM הם: כותרת, ניהול סדר מידע, פרימיטיבים, גרפיקה, שכבות ובלוקים מרותכים ערימות, תבניות, חבילות, משפחות ומכשירים. מכשירים, Mechani2Cals, רכיבים, מסלולים, חשמל, חיבורי בדיקה, לוחות, לוחות, FlxTUR Es), שרטוטים ושינויים.

GenCAM מאפשרת ל -20 מקטעי המידע לעיל להופיע רק פעם אחת בקובץ, ולספק מידע שונה לתהליך הייצור באמצעות שינויים בשילוב. GenCAM שומרת על ההיררכיה והמבנה של סמנטיקת המידע, וכל מכשיר ייצור מעבד רק את תוכן מדור המידע הרלוונטי לתפקידו.

גרסאות קודמות של קבצי GenCAM 2.0 תואמות לכללי טופס רגילים (BNF) של bacos. GenCAM 2.0 מאמצת את תקן פורמט קבצי XML ואת ערכת XML, אך מודל המידע הבסיסי ב-IPC-2511A כמעט ולא השתנה. הגרסה החדשה רק כתבה מחדש את ארגון המידע, אך תוכן המידע לא השתנה.

נכון לעכשיו, ספקי תוכנות CAM רבים של EDA ו-PCB תומכים ב-GenCAM כפורמט חילופי נתונים. חברות EDA אלה כוללות את Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS ו- Veribest. ספקי תוכנת PCB CAM כוללים ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software ו-GraphiCode וכו’.

Valor ODB + + Open Data Base (ODB + +), שהושק על ידי מערכות מחשוב Valor Israel, מאפשרת לגלם כללי עיצוב לייצור (DFM) בתהליך העיצוב. ODB + + משתמשת בפורמט ASC ext להרחבה כדי לאחסן את כל הנתונים ההנדסיים הדרושים לייצור והרכבה של מחשבי הלוח במאגר נתונים יחיד. מסד נתונים בודד מכיל גרפיקה, מידע על קידוח, חיווט, רכיבים, רשימות רשת, מפרטים, שרטוטים, הגדרות תהליך הנדסי, פונקציות דיווח, תוצאות ECO ו-DFM וכו’. מעצבים יכולים לעדכן מסדי נתונים אלה במהלך תכנון DFM כדי לזהות בעיות פריסה וחיווט פוטנציאליות לפני ההרכבה.

ODB ++ הוא פורמט דו-כיווני המאפשר להעביר נתונים למטה ולמעלה. לאחר העברת נתוני התכנון לחנות ה-PCB בצורת ASC ⅱ, המעבד יכול לבצע פעולות תהליך כגון פיצוי תחריט, הדמיית פאנל, קידוח פלט, חיווט וצילום.

ODB + + מאמץ מבנה מפורש ואינטליגנטי יותר, אמצעים ספציפיים הם: (1) כולל עכבה, חור מצופה זהב/לא מצופה זהב, שכבת צלחת חיבור חור ספציפית ותכונות מערכת אחרות; (2) השתמש ב-WYSIWYG כדי למנוע תיאור מידע מעורפל; ③ התכונות של כל האובייקטים הן ברמת התכונה היחידה; Layer שכבת צלחת ייחודית והגדרת רצף; אריזת מכשיר מדויקת ומידול סיכות; ⑥ תמיכה בהטמעת נתוני BOM.

ODB + + משתמש במבנה קבצים סטנדרטי המייצג עיצוב כעץ נתיב קבצים, עם סדרת תיקיות משנה המכילות מידע עיצוב קשור מתחת לתיקיית העיצוב. ניתן להעביר את עץ הנתיב בין מערכות שונות מבלי לאבד נתונים. מבנה עץ זה מאפשר לקרוא ולכתוב נתונים מסוימים בעיצוב בנפרד מבלי לקרוא ולכתוב את כל הקובץ הגדול, בניגוד לקובץ גדול בודד. 13 השכבות של עץ נתיב הקובץ ODB ++ הן שלבים, מטריצה, סמלים, Stackups, Work Forms ו-Work זרימות, תכונות, טבלאות צמצם, קלט, פלט, משתמש, הרחבה, יומן וכו’.

עיצוב ODB + + רגיל יכול להכיל עד 53 קבצי עיצוב בתיקיה שלמעלה, ועוד 2 קבצים נוספים בעיצוב הספרייה ODB + +. ODB + + תומך בסך הכל ב -26 סמלים גרפיים סטנדרטיים.

בגלל הייחודיות של עיצוב ה- PCB, כמה קבצים גדולים במסד הנתונים אינם מתאימים לאחסון מובנה. למטרה זו, ODB + + משתמש בסגנון קובץ של הקלטת טקסט בשורות, כל שורה מכילה פיסות מידע מרובות המופרדות על ידי רווחים. סדר השורות בקובץ חשוב, ושורה מסוימת יכולה לדרוש מהשורות הבאות לעקוב אחר טופס הזמנה מסוים. התו בתחילת כל שורה מגדיר את סוג המידע שהשורה מתארת.

Valor שוחרר לציבור ב-1997. בשנת 2000, תקן XML נתמך ב-ODB ++ (X) 1.0 שוחרר. ODB + + (X) 3.1A שוחרר בשנת 2001. ODB ++ (X) משכתב את ארגון המידע של ODB ++ על מנת להקל על חילופי הנתונים בין תכנון לייצור, בעוד שמודל המידע שלו לא משתנה הרבה. קובץ ODB + + (X) מכיל שישה אלמנטים גדולים של ילדים, כלומר, תוכן (ODX-content), שטר החומרים (ODX-BOM), ספק מורשה (ODX-AVL), עיצוב עזר (ODX-CAD), מידע על אספקה ​​(ODX-Logistics -HEADER) ושינוי (ODX-HistoryREC ), וכו. כדי ליצור אלמנט ברמה גבוהה (ODX).

ספקי תוכנת EDA כמו Cadence, Mentor, PADS, VeriBest ו- Zuken, בין היתר, החלו לתמוך ב- ODB + + / ODB + + (X). ספקי תוכנת PCB CAM כמו מיטרון, FABmaster, Unicam ו- Graphic אימצו גם את טכנולוגיית ODB + +. בין חברות התוכנה הללו נוצרת ברית משתמשי Valor. כל עוד נתוני EDA מוחלפים ומעבדים קבצים ניטרליים, ניתן ליצור מנהלי התקנים ותוכניות זיהוי.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) פותח ופורסם על ידי EIA.זוהי למעשה תוכנית לתיאור שפות דוגמנות. EDIF הוא קובץ טקסט מובנה ASC ⅱ עם מצב תיאור BNF. גרסאות של EDIF300 ומאוחר יותר משתמשות בשפת דוגמנות המידע EXPRESS3. EDIF300 מתאר מידע הכולל מידע היררכיה, מידע קישוריות, מידע על ספרייה, מידע גרפי, מידע על אובייקטים מיידים, מידע על ניהול עיצוב, מידע על התנהגות המודולים, מידע על סימולציה ופרטי ביאורים.