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多電路板或系統(tǒng)原理圖與常規(guī)原理圖有何不同？

多板原理圖設(shè)計技巧和建議。

哪種 PCB 設(shè)計工具可支持完整的系統(tǒng)設(shè)計？

縱觀歷史，年輕人的確反抗過“系統(tǒng)”，犯罪分子也希望逃避“系統(tǒng)”，但總體而言，人們對“系統(tǒng)”的正面評價還是多于負(fù)面評價。例如，在生病的時候，我們一定希望擁有良好的醫(yī)療保健系統(tǒng)，而我們的財務(wù)安全也要依賴良好的銀行系統(tǒng)。在電子領(lǐng)域，自愛迪生以來，我們也一直在研究和開發(fā)不同類型的系統(tǒng)，但電子設(shè)計的許多方面反而仍是單獨(dú)完成的。隨著系統(tǒng)級多電路板設(shè)計的出現(xiàn)，這種情況正在發(fā)生改變。

使用 Allegro X System Capture 原理圖工具完成的多板設(shè)計

正如在設(shè)計單個電路板時，我們可以用不同的模塊來代表不同領(lǐng)域的電路，在設(shè)計整個系統(tǒng)時，我們也可以使用相同的方法。過去，每塊電路板都需要單獨(dú)被設(shè)計和制造出來，以測試它們與系統(tǒng)其余部分的適配度和連接性。如今，借助一系列 CAD 工具，我們可以用完整系統(tǒng)設(shè)計來取代這個緩慢的高成本流程。當(dāng)然，成功的關(guān)鍵是擁有支持這種級別的多電路板 ECAD 原理圖系統(tǒng)開發(fā)的工具。關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計，以下是我們應(yīng)該了解的一些內(nèi)容。

多電路板 ECAD 原理圖中包含哪些內(nèi)容？

系統(tǒng)設(shè)計包括單獨(dú)的電路板開發(fā)，這意味著每個電路板仍將有自己的原理圖。但在此基礎(chǔ)之上，我們還將獲得一個系統(tǒng)級原理圖。每個設(shè)計都將在系統(tǒng)原理圖中呈現(xiàn)，就像電路層次結(jié)構(gòu)的各個塊會在單個 PCB 設(shè)計的頂層表中呈現(xiàn)一樣。這樣我們可以在各個電路板之間進(jìn)行連續(xù)性檢查，并且系統(tǒng)的每個 PCB 也將組合在一起。

相較于使用傳統(tǒng)的單個電路板設(shè)計流程，多電路板原理圖可以帶來諸多優(yōu)勢：

每個單獨(dú)的原理圖設(shè)計都與頂層系統(tǒng)設(shè)計相連，我們可以從一個位置控制系統(tǒng)級功能。如果采取這樣的系統(tǒng)設(shè)計，就無需使用其他工具或電子表格來管理這些功能。

因?yàn)橄到y(tǒng)原理圖涵蓋每塊電路板，所以可以通過原理圖設(shè)計檢查來驗(yàn)證每塊電路板之間的連接性。這樣一來，設(shè)計人員可以直接驗(yàn)證系統(tǒng)內(nèi)連接，不需要事先構(gòu)建和測試硬件。

除了系統(tǒng)原理圖之外，多電路板開發(fā)流程還允許設(shè)計人員檢查每個實(shí)體電路板設(shè)計與系統(tǒng)其余部分的外形和適配性。利用布局軟件的 3D 和機(jī)械協(xié)同設(shè)計功能，可以大幅度減少檢查機(jī)械沖突所需的原型構(gòu)建數(shù)量。

與傳統(tǒng)的單獨(dú)設(shè)計方法相比，多電路板設(shè)計流程可幫助設(shè)計人員以更快的速度創(chuàng)建所有單獨(dú)的原理圖和 PCB 布局。因?yàn)楹笠环N方法能夠?qū)崟r看到所有不同部件如何協(xié)同工作。

多電路板原理圖設(shè)計技巧

在完整系統(tǒng)設(shè)計中，處理多電路板原理圖時，首先要做的是擴(kuò)大自己的思考范圍。對于單個電路板設(shè)計，大多數(shù)工程師習(xí)慣提前收集和整理自己的材料，之后再開始每次設(shè)計。而多電路板設(shè)計將在同一個系統(tǒng)中使用全部材料，所以需要想辦法將所有數(shù)據(jù)整理在一起，以便減少后續(xù)的工作量。例如，這些原理圖是否會使用許多相同的庫符號？如果是這樣，相較于單獨(dú)開發(fā)，集中開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計庫可以節(jié)省大量時間。

在為整個系統(tǒng)開發(fā)庫部件時，請留意需要整理的其他設(shè)計元素。這些電路板是否將由同一家制造商制造？如果是，可以提前與供應(yīng)商合作，尋找縮短生產(chǎn)周期和降低成本的方法。另一種提高效率的方法是修改設(shè)計規(guī)則。我們不必為每個單獨(dú)的設(shè)計構(gòu)建規(guī)則和約束，可以將規(guī)則和約束從一個設(shè)計復(fù)制到另一個設(shè)計中，并根據(jù)需要進(jìn)行修改。許多設(shè)計團(tuán)隊會保留設(shè)計規(guī)則庫以及圖紙和其他類型的文檔，這樣做正是為了提高效率。

多電路板原理圖設(shè)計是單個設(shè)計的延伸，因此，我們?nèi)匀恍枰瓿伤袉蝹€原理圖設(shè)計。這些設(shè)計可以由多個團(tuán)隊成員同時進(jìn)行，并可以保持與上一級系統(tǒng)設(shè)計的連接。不過，之后要花一些時間，整理所有設(shè)計、添加所有必要的標(biāo)簽和文本、并運(yùn)行完整的設(shè)計規(guī)則檢查，來確保已經(jīng)完成整個設(shè)計。大多數(shù)設(shè)計團(tuán)隊都有檢查表流程，以確保按照公司標(biāo)準(zhǔn)完成所有重要細(xì)節(jié)。應(yīng)使用相同的檢查流程來確保最終的系統(tǒng)級設(shè)計已全部完成。

最后，務(wù)必在系統(tǒng)級設(shè)計中充分利用設(shè)計工具的所有功能。與單獨(dú)設(shè)計相比，需要做的工作增加了很多，需要使用能夠處理額外負(fù)載的 PCB 設(shè)計工具。

多電路板設(shè)計與 3D ECAD/MCAD 協(xié)同設(shè)計相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的可視化

系統(tǒng)原理圖的 PCB 設(shè)計工具

為了充分利用創(chuàng)建多電路板系統(tǒng)原理圖的優(yōu)勢，需要確保所用的設(shè)計工具能支持整個流程。這些工具應(yīng)具備以下功能：

支持從上一級別到單個電路板原理圖的完整系統(tǒng)原理圖設(shè)計。工具需要在電氣上識別電路板之間的連接，并在頂層呈現(xiàn)不同的電路板。

仿真整個系統(tǒng)。沒錯，我們?nèi)匀恍枰獙蝹€電路板設(shè)計進(jìn)行仿真，但仿真整個系統(tǒng)的電路、高速信號和電源分配網(wǎng)絡(luò)也非常重要。

以 3D 形式顯示 PCB 布局。只是通過常規(guī)設(shè)計規(guī)則檢查還不夠，還需要檢查物理原型通常會暴露的潛在問題和障礙。

ECAD/MCAD 協(xié)同設(shè)計。設(shè)計完整的系統(tǒng)原理圖之后，需要查看電路板能否匹配并連接在一起。

要實(shí)現(xiàn)所有這些目標(biāo)，需要選擇目前市面上更為出色的 PCB 設(shè)計系統(tǒng)，這樣才能保持競爭優(yōu)勢，獲得進(jìn)行多電路板設(shè)計所需的特性和功能。

Cadence 的 Allegro X 是一個深度整合、高性能、智能化的系統(tǒng)設(shè)計分析平臺，支持全流程的數(shù)據(jù)管理。其中包含的Allegro X System Capture 是一款先進(jìn)的多電路板設(shè)計工具，具備我們在此討論的所有功能和特性。