最新PCB系统设计

当前电子产品体积越来越小，速度越来越快，大量的FPGA应用到系统中，要求设计人员必须掌握各种设计工具和方法，特别是高速电路设计工具、FPGA设计工具等。本文从系统设计、系统验证、PCB布局布线、生产数据输出四个方面对Mentor Graphics公司的Expedition软件进行了简要介绍。
电子设计自动化(Electronic Design Automation)简称EDA。利用EDA工具，电子工程师可以将电子产品的由电路设计、性能分析到IC设计版图或PCB设计版图整个过程在计算机上自动处理完成。近年来，电子产品几何工艺尺寸的日益缩小、电路复杂度提高，以及对更快更灵活器件(如FPGA器件)的需求，推动电子设计自动化技术不断发展和创新。
EDA工具软件众多，在板级系统领域全球最有影响力的EDA公司当属Mentor Graphics公司。
Mentor Graphics公司成立于1981年，1988年首次进入中国市场。其EDA技术和软件覆盖面广，产品包括从设计输入、数字电路分析、模拟电路分析、数模混合电路分析、故障模拟测试分析、印刷电路板自动设计与制造、全定制及半定制IC设计软件与IC验证软件等广泛的领域。Mentor Graphics公司的ExpeditionTM系列是面向复杂PCB系统设计的优秀解决方案,包含原理图设计工具DesignView、布局布线工具Expedition PCB以及高速PCB设计和分析技术ICX。
软件通过通用数据库(Common Database)建立内部联系，实现软件之间的无缝接口。其友好的用户界面以及规则驱动技术减轻了用户管理各种软件所带来的负担。Expedition Series为用户提供了一个高度集成的设计环境，使得设计团体能够高效地工作，缩短产品的开发周期。设计过程中自始至终要保证数据的完整性，Expedition的高级综合能够显著缩短执行ECOs(Engineering Change Order)所需时间，避免出现因数据不完整而导致的错误。
Expedition Series按照主要功能或应用场合，分为系统设计工具、系统验证工具、布局布线工具以及生产数据管理工具。各个软件之间的关系1。

系统设计
DesignView是系统设计工具。作为Expedition Series的工程平台，具有原理图输入工具DesignCapture的全部功能，并管理后续工具如ExpeditionPCB、Signal Vision、CAM Output Manager、FPGA Advantage 以及HDL Series所需的设计数据。支持层次化设计，简化了原理图和规模和复杂度。DesignView通过通用数据库(Common Database)把设计规则、设计数据完整地传递给布局布线工具ExpeditionPCB。在从产品的构思到生产，数据库与设计保持同步，将设计过程中所做的任何修改提示给工程师和设计人员，保证设计过程中设计数据是完整性的，避免不必要的代价高昂的重复设计。
Expedition Series 提供了业界领先的板上FPGA(FPGA-on-board)设计的解决方案。FPAG BoardLink能够自动将FPGA设计中的符号与电路板原理图中的符号联系起来，将设计过程从几天缩短到几分钟。当修改FPGA设计时，FPGA BoardLink能够使原理图中的符号同步地变化，保持其正确的连接关系。DesingView集成了FPGA BoardLink，还可以直接调用FPGA Advantage和HDL Series，实现FPGA和PCB综合设计。
FPGA Advantage和HDL Series是Mentor Graphic推出的完整FPGA设计流程的解决方案，它基于速度进行设计，设计者在设计时不必考虑板上信号的时延。
系统验证
系统验证在这里主要指系统的功能验证、时序分析以及信号完整性分析。应用Expedition Series，可以在设计过程中及早发现和纠正时序、信号完整性问题，而不必等到设计过程结束时。减少重复设计的次数，争取设计能够一次成功。Expedition Series用于系统验证的软件有：Analog Designer，Modelsim，Signal Vision，ICX。
Analog Designer用于进行模拟电路或数字/模拟混合电路的系统级或者板级的功能验证。它兼容Pspice模型，提供给用户6100多个模型和模拟HDL模型。该软件被嵌入到了DsignView，生成激励文件，进行仿真，对电路进行分析、验证。
Modelsim是业界应用最广、最为流行的HDL仿真工具之一，它支持VHDL仿真和VHDL/Verilog混合仿真具有强大的交互DEBUG功能、ModelSim高性能的单一内核技术广泛应用于FPGA、ASIC以及班机系统的仿真和验证，与此同时支持业界最广泛的标准，并且可以和Matlab的Simulink实现协同仿真。
Signal Vision提供高度集成的假设分析环境，通过显示每一个网络的信号传输路径分析信号的完整性和时序。。
ICX具有强大的信号完整性分析功能，为了提高仿真的精度和简化混合信号的仿真，它包含了业界领先的仿真模型。ICX能够在布线的同时进行信号完整性分析，避免了布线结束后再进行分析而导致的重复设计。