电子线路设计概述.ppt

电子CAD设计简介 CAD ComputerAidedDesign 技术是指以计算机硬件和软件为基本工作平台 继承和借鉴前人在电路和系统 图论 拓扑逻辑优化和人工智能理论等多学科的最新科技成果而研制成的通用支撑软件和应用软件包 帮助设计人开发新的电子系统与电路 集成电路 IC 印制电路板 PCB 现场可编程门阵列 FPGA 复杂可编程逻辑器件 CPLD 等产品 实现在计算机上调用元器件库 绘制电路图 编制激励信号文件 确定踊踪点 调用参数库以及模拟程序等手段去设计电路 电子电路设计 按给定功能 特性指标 确定采用的电路结构及元器件参数值 有时 设计PCB 1 1CAD技术和电子EDA 传统方法 以上设计过程均由人工完成 人工设计 其方案验证通常由搭电路方式进行 费钱 费时 效率低 随设计要求提高和计算机广泛应用 电子线路设计也发生了根本性的变革 CAD和EDA 计算机辅助设计 CAD 由设计者根据要求进行总体设计 提出具体方案 利用计算机存储容量大 运行速度快的特点 由人用电子电路CAD软件对设计方案进行模拟评价 设计检验和数据处理等 如有错误或不理想 再重复上述过程 由人 主导地位 和计算机通过CAD软件来共同完成电子电路的设计任务 计算机辅助设计 CAD 由设计者根据要求进行总体设计 提出具体方案 利用计算机存储容量大 运行速度快的特点 由人用电子电路CAD软件对设计方案进行模拟评价 设计检验和数据处理等 如有错误或不理想 再重复上述过程 由人 主导地位 和计算机通过CAD软件来共同完成电子电路的设计任务 EDA是电子设计自动化 ElectronicDesignAutomation 的缩写 在20世纪90年代初从计算机辅助设计 CAD 计算机辅助制造 CAM 计算机辅助测试 CAT 和计算机辅助工程 CAE 的概念发展而来的 EDA技术的发展分为三个阶段 20世纪70年代 MOS工艺广泛应用 可编程逻辑技术及其器件已问世 人们开始利用计算机取代手工劳动 辅助进行集成电路板图编辑 PCB布局布线等工作 20世纪80年代 集成电路设计进入了CMOS 互补场效应管 时代 复杂可编程逻辑技术器件已经进入商业时代 相应的辅助设计软件也已投入使用 这个阶段硬件描述语言出现了 20世纪90年代 硬件描述语言标准化确立 计算机辅助工程 辅助分析和辅助设计在电子技术领域获得更加广泛的应用21世纪后 得到了更大的民展 突出表现在以下几个方面 设计成果以自主知识产权的方式得以明确表达和确认成为可能 在仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言的功能强在的EDA软件不断推出 传统的电路系统设计建模理念发生了重大的变化 EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊 更加互为包容 更大规模的FPGA和CPLD器件的不断推出 基于EDA工具的ASIC设计标准单元已涵盖大规模电子系统及IP核模块 软硬件IP核在电子行业的产业领域 技术领域和设计应用领域得到进一步确认 片上系统 SOC 高效低成本设计技术成熟 EDA技术就是以计算机为工具 设计者在EDA软件平台上 用硬件描述语言HDL完成设计文件 然后由计算机自动地完成逻辑编译 化简 分割 综合 优化 布局 布线和仿真 直至对于特定目标芯片的适配编译 逻辑映射和编程下载等工作 EDA技术的出现 极大地提高了电路设计的效率和可操作性 减轻了设计者的劳动强度 利用EDA工具 电子设计师可以从概念 算法 协议等开始设计电子系统 大量工作可以通过计算机完成 并可以将电子产品从电路设计 性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成 常用EDA工具软件 EDA工具软件可大致可分为芯片设计辅助软件 可编程芯片辅助设计软件 系统设计辅助软件等三类 目前具有广泛影响的EDA软件 件 Protel PSPICE multiSIM7 原EWB的最新版本 OrCAD PCAD LSIIogic MicroSim ISE modelsim等等 很多软件都可以进行电路设计与仿真 PCB自动布局布线 输出多种网表文件与第三方软件接口 EDA工具软件厂商三巨头 Synopsys MentorGraphics Cadence 主要的PCB软件 PROTEL99SEAltiumDesignerCADSTARORCADPOWERPCB 1 2PROTEL99SE软件 Protel99SE是Protel公司2000年推出的基于Windows平台的第六代产品 集强大的设计能力 复杂工艺的可生产性 设计过程管理于一体 可完整实现电子产品从电学概念设计到生成物理生产数据的全过程 以及这中间的所有分析 仿真和验证 既满足了产品的高可靠性 又极大缩短了设计周期 降低了设计成本 Protel99SE模块组成 原理图设计PCB设计 包含信号完整性分析 自动布线器原理图混合信号仿真PLD设计 Protel99SE的最新功能 可生成30多种格式的电气连接网络表强大的全局编辑功能在原理图中选择一级器件 PCB中同样的器件也将被选中同时运行原理图和PCB 在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件 引脚 网络既可以进行正向注释元器件标号 由原理图到PCB 也可以进行反向注释 由PCB到原理图 以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性 满足国际化设计要求 包括国标标题栏输出 GB4728国标库 方便易用的数模混合仿真 兼容SPICE3f5 支持用CUPL语言和原理图设计PLD 生成标准的JED下载文件 PCB可设计32个信号层 16个电源 地层和16个机加工层强大的 规则驱动 设计环境 符合在线的和批处理的设计规则检查智能覆铜功能 覆铀可以自动重铺提供大量的工业化标准电路板做为设计模版 放置汉字功能可以输入和输出DXF DWG格式文件 实现和AutoCAD等软件的数据交换智能封装导航 对于建立复杂的PGA BGA封装很有用 方便的打印预览功能 不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件 材料清单 钻孔文件 贴片机文件 测试点报告等 经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法 信号完整性分析直接从PCB启动反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合专家导航帮您解决信号完整性问题 Protel99SE各模块功能介绍 多功能高效率的原理图设计Schematic99SE 基于WINDOWS平台的Protel99SE中的Schematic99SE模块是一个功能完备的多图纸层次化的原理图编辑器 包含快速设计录入 自动连线 多接口输入输出等高级工具 提供了六万多个原理图符号 可以高效实现电子产品从设计构思到电学设计的完整过程 规则驱动 为核心 功能强大的PCB设计系统PCB99SE Protel99SE中的PCB99SE模块为您提供了一个交互友好和高效强大的PCB设计环境 无论新用户还是有经验的老用户都能尽情地发挥自己的设计空间 在PCB99SE中 PCB的物理规则定义和工艺特性要求都由设计参数来全面控制 参数化设计代表了当今CAD发展的潮流 无与伦比的无网格自动布线器Route99SE Protel99SE中的Route99SE模块是一个完全集成的基于形状 Shape based 的无网格自动布线器 布线效率高 使用方便 布线质量能达到专业设计者的水平 其综合布线能力完全可与传统工作站上的大型EDA软件媲美 先进的信号完整性分析Integrity99SE Protel99SE中的Integrity99SE模块拥有世界领先水平的信号完整性分析技术 提供非常精确的板级物理信号分析 可以检查出串扰 过冲 下冲 延时和阻抗等问题 并能自动给出具体解决方案 在高速电路和可能存在EMC EMI 电磁兼容 的设计中 举足轻重 能极大缩短设计周期 降低设计成本 高级数模混合电路信号仿真SIM99SE Protel99SE中的SIM99SE模块是一个基于最新SPICE3f5 XSPICE标准的仿真器 并与Potel99S