იმ დეფექტის გამოსწორების მიზნით, რომელიც გერბერმა ტრადიციული PCB მონაცემთა სტანდარტი, არ შეუძლია მონაცემთა გაცვლა ორი გზით, დაინერგა ახალი PCB მონაცემთა სტანდარტის სამი კანდიდატი ფორმატი: IPC’s GenCAM, Valor’s ODB + + და EIA’s EDIF400. გაანალიზებულია PCB დიზაინის/წარმოების მონაცემთა გაცვლის ტექნოლოგიის კვლევის პროგრესი. განხილულია PCB მონაცემთა გაცვლის ძირითადი ტექნოლოგია და სტანდარტიზაციის პერსპექტივა. აღნიშნულია, რომ PCB დიზაინისა და წარმოების ამჟამინდელი წერტილიდან წერტილამდე გადართვის რეჟიმი უნდა შეიცვალოს ერთი იდეალური გადართვის რეჟიმში.

Შესავალი

20 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, შიდა და უცხოური ელექტრონული დიზაინის/წარმოების ინდუსტრია მიმდინარეობს მაღალი დონის ინტეგრირებული მიკროსქემის (IC) ჩიპებით, მაღალსიჩქარიანი ბეჭდური მიკროსქემის დაფებით (PCB), PCB) და Electronic Design AutomaTION (EDA) ტექნოლოგია. როგორც ელექტრონული პროდუქტების ქვესისტემა, PCB ასრულებს ძირითად მოდულის ერთეულის როლს ელექტრონული წარმოების ინდუსტრიაში. სტატისტიკის მიხედვით, ელექტრონული პროდუქტების დიზაინის ციკლი მთლიანი განვითარებისა და წარმოების ციკლის 60%-ზე მეტს შეადგენს; ხოლო ღირებულების 80% ~ 90% განისაზღვრება ჩიპის და PCB ქვესისტემის დიზაინში. PCB დიზაინის/წარმოების მონაცემები გენერირდება ელექტრონული დიზაინერების მიერ EDA ინსტრუმენტების გამოყენებით, მათ შორის PCB– ის დამზადება, შეკრება და ტესტირება. PCB მონაცემთა ფორმატის სტანდარტი არის აღწერილობითი ენა PCB განლაგების დიზაინის რეგულირებისთვის, რომელიც გამოიყენება მონაცემთა გადაცემის რეალიზებისთვის EDA ინსტრუმენტებსა და დიზაინერებს შორის, მონაცემთა გაცვლა სქემებსა და განლაგებას შორის და უწყვეტი კავშირი დიზაინსა და წარმოებას შორის.

გერბერი არის დე ფაქტო PCB მონაცემთა ინდუსტრიის სტანდარტი და ჯერ კიდევ ფართოდ გამოიყენება. 1970 წელს Gerber-ის პროტოტიპიდან დაწყებული 274 წლის Gerber 1992X-მდე, PCB დამუშავებასთან და შეკრებასთან დაკავშირებული გარკვეული ინფორმაცია არ შეიძლება იყოს გამოხატული ან ჩართული Ger2ber ფორმატში უფრო რთული დიზაინისთვის, როგორიცაა PCB დაფის ტიპი, საშუალო სისქე და პროცესის პარამეტრები. განსაკუთრებით მას შემდეგ, რაც Gerber ფაილი გადაეცემა PCB პროცესორს, პრობლემები, როგორიცაა დიზაინის წესების კონფლიქტი, ხშირად გვხვდება სინათლის ნახაზის ეფექტის შემოწმების შედეგად. ამ დროს აუცილებელია დიზაინის განყოფილებაში დაბრუნება, რათა მოხდეს გერბერის ფაილის რეგენერაცია PCB დამუშავებამდე. ამგვარი გადამუშავება იკავებს განვითარების ციკლის 30%-ს და პრობლემა ის არის, რომ გერბერი არის ცალმხრივი მონაცემთა გადაცემა და არა ორმხრივი მონაცემთა გაცვლა. გერბერის გასვლა PCB ფორმატების ძირითადი სტანდარტიდან წინასწარი დასკვნაა, მაგრამ ჯერ არ არის ნათელი, რომელი ჩაანაცვლებს გერბერს, როგორც PCB მონაცემების შემდეგი თაობის სტანდარტს.

საზღვარგარეთ აქტიურად იგეგმება PCB მონაცემთა გაცვლის ახალი სტანდარტი და სამი აღიარებული კანდიდატის ფორმატია: შეფუთვისა და ურთიერთდაკავშირების ინსტიტუტი, IPC), Generic Computer Aided Manufacturing (GenCAM), Val2or’S ODB + + და Electronic Indus2tries ასოციაცია, EDIF400 EIA). სტანდარტებზე ფოკუსირება ხდება მას შემდეგ, რაც მილიონობით დოლარი დაიკარგა ბოლო წლებში მონაცემთა ცუდი გაცვლის გამო. ცნობილია, რომ ბეჭდური დაფის დამუშავების ხარჯების 3%-ზე მეტი ყოველწლიურად იხარჯება მონაცემების დამუშავებასა და გადამოწმებაზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ყოველწლიურად მილიარდობით დოლარი იხარჯება ელექტრონიკის მთელ ინდუსტრიაზე! პირდაპირი ნარჩენების გარდა, დიზაინერებსა და მწარმოებლებს შორის განმეორებითი ურთიერთქმედება მოიხმარს დიდ ენერგიას და დროს არასტანდარტული მონაცემების გამო. ელექტრონიკის დაბალი მარჟის წარმოებისთვის, ეს არის კიდევ ერთი უხილავი ღირებულება.

IPC GenCAM არის PCB დიზაინის/წარმოების მონაცემთა გაცვლის სტანდარტის გეგმა, რომელიც შემუშავებულია IPC-ის მიერ, რომელიც არის ANSI აკრედიტებული სტანდარტიზაციის კვლევის ინსტიტუტი PCB-სთვის. GEN-CAM-ის ოფიციალურ დოკუმენტს ეწოდება IPC-2511 და შეიცავს IPC-2510 სერიის რამდენიმე ქვესტანდარტს (IPC-2512 to IPC-2518). Ipc-2510 სერიის სტანდარტები ემყარება GenCAD ფორმატს (შემოღებულია მიტრონის მიერ) და ქვე-სტანდარტები ურთიერთდამოკიდებულებულია. ამ სტანდარტის დოკუმენტაცია მოიცავს ინფორმაციას დაფის ტიპის, ბალიშის, პაჩის, ჩასმის, სიგნალის ხაზის და ა.შ. PCB დამუშავების თითქმის ყველა ინფორმაციის მიღება შესაძლებელია GenCAM პარამეტრებიდან.

GenCAM ფაილის სტრუქტურა აძლევს დიზაინერებს და მწარმოებელ ინჟინრებს მონაცემებზე წვდომას. მწარმოებლისთვის მონაცემების გამოტანისას, მონაცემები ასევე შეიძლება გაფართოვდეს, როგორიცაა დამუშავების პროცესით დაშვებული ტოლერანტების დამატება, პანელის წარმოებისთვის მრავალი ინფორმაციის მიწოდება და ა.შ. GenCAM იღებს ASC ⅱ ფორმატს და მხარს უჭერს 14 გრაფიკულ სიმბოლოს. GenCAM მოიცავს სულ 20 საინფორმაციო განყოფილებას, სადაც დეტალურადაა აღწერილი დიზაინის მოთხოვნები და წარმოების დეტალები. თითოეული სექცია გამოხატავს ფუნქციას ან დავალებას. MAssembly SMT ცოდნის კლასი წარმოგიდგენთ პროფესიონალურ SMT ცოდნას სასაუბრო ენაზე. Maxam Technology, პირველი PCB (MaxAM ცოდნის საკლასო ოთახი) ნიმუშის დაფა, კომპონენტების შესყიდვა და პაჩების ერთჯერადი სერვისის პროვაიდერი! თითოეული განყოფილება ლოგიკურად დამოუკიდებელია და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ცალკე ფაილი. GenCAM– ის 20 საინფორმაციო განყოფილებაა: სათაური, ინფორმაციის შეკვეთის ადმინისტრაცია, პრიმიტივები, გრაფიკა, ფენები და შედუღებული ბლოკები სტეკები, შაბლონები, პაკეტები, ოჯახები და მოწყობილობები. მოწყობილობები, მექანიკური 2 კალ, კომპონენტები, მარშრუტები, სიმძლავრე, საცდელი კავშირები, დაფები, პანელები, FlxTUR ეს), ნახატები და ცვლილებები.

GenCAM საშუალებას აძლევს ზემოხსენებულ 20 ინფორმაციის განყოფილებას ფაილში მხოლოდ ერთხელ გამოჩნდეს, რაც წარმოების პროცესს სხვადასხვა ინფორმაციას აწვდის კომბინირებული ცვლილებების გზით. GenCAM ინარჩუნებს ინფორმაციის სემანტიკის იერარქიას და სტრუქტურას და თითოეული მწარმოებელი მოწყობილობა ამუშავებს მხოლოდ საინფორმაციო განყოფილების შინაარსს, რომელიც შეესაბამება მის სამუშაოს.

GenCAM 2.0 ფაილების წინა ვერსიები შეესაბამება bacos normal form (BNF) წესებს. GenCAM 2.0 იღებს XML ფაილის ფორმატის სტანდარტს და XML სქემას, მაგრამ ფუნდამენტური ინფორმაციის მოდელი IPC-2511A– ში თითქმის არ შეცვლილა. ახალ ვერსიაში მხოლოდ ინფორმაციის ორგანიზება იყო გადაწერილი, მაგრამ ინფორმაციის შინაარსი არ შეცვლილა.

ამჟამად, EDA და PCB CAM პროგრამული უზრუნველყოფის მრავალი გამყიდველი მხარს უჭერს GenCAM-ს, როგორც მონაცემთა გაცვლის ფორმატს. ეს EDA კომპანიები მოიცავს Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS და Veribest. PCB CAM პროგრამული უზრუნველყოფის მომწოდებლები მოიცავს ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software და GraphiCode და ა.

Valor ODB + + ღია მონაცემთა ბაზა (ODB + +), რომელიც წამოიწყო ისრაელის Valor Computing Systems– მა, საშუალებას აძლევს დიზაინის წარმოების (DFM) წესების განსახიერება დიზაინის პროცესში. ODB + + იყენებს გაფართოებულ ASC ⅱ ფორმატს PCB წარმოებისა და შეკრებისთვის საჭირო ყველა საინჟინრო მონაცემის შესანახად ერთ მონაცემთა ბაზაში. ერთი მონაცემთა ბაზა შეიცავს გრაფიკას, ბურღვის ინფორმაციას, გაყვანილობას, კომპონენტებს, ნეტლისტებს, სპეციფიკაციებს, ნახატებს, საინჟინრო პროცესის განმარტებებს, ანგარიშგების ფუნქციებს, ECO და DFM შედეგებს და ა. დიზაინერებს შეუძლიათ განაახლონ ეს მონაცემთა ბაზები DFM დიზაინის დროს, რათა დაადგინონ განლაგების და გაყვანილობის პოტენციური პრობლემები შეკრებამდე.

ODB + + არის ორმხრივი ფორმატი, რომელიც საშუალებას აძლევს მონაცემთა გადაცემას ქვემოთ და ზემოთ. მას შემდეგ, რაც დიზაინის მონაცემები გადაეცემა PCB მაღაზიას ASC ⅱ ფორმით, პროცესორს შეუძლია განახორციელოს პროცესის ოპერაციები, როგორიცაა ოქროვის კომპენსაცია, პანელის გამოსახულება, გამომავალი ბურღვა, გაყვანილობა და ფოტოგრაფია.

ODB + + იღებს უფრო ინტელექტუალურ მკაფიო სტრუქტურას, კონკრეტული ზომებია: (1) მათ შორის წინაღობა, მოოქროვილი/მოოქროვილი ხვრელი, ხვრელის დამაკავშირებელი ფირფიტის ფენა და სისტემის სხვა ატრიბუტები; (2) გამოიყენეთ WYSIWYG ორაზროვანი ინფორმაციის აღწერის აღმოსაფხვრელად; ③ ყველა ობიექტის ატრიბუტები არის ერთი ფუნქციის დონეზე; Plate ფირფიტის ფენისა და მიმდევრობის უნიკალური განსაზღვრა; მოწყობილობის ზუსტი შეფუთვა და პინის მოდელირება; ⑥ მხარი დაუჭირეთ BOM მონაცემების ჩაშენებას.

ODB + + იყენებს ფაილის სტანდარტულ სტრუქტურას, რომელიც წარმოადგენს დიზაინს, როგორც ფაილის ბილიკის ხეს, ქვესაქაღალდეების სერიით, რომელიც შეიცავს დიზაინის შესაბამის ინფორმაციას დიზაინის საქაღალდეში. ბილიკის ხის მიგრაცია შესაძლებელია სხვადასხვა სისტემას შორის მონაცემთა დაკარგვის გარეშე. ეს ხის სტრუქტურა საშუალებას იძლევა, რომ დიზაინის ზოგიერთი მონაცემი წაიკითხოს და ჩაიწეროს ინდივიდუალურად, მთელი დიდი ფაილის წაკითხვისა და ჩაწერის გარეშე, განსხვავებით ერთი დიდი ფაილისგან. ODB ++ ფაილის ბილიკის ხის 13 ფენა არის ნაბიჯები, მატრიცა, სიმბოლოები, დაწყობები, სამუშაო ფორმები და სამუშაო. ნაკადები, ატრიბუტები, დიაფრაგმის ცხრილები, შეყვანა, გამომავალი, მომხმარებელი, გაფართოება, ჟურნალი და ა.

ნორმალური ODB + + დიზაინი შეიძლება შეიცავდეს 53-მდე დიზაინის ფაილს ზემოთ მოცემულ საქაღალდეში, პლუს 2 ფაილი ODB + + ბიბლიოთეკის დიზაინში. ODB + + მხარს უჭერს სულ 26 სტანდარტულ გრაფიკულ სიმბოლოს.

PCB დიზაინის თავისებურების გამო, მონაცემთა ბაზაში არსებული ზოგიერთი დიდი ფაილი არ არის შესაფერისი სტრუქტურირებული შენახვისთვის. ამ მიზნით, ODB + + იყენებს ტექსტის ჩაწერის ფაილის სტილს სტრიქონებში, თითოეული სტრიქონი შეიცავს ინფორმაციის მრავალ ბიტს, რომლებიც გამოყოფილია Spaces- ით. ფაილში ხაზების თანმიმდევრობა მნიშვნელოვანია და კონკრეტულ ხაზს შეუძლია მოითხოვოს, რომ შემდეგი სტრიქონები შეასრულონ გარკვეული შეკვეთის ფორმა. თითოეული ხაზის დასაწყისში სიმბოლო განსაზღვრავს ინფორმაციის ტიპს, რომელსაც ხაზი აღწერს.

Valor გამოვიდა საზოგადოებისთვის 1997 წელს. 2000 წელს გამოვიდა ODB + + (X) 1.0 მხარდაჭერილი XML სტანდარტი. ODB + + (X) 3.1A გამოვიდა 2001 წელს. ODB + + (X) ხელახლა წერს ODB + + საინფორმაციო ორგანიზაციას, რათა ხელი შეუწყოს მონაცემთა გაცვლას დიზაინსა და წარმოებას შორის, ხოლო მისი საინფორმაციო მოდელი დიდად არ იცვლება. ODB + + (X) ფაილი შეიცავს ექვს დიდ შვილო ელემენტს, ანუ შინაარსი (ODX-შინაარსი), მასალების ბილეთი (ODX-BOM), ავტორიზებული გამყიდველი (ODX-AVL), დამხმარე დიზაინი (ODX-CAD), მიწოდების ინფორმაცია (ODX-Logistics -HEADER) და ცვლილება (ODX-HistoryREC ) და ა.შ. მაღალი დონის ელემენტის (ODX) ჩამოყალიბება.

EDA პროგრამული უზრუნველყოფის მომწოდებლებმა, როგორიცაა Cadence, Mentor, PADS, VeriBest და Zuken, სხვათა შორის, დაიწყეს ODB + + / ODB + + (X) მხარდაჭერა. PCB CAM პროგრამული უზრუნველყოფის გამყიდველებმა, როგორიცაა Mitron, FABmaster, Unicam და Graphic, ასევე მიიღეს ODB + + ტექნოლოგია. ამ პროგრამულ კომპანიებს შორის შეიქმნა Valor მომხმარებელთა ალიანსი. სანამ EDA მონაცემების გაცვლა და ნეიტრალური ფაილების დამუშავება მოხდება, მოწყობილობის დრაივერები და გამოვლენის პროგრამები შეიძლება შეიქმნას.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) შემუშავდა და გამოქვეყნდა გზშ -ს მიერ.სინამდვილეში ეს არის მოდელირების ენის აღწერის სქემა. EDIF არის სტრუქტურირებული ASC ⅱ ტექსტური ფაილი BNF აღწერილობის რეჟიმით. EDIF300 და უფრო გვიანდელი ვერსიები იყენებენ EXPRESS3 ინფორმაციის მოდელირების ენას. EDIF300 აღწერს ინფორმაციას, მათ შორის იერარქიულ ინფორმაციას, დაკავშირების ინფორმაციას, ბიბლიოთეკის ინფორმაციას, გრაფიკულ ინფორმაციას, წარმოუდგენელ ობიექტს, დიზაინის მართვის ინფორმაციას, მოდულის ქცევის ინფორმაციას, სიმულაციის ინფორმაციას და ანოტაციის ინფორმაციას.