Om het gebrek te compenseren dat Gerber, de traditionele PCB datastandaard, kan gegevens niet op twee manieren uitwisselen, drie kandidaat-formaten van de nieuwe PCB-datastandaard worden geïntroduceerd: IPC’s GenCAM, Valor’s ODB + + en EIA’s EDIF400. De onderzoeksvoortgang van PCB-ontwerp / fabricagegegevensuitwisselingstechnologie wordt geanalyseerd. De belangrijkste technologie en standaardisatievooruitzichten van PCB-gegevensuitwisseling worden besproken. Er wordt op gewezen dat de huidige punt-naar-punt-schakelmodus van PCB-ontwerp en fabricage moet worden veranderd in een enkele ideale schakelmodus.

De inleiding

Al meer dan 20 jaar vindt de binnenlandse en buitenlandse elektronische ontwerp- / productie-industrie plaats door high-end Integrated Circuit (IC) -chips, high-speed Printed Circuit Board (PCB), PCB) en Electronic Design Automation (EDA)-technologie. Als een subsysteem van elektronische producten speelt PCB de rol van kernmodule-eenheid in de elektronische maakindustrie. Volgens statistieken is de ontwerpcyclus van elektronische producten goed voor meer dan 60% van de hele ontwikkelings- en productiecyclus; En 80% ~ 90% van de kosten wordt bepaald in het ontwerp van het chip- en PCB-subsysteem. PCB-ontwerp-/productiegegevens worden gegenereerd door elektronische ontwerpers met behulp van EDA-tools, waaronder fabricage, assemblage en testen van PCB’s. PCB-gegevens Formaatstandaard is een beschrijvende taal om het lay-outontwerp van PCB’s te reguleren, die wordt gebruikt om gegevensoverdracht tussen EDA-tools of ontwerpers, gegevensuitwisseling tussen schema’s en lay-out en naadloze verbinding tussen ontwerp en fabricagetest te realiseren.

Gerber is de de facto de industriestandaard voor PCB-gegevens en wordt nog steeds veel gebruikt. Van het Gerber-prototype in 1970 tot de Gerber 274X in 1992, sommige informatie met betrekking tot PCB-verwerking en -assemblage kan niet worden uitgedrukt of opgenomen in Ger2ber-formaat voor steeds complexere ontwerpen, zoals het type printplaat, gemiddelde dikte en procesparameters. Vooral nadat het Gerber-bestand aan de PCB-processor is overhandigd, worden problemen zoals ontwerpregelconflicten vaak gevonden door het lichttekeningeffect te controleren. Op dit moment is het noodzakelijk om terug te keren naar de ontwerpafdeling om het Gerber-bestand te regenereren voordat de PCB wordt verwerkt. Dit soort herwerk neemt 30% van de ontwikkelingscyclus in beslag, en het probleem is dat Gerber een eenrichtingsgegevensoverdracht is, geen tweerichtingsgegevensuitwisseling. Gerbers vertrek uit de mainstream van PCB-formaten is een uitgemaakte zaak, maar het is nog niet duidelijk welke Gerber zal vervangen als de volgende generatie standaard voor PCB-gegevens.

In het buitenland wordt actief een nieuwe PCB-gegevensuitwisselingsstandaard gepland en de drie erkende kandidaat-formaten zijn: Het Instituut voor Verpakking en Interconnect, IPC), Generic Computer Aided Manufacturing (GenCAM), Val2or’S ODB + + en Electronic Indus2tries Association, EDIF400 EIA). De focus op standaarden komt doordat er de afgelopen jaren miljoenen dollars verloren zijn gegaan door slechte gegevensuitwisseling. Naar verluidt wordt elk jaar meer dan 3% van de verwerkingskosten van printplaten verspild aan het verwerken en valideren van gegevens. Met andere woorden, er worden elk jaar miljarden dollars verspild aan de hele elektronica-industrie! Naast de directe verspilling kosten herhaalde interacties tussen ontwerpers en fabrikanten veel energie en tijd vanwege niet-standaard gegevens. Voor de productie van elektronica met een lage marge is dit een andere onzichtbare kostenpost.

IPC GenCAM is een blauwdruk van de PCB-ontwerp-/productiegegevensuitwisselingsstandaard, ontwikkeld door IPC, het door ANSI geaccrediteerde standaardisatieonderzoeksinstituut voor PCB’s. Het officiële document van GEN-CAM heet IPC-2511 en bevat verschillende substandaarden van de IPC-2510-serie (IPC-2512 tot IPC-2518). De standaarden van de Ipc-2510-serie zijn gebaseerd op het GenCAD-formaat (geïntroduceerd door Mitron) en de substandaarden zijn onderling afhankelijk. De documentatie van deze standaard omvat de informatie over bordtype, pad, patch, insert, signaallijn, enz. Bijna alle PCB-verwerkingsinformatie kan worden verkregen uit GenCAM-parameters.

De bestandsstructuur van GenCAM geeft zowel ontwerpers als productie-ingenieurs toegang tot de gegevens. In de gegevensuitvoer naar de fabrikant kunnen de gegevens ook worden uitgebreid, zoals het toevoegen van toleranties die zijn toegestaan ​​door het verwerkingsproces, het geven van meerdere informatie voor de fabricage van panelen, enz. GenCAM gebruikt het ASC ⅱ-formaat en ondersteunt 14 grafische symbolen. GenCAM bevat in totaal 20 informatiesecties met details over ontwerpvereisten en fabricagedetails. Elke sectie drukt een functie of een opdracht uit. De MAssembly SMT-kennisklasse introduceert professionele SMT-kennis in de omgangstaal. Maxam Technology, het eerste PCB (MaxAM knowledge classroom) sample board, inkoop van componenten en one-stop serviceprovider voor patches! Elke sectie is logisch onafhankelijk en kan als een apart bestand worden gebruikt. De 20 informatiesecties van GenCAM zijn: Header, bestelinformatie administratie, primitieven, afbeeldingen, lagen en gelaste blokken Stapels, patronen, pakketten, families en apparaten. Apparaten, Mechani2Cals, Componenten, routes, Stroom, Testconnects, boards, Panelen, FlxTUR Es), tekeningen en wijzigingen.

GenCAM staat toe dat de bovenstaande 20 informatiesecties slechts één keer in het bestand voorkomen, waardoor verschillende informatie aan het productieproces wordt verstrekt door wijzigingen in combinatie. GenCAM behoudt de hiërarchie en structuur van informatiesemantiek, en elk productieapparaat verwerkt alleen de inhoud van de informatiesectie die relevant is voor zijn taak.

Eerdere versies van GenCAM 2.0-bestanden voldoen aan de bacos normal Form (BNF)-regels. GenCAM 2.0 gebruikt de XML-bestandsformaatstandaard en het XML-schema, maar het fundamentele informatiemodel in IPC-2511A is nauwelijks veranderd. De nieuwe versie herschreef alleen de organisatie van informatie, maar de inhoud van informatie is niet veranderd.

Op dit moment ondersteunen veel CAM-softwareleveranciers van EDA en PCB GenCAM als gegevensuitwisselingsformaat. Deze EDA-bedrijven omvatten Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS en Veribest. PCB CAM-softwareleveranciers zijn onder meer ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software en GraphiCode, enz.

Valor ODB + + Open Data Base (ODB + +), gelanceerd door Israel Valor Computing Systems, maakt het mogelijk om design for Manufacturing (DFM)-regels te integreren in het ontwerpproces. ODB + + gebruikt het uitbreidbare ASC ⅱ-formaat om alle technische gegevens die nodig zijn voor de fabricage en assemblage van PCB’s in één database op te slaan. Een enkele database bevat grafieken, boorinformatie, bedrading, componenten, netlijsten, specificaties, tekeningen, technische procesdefinities, rapportagefuncties, ECO- en DFM-resultaten, enz. Ontwerpers kunnen deze databases bijwerken tijdens het DFM-ontwerp om mogelijke lay-out- en bedradingsproblemen vóór de montage te identificeren.

ODB ++ is een bidirectioneel formaat waarmee gegevens naar beneden en naar boven kunnen worden doorgegeven. Zodra de ontwerpgegevens in ASC ⅱ-vorm naar de PCB-shop zijn overgebracht, kan de processor procesbewerkingen uitvoeren zoals etscompensatie, paneelbeeldvorming, uitvoerboren, bedrading en fotografie.

ODB ++ neemt een intelligentere expliciete structuur aan, specifieke maatregelen zijn: (1) inclusief impedantie, verguld / niet-verguld gat, specifieke laag met gatenverbindingsplaat en andere systeemattributen; (2) WYSIWYG gebruiken om dubbelzinnige informatiebeschrijving te elimineren; ③ De attributen van alle objecten bevinden zich op het niveau van een enkel kenmerk; ④ Unieke plaatlaag en volgordedefinitie; Nauwkeurige apparaatverpakking en pinmodellering; ⑥ Ondersteuning van het inbedden van stuklijstgegevens.

ODB ++ gebruikt een standaard bestandsstructuur die een ontwerp vertegenwoordigt als een bestandspadboom, met een reeks submappen met gerelateerde ontwerpinformatie onder de ontwerpmap. De padboom kan tussen verschillende systemen worden gemigreerd zonder gegevens te verliezen. Met deze boomstructuur kunnen sommige gegevens in het ontwerp afzonderlijk worden gelezen en geschreven zonder het hele grote bestand te lezen en te schrijven, in tegenstelling tot een enkel groot bestand. De 13 lagen van de ODB ++ bestandspadboom zijn stappen, matrix, symbolen, Stackups, Work Forms en Work Stromen, attributen, diafragmatabellen, invoer, uitvoer, gebruiker, extensie, log, enz.

Een normaal ODB++-ontwerp kan maximaal 53 ontwerpbestanden in de bovenstaande map bevatten, plus nog 2 bestanden in het ODB++-bibliotheekontwerp. ODB + + ondersteunt in totaal 26 standaard grafische symbolen.

Vanwege de bijzonderheid van PCB-ontwerp zijn sommige grote bestanden in de database niet geschikt voor gestructureerde opslag. Voor dit doel gebruikt ODB ++ een bestandsstijl voor het opnemen van tekst in regels, waarbij elke regel meerdere stukjes informatie bevat, gescheiden door spaties. De volgorde van regels in een bestand is belangrijk en een bepaalde regel kan vereisen dat volgende regels een bepaalde volgorde volgen. Het teken aan het begin van elke regel definieert het type informatie dat de regel beschrijft.

Valor werd in 1997 vrijgegeven voor het publiek. In 2000 werd de door ODB ++ (X) 1.0 ondersteunde XML-standaard uitgebracht. ODB + + (X) 3.1A werd uitgebracht in 2001. ODB + + (X) herschrijft de informatieorganisatie van ODB + + om de gegevensuitwisseling tussen ontwerp en fabricage te vergemakkelijken, terwijl het informatiemodel niet veel verandert. Een ODB + + (X) bestand bevat zes grote onderliggende elementen, Dat wil zeggen inhoud (ODX-inhoud), stuklijst (ODX-BOM), geautoriseerde leverancier (ODX-AVL), hulpontwerp (ODX-CAD), leveringsinformatie (ODX-Logistics -HEADER) en wijziging (ODX-HistoryREC ), enzovoort. Een element op hoog niveau (ODX) vormen.

EDA-softwareleveranciers zoals Cadence, Mentor, PADS, VeriBest en Zuken zijn begonnen ODB + + / ODB + + (X) te ondersteunen. PCB CAM-softwareleveranciers zoals Mitron, FABmaster, Unicam en Graphic hebben ook ODB++-technologie aangenomen. Onder deze softwarebedrijven wordt de gebruikersalliantie Valor gevormd. Zolang EDA-gegevens worden uitgewisseld en neutrale bestanden worden verwerkt, kunnen device drivers en detectieprogramma’s worden gevormd.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) is ontwikkeld en gepubliceerd door EIA.Het is eigenlijk een modelleertaalbeschrijvingsschema. EDIF is een gestructureerd ASC-tekstbestand met BNF-beschrijvingsmodus. Versies van EDIF300 en later gebruiken de EXPRESS3-taal voor informatiemodellering. EDIF300 beschrijft informatie, waaronder hiërarchie-informatie, connectiviteitsinformatie, bibliotheekinformatie, grafische informatie, instantieerbare objectinformatie, ontwerpbeheerinformatie, modulegedragsinformatie, simulatie-informatie en annotatie-informatie.