För att kompensera för defekten som Gerber, den traditionella PCB datastandard, inte kan utbyta data på två sätt, tre kandidatformat av ny PCB-datastandard introduceras: IPC:s GenCAM, Valors ODB + + och EIA:s EDIF400. Forskningsutvecklingen för PCB-design/tillverkning av datautbyteteknik analyseras. Nyckelteknologin och standardiseringsmöjligheterna för PCB-datautbyte diskuteras. Det påpekas att det nuvarande punkt-till-punkt-omkopplingssättet för PCB-design och tillverkning måste ändras till ett enda idealt omkopplingsläge.

Inledningen

I mer än 20 år sker den inhemska och utländska elektroniska design-/tillverkningsindustrin med avancerade integrerade kretsar (IC), höghastighets kretskort (PCB), PCB) och Electronic Design Automation (EDA) teknologi. Som ett delsystem av elektroniska produkter spelar PCB rollen som kärnmodulenhet i elektronisk tillverkningsindustri. Enligt statistiken står designcykeln för elektroniska produkter för mer än 60% av hela utvecklings- och produktionscykeln. Och 80% ~ 90% av kostnaden bestäms i utformningen av chip- och PCB -delsystemet. PCB -design/tillverkningsdata genereras av elektroniska designers som använder EDA -verktyg, inklusive tillverkning, montering och test av PCB. PCB-data Formatstandard är ett beskrivande språk för att reglera PCB-layoutdesign, som används för att realisera dataöverföring mellan EDA-verktyg eller designers, datautbyte mellan scheman och layout, och sömlös koppling mellan design och tillverkningstest.

Gerber är de facto PCB-dataindustristandarden och används fortfarande i stor utsträckning. Från Gerber-prototypen 1970 till Gerber 274X 1992 kan viss information relaterad till PCB-bearbetning och montering inte uttryckas eller inkluderas i Ger2ber-format för allt mer komplexa konstruktioner, såsom PCB-korttyp, mediumtjocklek och processparametrar. Speciellt efter att Gerber-filen har lämnats till PCB-processorn, upptäcks ofta problem som designregelkonflikter genom att kontrollera ljusritningseffekten. För närvarande är det nödvändigt att återvända till designavdelningen för att regenerera Gerber -filen innan PCB -bearbetning. Denna typ av omarbetning tar upp 30 % av utvecklingscykeln, och problemet är att Gerber är en enkelriktad dataöverföring, inte ett tvåvägs datautbyte. Gerbers utträde från huvudströmmen av PCB-format är en självklarhet, men det är ännu inte klart vilken som kommer att ersätta Gerber som nästa generations standard för PCB-data.

En ny standard för PCB-datautbyte planeras aktivt utomlands, och de tre erkända kandidatformaten är: Institutet för Packaging and Interconnect, IPC), Generic Computer Aided Manufacturing (GenCAM), Val2or’S ODB ++ och Electronic Indus2tries AssociaTIon, EDIF400 EIA). Fokus på standarder kommer eftersom miljontals dollar har gått förlorade de senaste åren på grund av dåligt datautbyte. Det rapporteras att mer än 3 % av bearbetningskostnaderna för tryckt kartong slösas bort varje år på bearbetning och validering av data. Med andra ord slösas miljarder dollar på hela elektronikindustrin varje år! Utöver det direkta slöseriet förbrukar upprepade interaktioner mellan designers och tillverkare mycket energi och tid på grund av icke-standardiserade data. För elektroniktillverkning med låg marginal är detta en annan osynlig kostnad.

IPC GenCAM är en ritning av PCB -design/tillverkningsdatautbytesstandard utvecklad av IPC, som är ANSI -ackrediterat standardiseringsforskningsinstitut för PCB. Det officiella dokumentet för GEN-CAM heter IPC-2511 och innehåller flera understandarder av IPC-2510-serien (IPC-2512 till IPC-2518). Ipc-2510-seriens standarder är baserade på GenCAD-format (introducerat av Mitron), och understandarderna är beroende av varandra. Dokumentationen för denna standard inkluderar information om korttyp, pad, patch, infogning, signallinje, etc. Nästan all PCB-bearbetningsinformation kan erhållas från GenCAM-parametrar.

GenCAMs filstruktur ger både konstruktörer och tillverkningsingenjörer tillgång till data. I datautmatningen till tillverkaren kan data också utökas, som att lägga till toleranser som tillåts av bearbetningsprocessen, ge flera uppgifter för paneltillverkning, etc. GenCAM använder ASC ⅱ-format och stöder 14 grafiska symboler. GenCAM innehåller totalt 20 informationssektioner som beskriver designkrav och tillverkningsdetaljer. Varje avsnitt uttrycker en funktion eller en uppgift. MAssembly SMT-kunskapsklassen introducerar professionell SMT-kunskap i vardagsspråk. Maxam Technology, det första PCB-exemplet (MaxAM-kunskapsklassrummet), komponentupphandling och patch-tjänsteleverantör! Varje avsnitt är logiskt oberoende och kan användas som en separat fil. GenCAMs 20 informationssektioner är: Header, beställningsinformationsadministration, primitiver, grafik, lager och svetsade block Stackar, mönster, paket, familjer och enheter. Enheter, Mechani2Cals, komponenter, rutter, ström, testanslutningar, kort, paneler, FlxTUR Es), ritningar och ändringar.

GenCAM tillåter att ovanstående 20 informationsavsnitt bara visas en gång i filen, vilket ger olika information till tillverkningsprocessen genom ändringar i kombination. GenCAM bevarar hierarkin och strukturen för informationssemantik, och varje tillverkningsenhet behandlar endast informationsavsnittets innehåll som är relevant för sitt jobb.

Tidigare versioner av GenCAM 2.0-filer följer reglerna för bacos normala form (BNF). GenCAM 2.0 använder XML-filformatsstandarden och XML-schemat, men den grundläggande informationsmodellen i IPC-2511A har knappast förändrats. Den nya versionen skrev bara om organisationen av information, men innehållet i informationen har inte ändrats.

För närvarande stöder många CAM-programvaruleverantörer av EDA och PCB GenCAM som datautbytesformat. Dessa EDA-företag inkluderar Mentor, Cadence, Zuken, OrCAD, PADS och Veribest. PCB CAM-programvaruleverantörer inkluderar ACT, IGI, Mitron, RouterSolutions, Wise Software och GraphiCode, etc.

Valor ODB + + Open Data Base (ODB + +), som lanserades av Israel Valor Computing Systems, gör att design för tillverkningsregler (DFM) kan införlivas i designprocessen. ODB + + använder utökningsbart ASC ⅱ-format för att lagra all teknisk data som behövs för PCB-tillverkning och montering i en enda databas. En enda databas innehåller grafik, borrinformation, kabeldragning, komponenter, nätlistor, specifikationer, ritningar, konstruktionsprocessdefinitioner, rapporteringsfunktioner, ECO- och DFM -resultat etc. Designers kan uppdatera dessa databaser under DFM -design för att identifiera potentiella layout- och ledningsproblem före montering.

ODB ++ är ett dubbelriktat format som gör att data kan skickas nedåt och uppåt. När designdata överförs till PCB -butiken i ASC ⅱ -form kan processorn utföra processoperationer såsom etsningskompensation, panelavbildning, utgående borrning, kabeldragning och fotografering.

ODB + + antar mer intelligent explicit struktur, specifika åtgärder är: (1) inklusive impedans, guldpläterat/icke-guldpläterat hål, specifikt hålanslutningsplattlager och andra systemattribut; (2) Använd WYSIWYG för att eliminera tvetydig informationsbeskrivning; ③ Attributen för alla objekt är på enstaka funktionsnivå; ④ Unikt plattlager och sekvensdefinition; Noggrann enhetsförpackning och stiftmodellering; ⑥ Stöd inbäddning av stycklistdata.

ODB ++ använder en standardfilstruktur som representerar en design som ett filsökvägsträd, med en serie undermappar som innehåller relaterad designinformation under designmappen. Sökvägsträdet kan migreras mellan olika system utan att förlora data. Denna trädstruktur gör att vissa data i designen kan läsas och skrivas individuellt utan att läsa och skriva hela den stora filen, i motsats till en enda stor fil. De 13 lagren av filvägsträdet ODB ++ är steg, matris, symboler, Stackups, arbetsformulär och arbete Flöden, attribut, bländartabeller, indata, utdata, användare, tillägg, logg, etc.

En normal ODB ++ design kan innehålla upp till 53 designfiler i mappen ovan, plus 2 filer till i ODB ++ biblioteksdesignen. ODB + + stöder totalt 26 standardgrafiska symboler.

På grund av PCB-designens speciella karaktär är vissa stora filer i databasen inte lämpliga för strukturerad lagring. För detta ändamål använder ODB + + en filstil för att spela in text i rader, där varje rad innehåller flera informationsbitar separerade av mellanslag. Ordningen på raderna i en fil är viktig, och en viss rad kan kräva att efterföljande rader följer en viss beställningsform. Tecknet i början av varje rad definierar vilken typ av information som raden beskriver.

Valor släpptes för allmänheten 1997. År 2000 släpptes ODB + + (X) 1.0 XML -standard som stöds. ODB + + (X) 3.1A släpptes 2001. ODB + + (X) skriver om informationsorganisationen för ODB + + för att underlätta datautbytet mellan design och tillverkning, samtidigt som dess informationsmodell inte förändras mycket. En ODB + + (X)-fil innehåller sex stora underordnade element, Det vill säga innehåll (ODX-innehåll), stycklista (ODX-BOM), auktoriserad leverantör (ODX-AVL), hjälpdesign (ODX-CAD), leveransinformation (ODX-Logistics -HEADER) och förändring (ODX-HistoryREC ), etc. För att bilda ett element på hög nivå (ODX).

EDA-programvaruleverantörer som Cadence, Mentor, PADS, VeriBest och Zuken, bland andra, har börjat stödja ODB + + / ODB + + (X). PCB CAM-programvaruleverantörer som Mitron, FABmaster, Unicam och Graphic har också anammat ODB++-teknik. Bland dessa mjukvaruföretag bildas Valor användarallians. Så länge EDA-data utbyts och neutrala filer bearbetas kan drivrutiner och detekteringsprogram bildas.

EIA EDIF400 Electronic Design InterchangeFormat (EDIF) utvecklades och publicerades av EIA.Det är faktiskt ett modelleringsspråksbeskrivningsschema. EDIF är en strukturerad ASC ⅱ-textfil med BNF-beskrivningsläge. Versioner av EDIF300 och senare använder informationsmodelleringsspråket EXPRESS3. EDIF300 beskriver information, inklusive hierarkiinformation, anslutningsinformation, biblioteksinformation, grafisk information, direktinformation om objekt, designhanteringsinformation, modulbeteendeinformation, simuleringsinformation och annotationsinformation.