Da bi nadomestili napako, ki jo Gerber, tradicionalni PCB podatkovni standard, ne more izmenjavati podatkov na dva načina, so uvedeni trije kandidatni formati novega podatkovnega standarda PCB: IPC-jev GenCAM, Valorjev ODB + + in EIA-jev EDIF400. Analiziran je raziskovalni napredek tehnologije izmenjave podatkov načrtovanja/proizvodnje PCB. The key technology and standardization prospect of PCB data exchange are discussed. Poudarjeno je, da je treba trenutni način preklapljanja od točke do točke pri načrtovanju in izdelavi PCB spremeniti v en sam idealen preklopni način.

Uvod

Domača in tuja industrija elektronskega oblikovanja/proizvodne industrije že več kot 20 let poteka z vrhunskimi čipi z integriranim vezjem (IC), hitrim tiskanim vezjem (PCB), PCB) in tehnologijo Electronic Design Automation (EDA). Kot podsistem elektronskih izdelkov ima PCB vlogo osrednje modulske enote v industriji elektronske proizvodnje. Po statističnih podatkih cikel oblikovanja elektronskih izdelkov predstavlja več kot 60 % celotnega razvojnega in proizvodnega cikla; In 80% ~ 90% stroškov je določenih pri načrtovanju podsistema čipa in PCB. Podatke o načrtovanju/proizvodnji PCB ustvarijo elektronski oblikovalci z orodji EDA, vključno z izdelavo, sestavljanjem in testiranjem PCB. Standard formata podatkov PCB je opisni jezik za regulacijo načrtovanja postavitve PCB, ki se uporablja za prenos podatkov med orodji ali oblikovalci EDA, izmenjavo podatkov med shemami in postavitvijo ter brezhibno povezavo med načrtovanjem in proizvodnim testom.

Gerber je de facto standard za podatkovno industrijo PCB in se še vedno pogosto uporablja. Od prototipa Gerber leta 1970 do Gerber 274X leta 1992 nekaterih podatkov, povezanih s predelavo in montažo tiskanih vezij, ni mogoče izraziti ali vključiti v format Ger2ber za vse bolj zapletene zasnove, kot so vrsta plošče PCB, srednja debelina in procesni parametri. Še posebej potem, ko je datoteka Gerber predana procesorju PCB, se težave, kot je konflikt pravil načrtovanja, pogosto odkrije s preverjanjem učinka svetlobnega risanja. V tem času se je treba vrniti v oddelek za načrtovanje, da regenerira Gerberjevo datoteko pred obdelavo PCB. Tovrstna predelava zavzema 30 % razvojnega cikla, težava pa je v tem, da je Gerber enosmerni prenos podatkov, ne pa dvosmerna izmenjava podatkov. Gerberjev izstop iz glavnega toka formatov PCB je vnaprej predviden, vendar še ni jasno, kateri bo nadomestil Gerber kot standard naslednje generacije za podatke PCB.

A new PCB data exchange standard is being actively planned abroad, and the three recognized candidate formats are: Inštitut za pakiranje in medsebojno povezovanje, IPC), Generic Computer Aided Manufacturing (GenCAM), Val2or’S ODB + + in Electronic Indus2tries Association, EDIF400 EIA). Poudarek na standardih prihaja, ko so bili v zadnjih letih zaradi slabe izmenjave podatkov izgubljeni milijoni dolarjev. It is reported that more than 3% of printed board processing costs are wasted each year on processing and validating data. Z drugimi besedami, milijarde dolarjev se vsako leto zapravijo za celotno elektronsko industrijo! Poleg neposrednega zapravljanja, ponavljajoče se interakcije med oblikovalci in proizvajalci porabijo veliko energije in časa zaradi nestandardnih podatkov. Za proizvodnjo elektronike z nizkimi maržami je to še en neviden strošek.

IPC GenCAM je načrt standarda za načrtovanje/proizvodnjo PCB za izmenjavo podatkov, ki ga je razvil IPC, ki je ANSI akreditiran standardizacijski raziskovalni inštitut za PCB. Uradni dokument GEN-CAM se imenuje IPC-2511 in vsebuje več podstandardov serije IPC-2510 (IPC-2512 do IPC-2518). Standardi serije Ipc-2510 temeljijo na formatu GenCAD (ki ga je uvedel Mitron), podstandardi pa so medsebojno odvisni. Dokumentacija tega standarda vključuje informacije o tipu plošče, ploščici, obližu, vložku, signalni liniji itd. Skoraj vse informacije o obdelavi PCB je mogoče pridobiti iz parametrov GenCAM.

Struktura datotek GenCAM omogoča tako oblikovalcem kot proizvodnim inženirjem dostop do podatkov. Pri izhodu podatkov proizvajalcu se lahko podatki tudi razširijo, na primer dodajanje toleranc, ki jih dovoljuje proces obdelave, dajanje več informacij za izdelavo plošč itd. GenCAM sprejema format ASC ⅱ in podpira 14 grafičnih simbolov. GenCAM vključuje skupno 20 informacijskih razdelkov, ki podrobno opisujejo zahteve glede oblikovanja in podrobnosti izdelave. Vsak odsek izraža funkcijo ali nalogo. The MAssembly SMT knowledge class introduces professional SMT knowledge in colloquial language. Maxam Technology, prva vzorčna plošča PCB (učilnica znanja MaxAM), nabava komponent in popravilo ponudnika storitev na enem mestu! Vsak odsek je logično neodvisen in se lahko uporablja kot ločena datoteka. GenCAM ima 20 informacijskih razdelkov: Glava, upravljanje informacij o naročanju, Primitive, grafike, plasti in varjeni bloki Skladi, vzorci, paketi, družine in naprave. Naprave, Mechani2Cals, komponente, poti, napajanje, testni priključki, plošče, plošče, FlxTUR Es), risbe in spremembe.

GenCAM allows the above 20 information sections to appear only once in the file, providing different information to the manufacturing process through changes in combination. GenCAM ohranja hierarhijo in strukturo semantike informacij in vsaka proizvodna naprava obdeluje samo vsebino informacijskega oddelka, ki je pomembna za njeno delo.

Prejšnje različice datotek GenCAM 2.0 so v skladu s pravili bacos normal Form (BNF). GenCAM 2.0 sprejema standard formata datoteke XML in shemo XML, vendar se osnovni informacijski model v IPC-2511A skoraj ni spremenil. Nova različica je le prepisala organizacijo informacij, vendar se vsebina informacij ni spremenila.

Trenutno številni prodajalci programske opreme CAM EDA in PCB podpirajo GenCAM kot format za izmenjavo podatkov. Ta podjetja EDA vključujejo Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS in Veribes. Ponudniki programske opreme PCB CAM vključujejo ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software in GraphiCode itd.

Odprta podatkovna baza Valor ODB + + (ODB + +), ki jo je uvedel izraelski Valor Computing Systems, omogoča, da se pravila oblikovanja za proizvodnjo (DFM) vključijo v proces oblikovanja. ODB + + uses extensible ASC ⅱ format to store all engineering data necessary for PCB manufacturing and assembly in a single database. Ena zbirka podatkov vsebuje grafiko, informacije o vrtanju, ožičenje, komponente, sezname omrežij, specifikacije, risbe, definicije inženirskih procesov, funkcije poročanja, rezultate ECO in DFM itd. Oblikovalci lahko posodobijo te baze podatkov med načrtovanjem DFM, da odkrijejo morebitne težave s postavitvijo in ožičenjem pred montažo.

ODB + + is a bidirectional format that allows data to be passed down and up. Ko se projektni podatki prenesejo v trgovino s PCB v obliki ASC ⅱ, lahko procesor izvaja procesne operacije, kot so kompenzacija jedkanja, slikanje plošč, izhodno vrtanje, ožičenje in fotografiranje.

ODB + + sprejema bolj inteligentno eksplicitno strukturo, posebni ukrepi so: (1) vključno z impedanco, pozlačeno/ne pozlačeno luknjo, posebno plastjo priključne plošče in drugimi sistemskimi lastnostmi; (2) Uporabite WYSIWYG za odpravo dvoumnega opisa informacij; ③ Atributi vseh objektov so na ravni posamezne značilnosti; ④ Edinstvena plast plošče in definicija zaporedja; Natančno pakiranje naprave in modeliranje žebljičkov; ⑥ Support the embedding of BOM data.

ODB + + uporablja standardno datotečno strukturo, ki predstavlja zasnovo kot drevo poti datoteke, z vrsto podmap, ki vsebujejo povezane informacije o načrtu v mapi načrtovanja. The path tree can be migrated between different systems without losing data. Ta drevesna struktura omogoča ločeno branje in pisanje nekaterih podatkov v načrtu brez branja in pisanja celotne velike datoteke, v nasprotju z eno samo veliko datoteko. 13 plasti drevesa poti datoteke ODB ++ so koraki, matrika, simboli, nabori, delovni obrazci in delo Tokovi, atributi, tabele zaslonk, vnos, izhod, uporabnik, razširitev, dnevnik itd.

Običajna zasnova ODB + + lahko vsebuje do 53 oblikovnih datotek v zgornji mapi in še 2 datoteki v načrtu knjižnice ODB + +. ODB + + podpira skupaj 26 standardnih grafičnih simbolov.

Zaradi posebnosti zasnove PCB nekatere velike datoteke v bazi podatkov niso primerne za strukturirano shranjevanje. V ta namen ODB + + uporablja slog datoteke za zapisovanje besedila v vrstice, pri čemer vsaka vrstica vsebuje več bitov informacij, ločenih s presledki. Vrstni red vrstic v datoteki je pomemben in določena vrstica lahko zahteva, da naslednje vrstice sledijo določenemu vrstnemu redu. Znak na začetku vsake vrstice določa vrsto informacij, ki jih vrstica opisuje.

Valor je bil javnosti predstavljen leta 1997. Leta 2000 je izšel standard XML, ki podpira ODB + + (X) 1.0. ODB + + (X) 3.1A je bil izdan leta 2001. ODB + + (X) prepiše informacijsko organizacijo ODB + +, da bi olajšal izmenjavo podatkov med projektiranjem in proizvodnjo, medtem ko se njegov informacijski model ne spreminja veliko. Datoteka ODB + + (X) vsebuje šest velikih podrejenih elementov, To so vsebina (vsebina ODX), seznam materialov (ODX-BOM), pooblaščeni prodajalec (ODX-AVL), pomožna zasnova (ODX-CAD), informacije o dobavi (ODX-Logistics -HEADER) in spremembe (ODX-HistoryREC ), itd. Za oblikovanje elementa na visoki ravni (ODX).

Proizvajalci programske opreme EDA, kot so Cadence, Mentor, PADS, VeriBest in Zuken, med drugim, so začeli podpirati ODB + + / ODB + + (X). Prodajalci programske opreme PCB CAM, kot so Mitron, FABmaster, Unicam in Graphic, so prav tako sprejeli tehnologijo ODB + +. Med temi podjetji programske opreme se oblikuje uporabniško zavezništvo Valor. Dokler se izmenjujejo podatki EDA in se obdelujejo nevtralne datoteke, se lahko oblikujejo gonilniki naprav in programi za odkrivanje.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) je razvil in objavil EIA.To je pravzaprav shema opisa jezika modeliranja. EDIF je strukturirana besedilna datoteka ASC ⅱ z opisnim načinom BNF. Različice EDIF300 in novejše uporabljajo jezik informacijskega modeliranja EXPRESS3. EDIF300 opisuje informacije, vključno s podatki o hierarhiji, informacijami o povezljivosti, knjižničnimi informacijami, grafičnimi informacijami, informacijami o instantabilnih objektih, informacijami o upravljanju zasnove, informacijami o vedenju modula, informacijami o simulaciji in informacijami o opombah.