为了弥补 Gerber 的缺陷，传统的 PCB 数据标准，不能以两种方式交换数据，介绍了新PCB数据标准的三种候选格式：IPC的GenCAM、Valor的ODB++和EIA的EDIF400。 分析了PCB设计/制造数据交换技术的研究进展。 讨论了PCB数据交换的关键技术和标准化前景。 指出目前PCB设计制造的点对点开关方式必须转变为单一的理想开关方式。

引言

20多年来，国内外电子设计/制造行业正由高端集成电路（IC）芯片、高速印刷电路板（PCB）、 PCB) 和电子设计自动化 (EDA) 技术。 PCB作为电子产品的一个子系统，在电子制造业中扮演着核心模块单元的角色。 据统计，电子产品的设计周期占整个开发生产周期的60%以上； 而80%~90%的成本是在芯片和PCB子系统的设计中决定的。 PCB 设计/制造数据由电子设计师使用 EDA 工具生成，包括 PCB 的制造、组装和测试。 PCB数据格式标准是规范PCB版图设计的一种描述性语言，用于实现EDA工具或设计者之间的数据传输、原理图与版图之间的数据交换、设计与制造测试的无缝对接。

Gerber 是事实上的 PCB 数据行业标准，并且仍然被广泛使用。 从 1970 年的 Gerber 原型到 274 年的 Gerber 1992X，对于日益复杂的设计，一些与 PCB 加工和组装相关的信息无法表达或包含在 Ger2ber 格式中，例如 PCB 板类型、介质厚度和工艺参数。 尤其是Gerber文件交给PCB处理器后，通过检查光绘效果，往往会发现设计规则冲突等问题。 这时候就需要回到设计部门重新生成PCB加工前的Gerber文件了。 这种返工占用了30%的开发周期，问题是Gerber是单向数据传输，不是双向数据交换。 格柏退出主流PCB格式已成定局，但目前尚不清楚哪个将取代格柏成为下一代PCB数据标准。

国外正在积极规划新的PCB数据交换标准，公认的三种候选格式是： 封装和互连研究所， IPC)、通用计算机辅助制造 (GenCAM)、Val2or’S ODB++ 和电子工业协会， EDIF400 环境影响评估）。 近年来，由于数据交换不佳而损失了数百万美元，因此对标准的关注也随之而来。 据悉，每年有超过3%的印制板加工成本浪费在处理和验证数据上。 换句话说，每年有数十亿美元被浪费在整个电子行业！ 除了直接浪费之外，设计师和制造商之间的反复交互，由于数据不规范，消耗了大量的精力和时间。 对于低利润的电子制造来说，这是另一个无形的成本。

IPC GenCAM 是 IPC 制定的 PCB 设计/制造数据交换标准的蓝图，IPC 是 ANSI 认可的 PCB 标准化研究所。 GEN-CAM的官方文档命名为IPC-2511，包含IPC-2510系列的几个子标准（IPC-2512到IPC-2518）。 Ipc-2510系列标准基于GenCAD格式（由Mitron推出），各子标准相互依存。 该标准的文档包括板型、焊盘、贴片、插件、信号线等信息，几乎所有的PCB加工信息都可以从GenCAM参数中获得。

GenCAM 的文件结构使设计师和制造工程师都能访问数据。 在输出给制造商的数据中，还可以对数据进行扩展，例如增加加工工艺允许的公差，为面板制造提供多种信息等。 GenCAM 采用 ASC ⅱ 格式，支持 14 个图形符号。 GenCAM 包括总共 20 个信息部分，详细说明了设计要求和制造细节。 每个部分表示一个功能或一个赋值。 MAssembly SMT知识课用口语介绍专业的SMT知识。 Maxam Technology，首家PCB（MaxAM知识课堂）样板、元器件采购、贴片一站式服务商！ 每个部分在逻辑上都是独立的，可以用作单独的文件。 GenCAM 的 20 个信息部分是： 表头、订购信息管理、图元、图形、层和焊接块 堆栈、模式、包、系列和设备。 设备、Mechani2Cals、组件、路由、电源、测试连接、电路板、面板、FlxTUR Es)、图纸和更改。

GenCAM 允许以上 20 个信息部分在文件中只出现一次，通过组合变化为制造过程提供不同的信息。 GenCAM 保留了信息语义的层次结构和结构，每个制造设备只处理与其工作相关的信息部分内容。

以前版本的 GenCAM 2.0 文件符合 bacos 范式 (BNF) 规则。 GenCAM 2.0 采用了 XML 文件格式标准和 XML 方案，但 IPC-2511A 中的基本信息模型几乎没有改变。 新版本只是改写了信息的组织结构，但信息的内容并没有改变。

目前，很多EDA和PCB的CAM软件厂商都支持GenCAM作为数据交换格式。 这些 EDA 公司包括 Mentor、Cadence、Zuken、OrCAD、PADS 和 Veribest。 PCB CAM软件供应商包括ACT、IGI、Mitron、RouterSolutions、Wise Software和GraphiCode等。

以色列 Valor Computing Systems 推出的 Valor ODB++ 开放数据库 (ODB++) 允许在设计过程中体现制造设计 (DFM) 规则。 ODB++ 使用可扩展的 ASC ⅱ 格式将 PCB 制造和组装所需的所有工程数据存储在单个数据库中。 单个数据库包含图形、钻孔信息、布线、组件、网表、规格、图纸、工程流程定义、报告功能、ECO 和 DFM 结果等。 设计人员可以在 DFM 设计期间更新这些数据库，以便在组装之前识别潜在的布局和布线问题。

ODB++ 是一种双向格式，允许数据上下传递。 一旦设计数据以ASC ⅱ形式传送到PCB车间，处理器就可以进行蚀刻补偿、面板成像、输出钻孔、布线和摄影等工艺操作。

ODB++采用更智能的显式结构，具体措施有：（1）包括阻抗、镀金/非镀金孔、特定孔连接板层等系统属性； (2) 使用所见即所得消除歧义的信息描述； ③ 所有对象的属性都在单一特征层； ④ 独特的板层和序列定义； 精确的器件封装和引脚建模； ⑥ 支持BOM数据的嵌入。

ODB++使用标准的文件结构，将一个设计表示为一个文件路径树，在design文件夹下有一系列包含相关设计信息的子文件夹。 路径树可以在不同系统之间迁移而不会丢失数据。 这种树结构允许单独读取和写入设计中的某些数据，而无需读取和写入整个大文件，而不是单个大文件。 ODB++文件路径树的13层分别是steps、matrix、symbols、Stackups、Work Forms、Work 流、属性、孔径表、输入、输出、用户、扩展、日志等。

一个普通的 ODB++ 设计在上述文件夹中最多可以包含 53 个设计文件，再加上 ODB++ 库设计中的 2 个文件。 ODB++共支持26个标准图形符号。

由于PCB设计的特殊性，数据库中的一些大文件不适合结构化存储。 为此，ODB++ 使用了一种以行记录文本的文件风格，每行包含多位以空格分隔的信息。 文件中的行顺序很重要，特定行可能要求后续行遵循特定顺序。 每行开头的字符定义了该行描述的信息类型。

《勇气》于 1997 年向公众发布。 2000年，ODB++(X)1.0支持的XML标准发布。 ODB ++ (X) 3.1A 于 2001 年发布。 ODB++(X)重写了ODB++的信息组织方式，以方便设计和制造之间的数据交换，而其信息模型没有太大变化。 一个 ODB++(X) 文件包含六个大的子元素， 即内容（ODX-contents）、物料清单（ODX-BOM）、授权供应商（ODX-AVL）、辅助设计（ODX-CAD）、供应信息（ODX-Logistics-HEADER）和变更（ODX-HistoryREC） ）， 等等。 形成高层元素（ODX）。

Cadence、Mentor、PADS、VeriBest和Zuken等EDA软件厂商已经开始支持ODB++/ODB++(X)。 Mitron、FABmaster、Unicam、Graphic等PCB CAM软件厂商也采用了ODB++技术。 这些软件公司之间形成了Valor用户联盟。 只要交换EDA数据和处理中性文件，就可以形成设备驱动程序和检测程序。

EIA EDIF400 电子设计交换格式 (EDIF) 由 EIA 开发和发布。它实际上是一种建模语言描述方案。 EDIF 是一个结构化的 ASC ⅱ 文本文件，具有 BNF 描述模式。 EDIF300 及更高版本使用 EXPRESS3 信息建模语言。 EDIF300描述的信息包括层次信息、连接信息、库信息、图形信息、可实例化对象信息、设计管理信息、模块行为信息、仿真信息和注释信息。