Para compensar o defeito que a Gerber, a tradicional PCB padrão de dados, não pode trocar dados de duas maneiras, três formatos candidatos de novo padrão de dados PCB são introduzidos: GenCAM do IPC, ODB + + do Valor e EDIF400 da EIA. O progresso da pesquisa de tecnologia de troca de dados de design / fabricação de PCBs é analisado. A tecnologia chave e perspectiva de padronização de troca de dados de PCB são discutidas. É salientado que o modo de comutação ponto a ponto atual do projeto e fabricação de PCB deve ser alterado para um único modo de comutação ideal.

A introdução

Por mais de 20 anos, a indústria de design / manufatura eletrônica nacional e estrangeira está ocorrendo por chips de Circuito Integrado (IC) de alta velocidade, Placa de Circuito Impresso (PCB) de alta velocidade, PCB) e tecnologia Electronic Design AutomaTIon (EDA). Como um subsistema de produtos eletrônicos, o PCB desempenha o papel de unidade de módulo central na indústria de manufatura eletrônica. De acordo com as estatísticas, o ciclo de design de produtos eletrônicos é responsável por mais de 60% de todo o ciclo de desenvolvimento e produção; E 80% ~ 90% do custo é determinado no projeto do chip e do subsistema PCB. Os dados de projeto / fabricação de PCB são gerados por designers eletrônicos usando ferramentas EDA, incluindo fabricação, montagem e teste de PCB. O padrão de formato de dados do PCB é uma linguagem descritiva para regular o design do layout do PCB, que é usado para realizar a transferência de dados entre as ferramentas ou designers EDA, a troca de dados entre os esquemas e o layout e a conexão perfeita entre o design e o teste de fabricação.

Gerber é o padrão de fato da indústria de dados PCB e ainda é amplamente utilizado. Do protótipo Gerber em 1970 ao Gerber 274X em 1992, algumas informações relacionadas ao processamento e montagem de PCB não podem ser expressas ou incluídas no formato Ger2ber para projetos cada vez mais complexos, como tipo de placa de PCB, espessura média e parâmetros de processo. Especialmente depois que o arquivo Gerber é entregue ao processador PCB, problemas como conflito de regras de design são freqüentemente encontrados verificando o efeito de desenho de luz. Neste momento, é necessário retornar ao departamento de design para gerar novamente o arquivo Gerber antes do processamento do PCB. Esse tipo de retrabalho ocupa 30% do ciclo de desenvolvimento, e o problema é que o Gerber é uma transferência de dados unilateral, não uma troca de dados bidirecional. A saída de Gerber do mainstream de formatos de PCB é uma conclusão precipitada, mas ainda não está claro qual substituirá Gerber como o padrão de próxima geração para dados de PCB.

Um novo padrão de troca de dados PCB está sendo planejado ativamente no exterior, e os três formatos candidatos reconhecidos são: O InsTItute for Packaging and Interconnect, IPC), Fabricação auxiliada por computador genérico (GenCAM), Val2or’S ODB + + e Electronic Indus2tries AssociaTIon, EDIF400 EIA). O foco nos padrões vem à medida que milhões de dólares foram perdidos nos últimos anos devido à má troca de dados. É relatado que mais de 3% dos custos de processamento de cartão impresso são desperdiçados a cada ano no processamento e validação de dados. Em outras palavras, bilhões de dólares são desperdiçados em toda a indústria eletrônica todos os anos! Além do desperdício direto, as interações repetidas entre designers e fabricantes consomem muita energia e tempo devido a dados não padronizados. Para manufatura de eletrônicos de baixa margem, este é outro custo invisível.

IPC GenCAM é um modelo de projeto de PCB / padrão de troca de dados de fabricação desenvolvido pelo IPC, que é o instituto de pesquisa de padronização credenciado ANSI para PCB. O documento oficial do GEN-CAM é denominado IPC-2511 e contém vários sub-padrões da série IPC-2510 (IPC-2512 a IPC-2518). Os padrões da série Ipc-2510 são baseados no formato GenCAD (introduzido pela Mitron) e os sub-padrões são interdependentes. A documentação deste padrão inclui as informações do tipo de placa, pad, patch, insert, linha de sinal, etc. Quase todas as informações de processamento de PCB podem ser obtidas a partir dos parâmetros GenCAM.

A estrutura de arquivos do GenCAM oferece aos designers e engenheiros de manufatura acesso aos dados. Na saída de dados para o fabricante, os dados também podem ser estendidos, como adicionar tolerâncias permitidas pelo processo de processamento, fornecer várias informações para fabricação de painéis, etc. GenCAM adota o formato ASC ⅱ e suporta 14 símbolos gráficos. GenCAM inclui um total de 20 seções de informações detalhando requisitos de design e detalhes de fabricação. Cada seção expressa uma função ou atribuição. A classe de conhecimento SMT MAssembly apresenta o conhecimento SMT profissional em linguagem coloquial. Maxam Technology, a primeira placa de amostra de PCB (sala de aula de conhecimento MaxAM), aquisição de componentes e provedor de serviços de patch único! Cada seção é logicamente independente e pode ser usada como um arquivo separado. As 20 seções de informações da GenCAM são: Cabeçalho, administração de informações de pedido, primitivos, gráficos, camadas e blocos soldados Pilhas, padrões, pacotes, famílias e dispositivos. Dispositivos, Mechani2Cals, Componentes, rotas, Alimentação, Testconnects, placas, Painéis, FlxTUR Es), desenhos e alterações.

GenCAM permite que as 20 seções de informações acima apareçam apenas uma vez no arquivo, fornecendo informações diferentes para o processo de fabricação por meio de mudanças na combinação. GenCAM preserva a hierarquia e a estrutura da semântica da informação, e cada dispositivo de manufatura processa apenas o conteúdo da seção de informação relevante para seu trabalho.

As versões anteriores dos arquivos GenCAM 2.0 obedecem às regras do bacos normal Form (BNF). GenCAM 2.0 adota o padrão de formato de arquivo XML e esquema XML, mas o modelo de informação fundamental em IPC-2511A praticamente não mudou. A nova versão apenas reescreveu a organização da informação, mas o conteúdo da informação não mudou.

Atualmente, muitos fornecedores de software CAM de EDA e PCB suportam GenCAM como formato de troca de dados. Essas empresas EDA incluem Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS e Veribest. Os fornecedores de software PCB CAM incluem ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software e GraphiCode, etc.

Valor ODB + + Open Data Base (ODB + +), lançado pela Israel Valor Computing Systems, permite que as regras de design for Manufacturing (DFM) sejam incorporadas ao processo de design. ODB + + usa o formato ASC ⅱ extensível para armazenar todos os dados de engenharia necessários para a fabricação e montagem de placas de circuito impresso em um único banco de dados. Um único banco de dados contém gráficos, informações de perfuração, fiação, componentes, netlists, especificações, desenhos, definições de processos de engenharia, funções de relatório, resultados ECO e DFM, etc. Os projetistas podem atualizar esses bancos de dados durante o projeto DFM para identificar possíveis problemas de layout e fiação antes da montagem.

ODB + + é um formato bidirecional que permite que os dados sejam transmitidos para baixo e para cima. Uma vez que os dados do projeto são transferidos para a loja de PCB no formato ASC ⅱ, o processador pode realizar operações de processo, como compensação de corrosão, imagem de painel, perfuração de saída, fiação e fotografia.

ODB + + adota uma estrutura explícita mais inteligente, as medidas específicas são: (1) incluindo impedância, orifício banhado a ouro / não banhado a ouro, camada de placa de conexão de orifício específica e outros atributos do sistema; (2) Use WYSIWYG para eliminar a descrição de informações ambíguas; ③ Os atributos de todos os objetos estão no nível de recurso único; ④ Camada de placa única e definição de sequência; Embalagem de dispositivo precisa e modelagem de pino; ⑥ Suporta a incorporação de dados BOM.

ODB + + usa uma estrutura de arquivo padrão que representa um design como uma árvore de caminho de arquivo, com uma série de subpastas contendo informações de design relacionadas na pasta de design. A árvore de caminho pode ser migrada entre sistemas diferentes sem perder dados. Essa estrutura de árvore permite que alguns dados no design sejam lidos e gravados individualmente, sem ler e gravar todo o arquivo grande, ao contrário de um único arquivo grande. As 13 camadas da árvore de caminho de arquivo ODB ++ são etapas, matriz, símbolos, Stackups, Formulários de trabalho e Trabalho Fluxos, atributos, tabelas de abertura, entrada, saída, usuário, extensão, registro, etc.

Um desenho ODB + + normal pode conter até 53 arquivos de desenho na pasta acima, além de mais 2 arquivos no desenho de biblioteca ODB + +. ODB + + suporta um total de 26 símbolos gráficos padrão.

Devido à particularidade do design do PCB, alguns arquivos grandes no banco de dados não são adequados para armazenamento estruturado. Para isso, ODB + + usa um estilo de arquivo de gravação de texto em linhas, cada linha contendo vários bits de informação separados por Espaços. A ordem das linhas em um arquivo é importante e uma linha específica pode exigir que as linhas subsequentes sigam um determinado formulário de pedido. O caractere no início de cada linha define o tipo de informação que a linha descreve.

Valor foi lançado ao público em 1997. Em 2000, o padrão XML compatível com ODB + + (X) 1.0 foi lançado. ODB + + (X) 3.1A foi lançado em 2001. ODB + + (X) reescreve a organização da informação do ODB + + de forma a facilitar a troca de dados entre projeto e manufatura, enquanto seu modelo de informação não muda muito. Um arquivo ODB + + (X) contém seis grandes elementos filhos, Ou seja, conteúdo (ODX-contents), Bill of Materials (ODX-BOM), Fornecedor autorizado (ODX-AVL), Design auxiliar (ODX-CAD), informações de fornecimento (ODX-Logistics -HEADER) e mudança (ODX-HistoryREC ), etc. Para formar um elemento de alto nível (ODX).

Fornecedores de software EDA como Cadence, Mentor, PADS, VeriBest e Zuken, entre outros, começaram a suportar ODB + + / ODB + + (X). Fornecedores de software PCB CAM como Mitron, FABmaster, Unicam e Graphic também adotaram a tecnologia ODB + +. Entre essas empresas de software, forma-se a aliança de usuários Valor. Enquanto os dados EDA são trocados e os arquivos neutros são processados, drivers de dispositivo e programas de detecção podem ser formados.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) foi desenvolvido e publicado pela EIA.Na verdade, é um esquema de descrição de linguagem de modelagem. EDIF é um arquivo de texto ASC ⅱ estruturado com modo de descrição BNF. As versões do EDIF300 e posteriores usam a linguagem de modelagem de informação EXPRESS3. EDIF300 descreve informações incluindo informações de hierarquia, informações de conectividade, informações de biblioteca, informações gráficas, informações de objetos instanciadas, informações de gerenciamento de projeto, informações de comportamento do módulo, informações de simulação e informações de anotação.