利用最新開發(fā)的軟體技術(shù)可以完成高效的平行電路板設(shè)計(jì)。這種新的技術(shù)能使多位設(shè)計(jì)師和不同種類的工具同時(shí)工作于同一個(gè)設(shè)計(jì)資料庫，并能顯著地提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)力。

 

與將設(shè)計(jì)分成若干部份并獨(dú)立地完成各個(gè)部份的傳統(tǒng)方法不同，此新技術(shù)能在一個(gè)公共資料庫上制作平行進(jìn)程，并能自動(dòng)同步流程的變化、解決相互間可能產(chǎn)生的沖突。這在EDA產(chǎn)業(yè)是首創(chuàng)。

 

自從90年代在電路板設(shè)計(jì)中廣泛采用CAD以來，制造領(lǐng)域透過自動(dòng)化和制程最佳化方法一直在不斷地提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)力。不幸的是，隨著電路設(shè)計(jì)軟體技術(shù)的不斷創(chuàng)新，要求支援新的訊號、零組件或板級制造技術(shù)的呼聲也在日益高漲，因此整個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)間幾乎沒有縮短(甚至更長)。

 

如果設(shè)計(jì)方法學(xué)沒有根本性改變的話，軟體將始終扮演硬體技術(shù)的跟隨者角色，而不會成為發(fā)展曲線上的領(lǐng)先者。多位工程師從事同一設(shè)計(jì)平行工程技術(shù)一直是生產(chǎn)力突破的有效法寶。傳統(tǒng)的分而治之法將設(shè)計(jì)分成若干個(gè)部份并分配到各個(gè)工程師手上，最后把各個(gè)部份聯(lián)接起來，并透過強(qiáng)制措施(根據(jù)預(yù)先定義好的規(guī)則自動(dòng)做出決定)或巧妙方法(讓工程師逐個(gè)解決沖突)解決所有的沖突。

 

這種方法對于電路的原理圖設(shè)計(jì)來說是相當(dāng)有效的，因?yàn)樗梢愿鶕?jù)功能直接把設(shè)計(jì)分割成多個(gè)模組和頁。雖然如此，但這種方法仍需要相當(dāng)多的人工作業(yè)才能解決模組間的互連問題，如訊號名沖突、元件遺漏等等。只要設(shè)計(jì)師相互間看不到對方在做什么，上述這些失誤就很有可能產(chǎn)生。

 

如果一個(gè)平行設(shè)計(jì)方法允許多個(gè)設(shè)計(jì)師能夠在同一時(shí)間同時(shí)做同一個(gè)設(shè)計(jì)，能看到其他設(shè)計(jì)師做的編輯內(nèi)容，能即時(shí)自動(dòng)地管理各種潛在的沖突，那么這種平行設(shè)計(jì)方法才能獲得最佳的靈活性和生產(chǎn)力。

 

平行設(shè)計(jì)架構(gòu)

新的平行設(shè)計(jì)技術(shù)需要在網(wǎng)路環(huán)境中執(zhí)行的一個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)程管理器(伺服器)和多個(gè)設(shè)計(jì)客戶端。伺服器軟體的主要工作是從每個(gè)客戶端接收更新請求，并對請求實(shí)施檢查以確保沒有違反設(shè)計(jì)規(guī)則，然后根據(jù)更新內(nèi)容使每個(gè)客戶端同步。

 

每個(gè)客戶端必須擁有自己專用的處理器和記憶體。新的平行設(shè)計(jì)架構(gòu)還假設(shè)通訊系統(tǒng)能夠支援客戶端與伺服器之間即時(shí)高效交換資訊所需的最小頻寬和最大延遲。每個(gè)客戶端都能看到整個(gè)設(shè)計(jì)，并在伺服器處理它們時(shí)觀察到其它客戶端的編輯。設(shè)計(jì)資料庫允許儲存于網(wǎng)路上的任何地方。

 

這種平行設(shè)計(jì)架構(gòu)允許多個(gè)設(shè)計(jì)師同時(shí)做同一個(gè)設(shè)計(jì)，而無需以邏輯或其它任何方式分割設(shè)計(jì)。這是一個(gè)真正即時(shí)的合作設(shè)計(jì)環(huán)境，在這種環(huán)境下所有與分割邊界以及分割-連接作業(yè)期間管理數(shù)據(jù)完整性相關(guān)的問題都不會出現(xiàn)。

 

由于多個(gè)設(shè)計(jì)師能夠以平行方式無任何限制地做同一個(gè)設(shè)計(jì)，因此能夠顯著地縮短整個(gè)設(shè)計(jì)周期。

 

每個(gè)設(shè)計(jì)都有相關(guān)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，只有團(tuán)隊(duì)的成員才被允許存取設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。任何一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員都能在伺服器和單個(gè)客戶端上啟動(dòng)一個(gè)設(shè)計(jì)會議。其它客戶端可以在任何時(shí)候參與該會議。

 

設(shè)計(jì)最開始時(shí)是裝載在伺服器上的，當(dāng)客戶端加入會議并將伺服器設(shè)計(jì)目前狀態(tài)自動(dòng)下載到客戶端的記憶體內(nèi)后，客戶端就得到初始化并獲得同步。一旦客戶端加入設(shè)計(jì)會議，它就可以使用應(yīng)用程式中可用的標(biāo)淮編輯工具對設(shè)計(jì)進(jìn)行編輯。

 

編輯事件是由客戶端發(fā)起的一項(xiàng)獨(dú)立活動(dòng)，它作為一個(gè)更新請求發(fā)往伺服器。例如將一個(gè)元件從A點(diǎn)行動(dòng)到B點(diǎn)就組成了一個(gè)編輯事件，事件的開始是選取元件，事件的結(jié)束是以滑鼠點(diǎn)選(或等效的輸入)指示新位置。編輯事件作為一個(gè)事務(wù)處理被發(fā)往伺服器，它描述了要?jiǎng)h除的東西和要添加的東西。

 

每次客戶端產(chǎn)生的編輯事件在發(fā)送到伺服器之前必須先執(zhí)行本地的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)，然后設(shè)置好編輯請求的優(yōu)先級并根據(jù)先進(jìn)先出的原則進(jìn)入輸入消息佇列。伺服器接收到編輯請求后先將它整合進(jìn)設(shè)計(jì)資料庫，然后執(zhí)行DRC。如果沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，編輯請求就被批淮，并透過輸出消息佇列發(fā)往所有客戶端，用于客戶內(nèi)部核心資料庫的同步。

 

大多數(shù)運(yùn)算時(shí)間花費(fèi)在本地客戶端上。在客戶端目標(biāo)對象被增加、編輯和刪除，同時(shí)執(zhí)行所有與那些編輯相關(guān)的自動(dòng)化作業(yè)(如推、擠和平滑)。與客戶端相較，伺服器的負(fù)載相對要輕一些，因此不會影響到系統(tǒng)性能。對該環(huán)境的測試顯示伺服器的響應(yīng)速度非?？?，不會降低客戶端的速度。

 

電路板的自動(dòng)布線圖2：系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在平行設(shè)計(jì)環(huán)境中，可以跨系統(tǒng)地管理、更新和同步編輯事件，這是一全新的設(shè)計(jì)概念。

 

平行設(shè)計(jì)技術(shù)的第二個(gè)應(yīng)用是電路板的自動(dòng)布線。多年來分布式自動(dòng)布線一直是電路板布線軟體的‘強(qiáng)大武器’。以前IC布線器已轉(zhuǎn)換到分布式環(huán)境執(zhí)行。然而，電路板布線問題有很大的不同，直到現(xiàn)在人們還是認(rèn)為必須改編自動(dòng)布線器才能充分利用多個(gè)電腦共同完成同一設(shè)計(jì)優(yōu)勢。軟體供應(yīng)商和第三方工程師們在試圖獲得可接受的性能提升方面也作過多次嘗試，但都以失敗告終。

 

新的平行設(shè)計(jì)技術(shù)所采用的架構(gòu)能夠解決分布布線環(huán)境下的大多數(shù)關(guān)鍵問題，它知道如何防止或解決沖突。同樣，伺服器擔(dān)當(dāng)設(shè)計(jì)進(jìn)程管理角色，來自每個(gè)自動(dòng)布線器客戶端的請求在伺服器中被整合、檢查并廣播到其它客戶端。所有自動(dòng)布線器客戶端保持同步，因此當(dāng)在本地增加新的布線路徑時(shí)，布線路徑?jīng)_突的機(jī)率很小。

 

整合高效工具

由于電路設(shè)計(jì)是包含了眾多步驟和規(guī)則的一個(gè)過程，因此要想獲得優(yōu)良的生產(chǎn)力，必須緊密地整合最高效的點(diǎn)式工具。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中數(shù)據(jù)和規(guī)則必須能順暢的流動(dòng)。

 

在過去20年中，EDA產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了規(guī)?？涨暗暮蟻愫褪召?，結(jié)果軟體供應(yīng)商的設(shè)計(jì)流程都依賴于眾多工具的整合。除此之外，大型公司要求眾多軟體供應(yīng)商的工具能整合在自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)流程中。

 

權(quán)宜之計(jì)是編寫一個(gè)介面，透過該介面將一個(gè)工具的ASCII輸出轉(zhuǎn)換成其它工具的ASCII輸入格式。照這樣做的話會產(chǎn)生上百個(gè)ASCII介面，每個(gè)介面用于克服常見的數(shù)據(jù)模型和規(guī)則不相容問題。

 

這種整合方法的基本要求是所有應(yīng)用必須擁有完全相容的數(shù)據(jù)模型。每個(gè)應(yīng)用程式處理數(shù)據(jù)時(shí)可能使用不同的工具和不同的自動(dòng)化水淮，但每個(gè)應(yīng)用程式必須能夠接收改動(dòng)并加以識別，因而知道下一步該做什么。

 

也可能使用平行設(shè)計(jì)技術(shù)整合某個(gè)應(yīng)用以執(zhí)行一組特定的任務(wù)，如制作、布局、布線和編輯嵌入式元件。如果這樣，那么那個(gè)應(yīng)用程式就能被自動(dòng)限制成只允許使用那些特定的功能。

 

電路和板設(shè)計(jì)

將平行版圖和平行整合所需的技術(shù)結(jié)合起來可以形成這樣的環(huán)境，即設(shè)計(jì)流程中的多個(gè)不同應(yīng)用可以被整合在一起，并供多個(gè)設(shè)計(jì)師同時(shí)使用。

 

例如，原理圖設(shè)計(jì)、約束管理、版圖設(shè)計(jì)、三維機(jī)械設(shè)計(jì)模擬和制造等應(yīng)用程式能以某種方式整合起來，因而允許所有這些應(yīng)用程式被同步投入使用，同時(shí)在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中更新和同步所有的編輯事件。甚至在混合環(huán)境中可能出現(xiàn)多個(gè)相似的應(yīng)用，比如多個(gè)版圖工具。

 

由于多個(gè)應(yīng)用程式在同時(shí)執(zhí)行，工程師就能快速理解所增加路徑的訊號完整性效應(yīng)。如在蜂巢式話機(jī)設(shè)計(jì)三維機(jī)械系統(tǒng)中，元件在版圖中的行動(dòng)能夠立即獲得更新和被檢查。