第七届全国信息技术应用水平大赛比赛说明.doc

第七届全国信息技术应用水平大赛比赛说明（比赛科目：PCB设计）一， 环境要求能够进行外网连接的计算机房，计算机配置如下：l Windows XP或以上版本l 英特尔 酷睿2 双核/四核 2.66 GHz，或同等或更快的处理器 l 至少2 GB内存，同时至少10 GB 硬盘空间用于系统安装和用户文件储存l Altium Designer （10.0版本）软件二， 题型、题量、考试方式和时间l 预赛题1) 分为客观题和主观题两部分，客观题为100分，主观题50分，合计150分。2) 客观部分题量是80道，其中单选题60道，每道题1分；多选题20道，每道题2分；主观题部分题量5道题，分别为简答题4题，每题7分，综合设计题2-3题，共计22分。3) 预赛考试以学校为单位进行，客观题采用统一时间考试，现场出成绩的方式；主观题由学校根据大赛组委会提供的参考答案和评分标准，自行安排专业老师阅卷，并于2012年10月19日前将主观题成绩录入大赛管理系统。l 复赛题1) 复赛题为1道设计操作题，满分150分。2) 设计操作给定设计题目，使用Altium Designer设计软件完成设计，设计内容包括：元件的设计、原理图的设计、PCB的设计和工程文件的输出，其中原理图的设计难度以模拟和数字电路课程教学大纲为准，PCB设计难度为2-4层板，PCB的设计符合信号完整性要求和给定的设计指标。工程文件的输出包含GERBER文件的生成和指定文件的生成两个部分。3) 复赛以省考试时间3个小时。l 决赛题1) 决赛题为设计操作和识图，总计100分。其中设计操作占70分，识图部分占30分。2) 设计操作要求完成4层板的PCB图设计，并输出所有工程文件；识图要求能根据设计规则和信号完整性要求找给定PCB图的设计错误，并提出修改意见。3) 总决赛考试时间为5小时。三， 比赛大纲l 基本要求1) 基本无源电子元器件封装识别（电阻、电容、电感等，封装限定在直插和贴片）；2) 基本IC元器件封装的识别（封装限定在直插和贴片，对球阵列封装不做要求）；3) 读懂原理图，并能找出原理图设计的简单错误。4) 掌握Altium Designer 10.0 EDA工具设计原理图和PCB图的设计流程。5) 设置原理图的设计环境参数。6) 完成设计中所需要的元件的原理图和PCB图的封装的设计。7) 在原题图设计工具中，独立完成简单原理图的绘制。8) 设置PCB图的设计环境参数和设计规则（例如：层的设置、电气参数设置等）。9) 了解PCB设计中的信号完整性问题。10) 在PCB设计工具中，独立完成中等难度PCB图的绘制。11) 对PCB图进行设计规则检查，并修改设计中的错误。12) 能初步分析一些简单的信号完整性问题，并修改设计中所出现一些简单信号完整性错误。l 预赛部分1) 掌握基本的电子元器件的封装分类。2) 熟悉Altium Designer软件设计流程。3) 了解元件库元件调用的方法。4) 掌握设置原理图的基本设计环境参数的方法。5) 掌握绘制原理图实现过程。6) 掌握设置PCB图的基本设计环境参数的方法。7) 掌握简单的PCB设计的规则，包括基本的信号完整性问题。8) 掌握绘制PCB图实现过程。9) 能输出所需要的工程文件。l 复赛部分1) 掌握复杂的电子元器件的封装分类。2) 熟练掌握Altium Designer软件设计流程。3) 熟练掌握定制元件库元件和调用定制元件的设计流程。4) 掌握设置原理图的高级设计环境参数的方法。5) 熟练掌握绘制复杂原理图实现过程，原理图的设计符合电气和机械要求。6) 掌握设置PCB图的高级设计环境参数的方法。7) 掌握完整的PCB设计的规则，包括系统的信号完整性问题。8) 熟练掌握绘制复杂PCB图实现过程，PCB图的设计符合电气和机械要求。9) 能输出所需要的工程文件。l 决赛部分1) 掌握复杂的电子元器件的封装分类。2) 熟练掌握Altium Designer软件设计流程。3) 熟练掌握定制元件库元件和调用定制元件的设计流程。4) 掌握设置原理图的高级设计环境参数的方法。5) 熟练掌握绘制复杂原理图实现过程，原理图的设计符合电气和机械要求。6) 掌握设置PCB图的高级设计环境参数的方法。7) 掌握完整的PCB设计的规则，包括系统的信号完整性问题。8) 熟练掌握绘制复杂PCB图实现过程，PCB图的设计符合电气和机械要求。9) 能输出所需要的工程文件。10) 能找出给定原理图和PCB图的设计错误，并根据电气和机械要求进行修改。四， 参考教材书名：Altium Designer原理图与PCB设计及仿真作者：谢龙汉，鲁力，张桂东编著出 版 社：电子工业出版社出版时间：2012-1-1书名：轻松实现 从Protel到Altium Designer作者： 穆秀春，李娜，訾鸿 编著出 版 社：电子工业出版社出版时间：2011-4-1第七届全国信息技术应用水平大赛模拟题 PCB设计注：实际预赛题题量总计87道，其中单选题60道，每道题1分；多选题20道，每道题2分；简答题4题，每题7分，综合设计题2-3题，共计22分，试卷满分150分，完成时间180分钟。此模拟题仅供参考，具体题型、题量与分值分配以实际预赛题为准。一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1. Room的主要优点是？（）A. Room把功能电路集中在一个区域，布局看上去更加简洁整齐B. Room可以智能分割元器件，自动创建元件类C. Room可以关联多个元器件，用于功能电路布局和走线，并可以复制其格式到类似设计中D. 可以利用查询语句来选中编辑位于Room之中的元件，从而进行批量操作2. 为什么需要对PCB项目进行配置？（）A. 因为需要在配置中选择项目中所用到的所有派生变量，不同的变量针对不同的产品B. 因为项目配置可以发布到数据保险库的某个特定Item之中，从而进行版本更新和控制C. 因为配置代表需要在真实世界中制造的产品，定义了生产厂家制造该产品所需要的数据D. 如果不对PCB项目进行配置，则无法生成相应的Gerber等文件，无法进行裸板的生产3. 关于层次化设计，哪种说法不正确？（）A. 跨越不同原理图页的网络之间可以直接连接B. 使用图表符表示设计中较低等级的原理图页C. 为读者显示了工程的设计结构D. 视图上来看总是从子原理图向上追溯到父原理图4. 用来浏览与编辑封装库的面板是？（）A. Library面板B. PCB Library面板C. SCH Library面板D. PCB List面板5. 如何为原理图文档添加参数？（）A. 在项目选项（Project Option）对话框的参数（Parameter）标签页添加B. 直接在原理图上放置文本C. 在元件属性对话框中添加D. 在原理图文档选项（Document Option）对话框的参数（Parameter）标签页添加6. *.schdot文档是什么类型的文档？（）A. 原理图文件B. 原理图模板文件C. 原理图库文件D. PCB文件7. 下图是PCB 3D视图中的一部分，其中的元件的封装最可能是（） A. SOT23-5;B. SOIC-5;C. QFN-5;D. TQFP-5.8. 下列哪个层是负片（绘制的图形表示切割或镂空）（）A. Keep Out ;B. Power Plane;C. Top;D. Bottom Overlay;9. 在设计PCB电路板形时，最适合做为边框定义的板层为（）A. 顶层丝印层（TopOver Layer）B. 焊盘助焊层（PasteMask Layer）C. 禁止布线层（KeepOut Layer）D. 机械层（Mechanical Layer）10. 在绘制PCB元件封装时，其封装中的焊盘孔径（ ）。A. 任何情况均可使用焊盘的默认值B. Hole Size的值可以大于X-Size的值C. 必须根据元件引脚的实际尺寸确定D. Hole Size的值可以大于Y-Size的值11. PCB设计规则定义时，在相同规则设置中需要利用规则优先级，最高优先级应表示为（）。A. 1B. 100C. 最大优先级数目D. 012. 在PCB高速电路设计时，可以通过调节实际布线长度，保证信号传输延时的一致性。Altium Designer结合高速（High Speed）规则下的（ ）定义，实现高速信号网络长度调节功能。A、 ParallelSegmentB、 LengthA. MatchedLengthsC、 StubLength13. 实心覆铜功能的好处是 （）A、 不需要CAM处理软件的支持B、 方便覆铜区域的查看C、 减少PCB文件包含的数据量D、 方便覆铜区转角方式的修改14. 一元规则适用于一个对象，2个对象之间适用二元规则，下面哪种不属于二元规则？（ ）A、 电气安全间距B、 阻焊扩展度C、 元件安全间距D、 短路15. PCB编辑环境下支持3D功能需要用户电脑显卡至少支持那些协议？（）A、 DirectX 7 和 Shader Model 3B、 DirectX 9 和 Shader Model 2 C、 DirectX 9 和 Shader Model 3D、 DirectX 8 和 Shader Model 316. 在原理图文档上添加下面哪个特殊字符，可以在原理图打印时，显示装配变量的信息？（）A、 =VariantDescriptionB、 =VariantNameC、 =VariantLabel D、 =VariantTag17. 一个PCB中包含100pin的BGA器件，至少应设计几层板：（）A. 1 B. 2 C. 3 D. 418. 下列哪种封装不是电阻的封装：（）A. AXIAL-0.3;B. RESC1608N;C. DIP-8;D. 以上都不是.19. 如果干燥空气的击穿场强为3MV/m，在相对湿润的空气中，这个值可能降为十分之一，那么30V供电的PCB上，电源和地间的安全间距至少为大约（）A. 4mil;B. 6mil;C. 8mil;D. 10mil.20. 一般过孔不能放置在焊盘上，因为：（）A. 将影响元器件贴片时的精度;B. 在回流焊时，将使锡膏渗漏，导致虚焊;C. 将影响焊盘镀锡或沉金的质量;D. 焊接后，过孔被遮挡，难于差错.21. 某个PCB中，安全间距过小，加工中哪一工艺步骤最可能失败：（）A. 阻焊掩膜;B. 光绘;C. 蚀刻;D. 钻孔.22. 如果PCB上使用了大面积实心（Solid）覆铜，在进行回流焊时：（）A. 会使受热更加均匀；B. 需要调高回流焊温度；C. 会影响周围器件受热；D. 会使电路板基材弯曲；二、多选题（共20题，每题2分，共40分）1. 关于Altium Designer字符设计方法中，下述哪项是不支持的？（）A. 允许通过字体选项，在PCB上直接放置中文B. 支持条形码设计C. 默认字体是一种简单的向量字体，支持笔绘制和向量光绘D. 字体反色后的背景颜色允许与该层设置的颜色不同2. 关于高速电路布线，下列说法正确的是：（）A. 相邻两层间的走线应尽量垂直;B. 信号层不能铺铜;C. 线长度不能为1/4信号波长的整数倍;D. 信号线的宽度不能突变.3. 下列哪两种电平规范的器件不可以直接相连（）A. 5V-TTL和3.3V-LVTTL with 5V Tolerance;B. 5V-TTL和3.3V-LCMOS with 5V Tolerance;C. 3.3V-LVCMOS和2.5V-LVCOMS;D. 3.3V-LVTTL和2.5V- LVCOMS.4. 下列哪些条件属于规则检测选项？（ ）A、 布线线宽B、 布线转角角度C、 元件布局方向D、 信号电气类型5. 关于电子设计时应遵循的电磁兼容性准则，以下说法中正确的是（ ）A、 不应出现由电磁兼容所引发的安全性问题B、 符合电磁泄漏规范C、 数字信号与模拟信号的参考地电源完全物理隔离D、 符合应用领域中所有的EMC标准6. 在网格覆铜时，包含下列那种网格模式？（）A、 90度模式B、 30度模式C、 水平模式D、 45度模式 7. 关于管脚交换，下面哪种说法是正确的？（ ）A、 管脚交换的设置存储在原理图元件的管脚上B、 对于一个器件的管脚交换是在原理图编辑器中使能的C、 在同一个管脚组里的所有的管脚可以进行交换D、 对于一个器件的交换设置，应该在配置管脚交换对话框进行8. 贴片芯片用什么方法焊接的（ ）B. 用一般烙铁焊接，但要有一定技术C. 用专用工具焊接 D. 用焊锡膏粘上去E. 用高档焊锡9. 放置元器件的说法中，正确的是（）A. 元件最好对齐到较大的网格上，以利美观;B. 贴片元件所在位置的反面可以放置另一个贴片元件;C. 穿孔元件所在位置的反面可以放置另一个贴片元件;D. 无论什么元件，在PCB上放置越紧密越好.10. 以下关于布线的描述，哪个是正确的？（）A. 板卡设计过程中，应尽可能的减少过孔的应用以减小SI问题B. 多层板设计中为了快速高效的完成放置过孔、换层并保持布线状态，可以应用数字2号键完成C. 整个布线完毕后一定要运行DRC检查，防止有线未布通的情况发生D. 推挤模式布线特别适合总线型布线，她允许一次性调整多根平行信号线，可以大大提高设计效率，但不能推挤过孔11. 下列有关创建封装的描述正确的是？（）A. 对表贴焊盘，通常应设置其层属性为TOP层B. 对通孔焊盘，应设置其层属性为MultiLayerC. 元器件覆盖面的外形轮廓通常应定义在Bottom Overlay层上D. 元器件的3D体通常应放置在某个机械层上三、 简答题（共4题，每题7分，共28分）1.例举PCB规则中的High Speed类别中的至少3中，并简述其意义。2.请简述微带线的构成，以及其特征阻抗与哪些主要因素有什么样的关系。四、设计题 （共22分）1、请利用以下由单片机+EEPROM+DC/DC转换器完成的MCU最小系统设计原理图，完成PCB版图设计，要求如下： MCU最小系统示意图A. MCU的型号为PIC16C72、EEPROM的型号为ST24C04、DC/DC电源转换芯片的型号为LM317；（提供以上相关型号器件的数据手册）B. PCB的板形定义采用MDT01.DWG AutoCAD二维结构文件；C. 完成PCB版图的元器件布局和布线设计；D. 采用PDF格式打印输出PCB装配文件；E. 采用Excel电子表单格式输出材料清单（BOM）F. 采用Gerber制图格式输出CAM文件；2、下图是一个全桥驱动器的电路：根据以上电路：1. 新建一个名为“H-Bridge.PrjPCB”的工程，并在其中添加三个文件“H-Brg.SchLib”、“H-Brg.SchDoc”、“H-Brg.PcbDoc”，保存。2. 按照上图中U1（HIP2101IB）的样子，在“H-Brg.SchLib”中新建一个名为HIP2101的元件： a) 绘制图形和引脚（注意按照上图设置有关引脚的输入输出电气类型）； b) 设置属性Default Designator：“U?”；c) 设置属性Comment：“HIP2101IB”；d) 设置属性Description：“100V/2A Peak, Low Cost, High Frequency Half Bridge Driver”；e) 其余属性默认；f) 添加Footprint： i. 名为“SOIC127P600-8AN”； ii. 位于库文件“PcbSurface MountSOIC_127P_N.PcbLib”中。3. 按照上图中Q1（IRF7313）的样子和下面IRF7313的引脚定义在“H-Brg.SchLib”中新建一个名为IRF7313的元件，一个IRF7313元件中包含两个N沟道MOSFET：a) 创建两个子件，绘制图形和引脚；b) 设置属性Default Designator：“Q?”；c) 设置属性Comment：“IRF7313”；d) 设置属性Description：“HexFET Power MOSFET, Dual MOSFET, 30V, 3A”；e) 其余属性默认；f) 添加Footprint： i. 名为“SOIC127P600-8AN”； ii. 位于库文件“PcbSurface MountSOIC_127P_N.PcbLib”中。4. 按照上面的电路，在“H-Brg.SchDoc”绘制电路，注意上下两部分电路相同，可只画一部分，然后复制-粘贴。相关元件属性如下：Desig.CommentValueFootprintNameLib FileC1,C2,C4,C5=Value（设为隐藏）0.1uFCAPC1608NPcbSurface MountChip_Capacitor_N.PcbLibC3,C6=Value（设为隐藏）100uFCAPPR5-10x5PcbThru HoleCapacitor Polar RadialCylinder.PcbLibR1,R2,R3,R4=Value（设为隐藏）22ohmRESC1608NPcbSurface MountChip_Resistor_