多板系统设计-综合文档

多板系统设计近十年来，印刷电路板的设计和制造取得了巨大的进步。从原理图输入到仿真，从 Layout 和布线到团队协作，再到制造数据到制造厂的传输方式，整个设计过程都取得了长足的发展。但有一个方面似乎一直停滞不前：即至关重要的系统级硬件架构设计和连接。尽管 PCB 设计工具不断向着紧密集成，跨设计共享通用数据库的方向发展，并且通过引入自动化来消除人为错误，但硬件系统的设计与十年前依然大同小异。Mentor Graphics 引入了一种解决方案作为 Xpedition:registered: 设计流程的组成部分，为多板系统设计提供了集成、自动化和强大的功能。首先介绍一些基本定义；在围绕系统使用的一些术语中，往往存在误解和曲解。为明确起见，我们将其定义为： 《多板系统设计——探索集成化自动化解决方案》 在信息技术高速发展的今天，印刷电路板（PCB）的设计和制造技术已经取得了显著的进步。从电路原理图的绘制到电路仿真，从布局布线到团队协作，再到制造数据的传输，整个设计流程已经日趋成熟。然而，一个关键领域——多板系统设计的集成化和自动化，却似乎并未跟上时代的步伐。传统的系统级硬件架构设计和连接方式仍然停留在十年前的状态，依赖于人工操作，易出错且效率低下。 多板系统设计涉及多个独立组件的协同工作，包括元素、子系统或电路板、系统以及由系统构成的更复杂的系统。例如，医疗影像扫描仪就是一个多板系统，其内部包含多个子系统和电路板，通过连接器和电缆实现功能的集成。系统设计师在概念化设计后，需要在各种硬件约束下，如功率、冷却、尺寸、重量等，分配逻辑功能至各PCB，并定义它们之间的连接关系。 目前，系统设计师普遍使用桌面绘图程序、电子表格和文档编辑器进行设计，这种方式在面对复杂的系统设计时，存在着明显的局限性。例如，系统互连的数据需要手动输入，增加了出错的可能性。当设计需要更改时，如调整电路板布局以解决散热问题，大量的手动操作会导致重新定义连接器和更新连接信息变得异常繁琐，而且容易引发错误。这种缺乏集成的工作流程阻碍了设计效率的提升，也增加了设计风险。 为解决这些问题，Mentor Graphics提出了Xpedition设计流程的一部分，这是一种针对多板系统设计的集成化、自动化的解决方案。通过这个平台，系统设计师可以更加高效地定义和管理多板系统的连接性，减少手动输入和错误，实现设计与制造的无缝对接。此外，Xpedition还能适应设计的动态变化，确保在设计过程中对连接器和电缆的管理更为精确，从而降低工程变更单（ECO）带来的困扰。 随着设计复杂度的增加和可用封装面积的减少，集成化和自动化的多板系统设计解决方案变得至关重要。它不仅减少了设计时间和成本，还提高了设计质量，降低了因错误导致的产品召回风险。集成解决方案的存在使得系统设计师与硬件设计师之间的协作更为流畅，减少了信息传递的误差，提高了整体设计的可靠性。 多板系统设计的挑战在于如何实现设计流程的集成化和自动化，以适应快速变化的技术需求和日益复杂的系统结构。Mentor Graphics的Xpedition设计流程为这一领域提供了创新的解决方案，通过优化设计过程，提升系统设计的效率和准确性，从而加速新产品的开发进程，降低不必要的延误。在未来，这样的集成化设计工具将成为推动多板系统设计领域进步的重要驱动力。