新一代完整的板級(jí)設(shè)計(jì)工具-Protel 2004

    到現(xiàn)在許多PCB工程師們也許還在使用Protel99或者protel99se在他們所熟悉的編輯環(huán)境下進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，他們都很有經(jīng)驗(yàn)，能夠在protel99或protel99se上設(shè)計(jì)出一塊很棒的PCB。但有的時(shí)候他們甚至不相信軟件的智能化給他們帶來的巨大方便。于是許多PCB工程師根本不使用軟件帶有的強(qiáng)大的自動(dòng)布線功能，因?yàn)榧词怪貜?fù)布上幾百次都不能得到他們滿意的方案，或是調(diào)整的線太多還不如完全手工布線。這些都讓他們不愿意接受也不相信更新?lián)Q代了的人工智能能給他們的設(shè)計(jì)帶來什么巨大的方便，他們相信的只是他們多少年積累的經(jīng)驗(yàn)。但實(shí)際上他們都很清楚當(dāng)他們?cè)O(shè)計(jì)一塊多層高密度PCB所需要付出的代價(jià)是什么，同時(shí)他們也希望真的有那么一款軟件能讓他們的設(shè)計(jì)效率有極大的提高的PCB設(shè)計(jì)軟件?，F(xiàn)在Altium公司2004年最新產(chǎn)品Protel 2004完全能滿足這方面的要求。當(dāng)然Protel 2004面對(duì)的用戶不光是為了方便這些有多年經(jīng)驗(yàn)的PCB工程師們。Protel 2004同時(shí)還降低了制作PCB的門檻，通過短時(shí)間的培訓(xùn)，即使是自學(xué)很短時(shí)間您都可以很快的制作一塊合格的PCB。

    我本人是一個(gè)PCB設(shè)計(jì)新手，之前沒有布板經(jīng)驗(yàn)，但僅僅使用Protel 2004 一個(gè)月，（只是是斷斷續(xù)續(xù)的進(jìn)行學(xué)習(xí)，總時(shí)間也不超過60小時(shí)，且已經(jīng)做了兩塊成板了，經(jīng)驗(yàn)證毫無問題，在學(xué)習(xí)過程中大部分靠的還是自學(xué)。）之后終于體會(huì)到Protel 2004 的強(qiáng)大功能了，在此就只介紹一些以前版本沒有的或者已經(jīng)被加強(qiáng)的功能。它的友好的增強(qiáng)的用戶界面，使用戶很輕易就知道了每個(gè)菜單的功能，這也使有些工程師不用擔(dān)心新的軟件給他們帶來的操作不便問題。

    當(dāng)然PCB工程師們也會(huì)擔(dān)心的他們使用Protel 2004作的PCB是不是可以拿到工廠進(jìn)行加工，因?yàn)樗麄儞?dān)心大部分PCB工廠還沒有購買使用Protel 2004 。他們擔(dān)心即使他們?cè)谳^短的時(shí)間做出一塊PCB卻很難找到能加工他們產(chǎn)品的工廠。實(shí)際上擔(dān)心完全是多余的，因?yàn)槟我园涯赑rotel 2004中設(shè)計(jì)的PCB保存為您需要的版本（包括PCB3.0(Protel 99可打開)，PCB4.0（Protel99SE格式）），您也可以把它保存為后綴名為 .PCBdoc（ProtelDXP和Protel 2004的格式）。同時(shí)Protel 2004是完全向下兼容的，您在以前版本的所有成果均可轉(zhuǎn)到Protel 2004中進(jìn)行使用，這些都已經(jīng)經(jīng)過本公司技術(shù)人員充分驗(yàn)證。

     Protel 2004引入了集成庫的概念，這使您在原理圖中選擇的元器件就已經(jīng)有了您需要的封裝，Protel 2004附帶了68，000多個(gè)元件的設(shè)計(jì)庫，包括原理圖FPGA設(shè)計(jì)的即調(diào)即用及預(yù)綜合元件集成庫，并且這些封裝都能完全的符合您的要求，當(dāng)然如果您不滿意您也可以修改這個(gè)元器件的封裝為您所需要的，當(dāng)然您還可以在PCB庫編輯器制作您所需要的封裝。

    下邊這幾點(diǎn)是您需要了解的。Protel 2004 共可進(jìn)行74個(gè)板層設(shè)計(jì)，包含32 層 Signal(信號(hào)走線層); 16層Mechanical(機(jī)構(gòu)層); 16層Internal Plane(內(nèi)層電源層);2層Solder Mask(防焊層); 2層Paste Mask(錫膏層); 2層Silkscreen(絲印層); 2層鉆孔層（鉆孔引導(dǎo)和鉆孔沖壓）; 1層Keep Out (禁止層); 1層Multi-Layer (橫跨所有的信號(hào)板層) 。Protel 2004中Pad點(diǎn)的外型：圓形；方形；八角形。Pad點(diǎn)堆疊結(jié)構(gòu)：包含Simple (所有的層數(shù)都相同)；Top-Mid-Bottom (可對(duì)不同的層數(shù)下外型定義有 top, bottom 或者是mid layers)；Full Stack (每個(gè)層數(shù)都能各自定義Pad點(diǎn)外型)。Protel 2004Via(貫孔)的種類：Through-hole(從頂層貫穿到底層)；Blind & Buried (板層對(duì))；Blind & Buried (任意層數(shù))。Protel 2004布線模式：Oblique(任意角走線)；45 deg(45度角走線)；45 deg with arcs(45度角圓弧走線)；90 deg(90度角走線)；90 deg with arcs(90度角圓弧走線 )。Protel 2004交互式布線模式：Ignore Obstacles(忽略障礙模式)；Avoid Obstacles(避開障礙模式)；Push-and-Shove(推擠障礙模式)。Protel 2004鋪銅的形式：90度角鋪銅;45度角鋪銅;垂直鋪銅;水平鋪銅。Protel 2004內(nèi)層連接：可以指定到任意的網(wǎng)絡(luò)(Net) 。Protel 2004內(nèi)層電源：所有的內(nèi)層電源層都能指定到任意的網(wǎng)絡(luò),而且所有的內(nèi)層分割都能重疊。

     在這里特別要提一下現(xiàn)在的Protel 2004中的自動(dòng)布線功能這也是許多PCB工程師們最為關(guān)心的。Protel 2004采用了改進(jìn)型Situs Topological Autorouting 布線規(guī)則。這種改進(jìn)型的布線規(guī)則以及內(nèi)部算法的優(yōu)化都大大的提高了布線的成功率和準(zhǔn)確率。這也在某種程度上減輕了工程師們的負(fù)擔(dān)。Protel 2004中的高速電路規(guī)則也很實(shí)用，它能限制平行走線的長度，并可以實(shí)現(xiàn)高速電路中所要求的網(wǎng)絡(luò)匹配長度的問題，這些都能讓您設(shè)計(jì)高速電路也變的無比的容易。同時(shí)如果您需要進(jìn)行多層板設(shè)計(jì)，您只需在層管理器中進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置即可，前面已經(jīng)介紹了Protel 2004共可進(jìn)行74個(gè)板層設(shè)計(jì)。您還可以在設(shè)計(jì)規(guī)則中制定每個(gè)板層的走線規(guī)則，包括最短走線，水平，垂直等等。在使用過程中我發(fā)現(xiàn)，只要布局適當(dāng)，進(jìn)行完全自動(dòng)布線一次性成功率很高，而且布線完成后需要修改的地方也比較少，只是有幾根走直角的線需要修改（走出直角與您的DRC－設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置有關(guān)）。多次布線也不會(huì)發(fā)現(xiàn)短路或是網(wǎng)絡(luò)混亂問題。在自動(dòng)布線這點(diǎn)上Protel 2004做的可以說是堪稱完美了。

    許多工程師在制作前期以及制作過程中不能了解自己所制作的PCB是否符合EMC,EMI，走線過程中是否有串?dāng)_影響出現(xiàn)，這些影響到底有多大。工程師在制作過程中可能一直都被這些問題所困擾。為了解決這些問題他們有時(shí)候不得不等PCB加工出來再作硬件檢測(cè)。通常情況下高速數(shù)字電路對(duì)PCB這方面要求較高，且一塊PCB代價(jià)也比較高，重復(fù)修改設(shè)計(jì)投資也比較大。

    現(xiàn)在Protel 2004不僅提供了部分電路的混合模擬仿真，而且提供了PCB和原理圖上的信號(hào)完整性分析?；旌夏M仿真包括真正的混合 3f5 compliant混合電路模擬器電路圖編輯的無縫集成，使用戶可以直接從電路圖進(jìn)行模擬，而不需要網(wǎng)表輸出輸入數(shù)字SimCode語言對(duì)Xspice的擴(kuò)展使得可以進(jìn)行數(shù)字程序傳播延遲的模擬、輸入和輸出加載以及獨(dú)立電源狀態(tài)。全面的分析，包括AC、小信號(hào)、瞬態(tài)過程、噪音和DC轉(zhuǎn)換等。用來測(cè)試零件變化和公差影響的完善的零件掃描和Monte Carlo分析模式。

    您也許會(huì)對(duì)原理圖和PCB上的信號(hào)如何進(jìn)行完整性分析以及這種分析到底有什么意義有些疑問。信號(hào)完整性分析是您能夠在軟件上就能模擬出整個(gè)電路板各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作情況。并且可以提供多種優(yōu)化方案讓用戶選擇。您應(yīng)當(dāng)了解這里的信號(hào)完整信分析是屬于模擬級(jí)別的，分析的是您需要的EMC,EMI及串?dāng)_的參數(shù)，且這些分析是完全建立于Protel 2004所提供的強(qiáng)大的集成庫之上的。大到IC元器件，小到電阻電容都有獨(dú)自的仿真模型參數(shù)?；旌夏M分析和完整性分析的結(jié)果以波形的形式顯示出來，且波形的的計(jì)算算法均較以前版本有較大的優(yōu)化。同時(shí)您也可以為您自己建立的庫元件設(shè)置模擬參數(shù)。總之信號(hào)完整性分析可以給您的設(shè)計(jì)帶來很大的方便，提高了一次PCB制作的成功率。

    當(dāng)然Protel 2004的功能還不光停留在PCB上，為了實(shí)現(xiàn)真正的完整的板級(jí)設(shè)計(jì)，Altium公司提出了Live-Design –Enabled的平臺(tái)概念――這個(gè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了Altium軟件的無縫集成。它集成了當(dāng)今很流行的可設(shè)計(jì)ASIC（專門應(yīng)用集成電路）的功能，并提供了原理圖和HDL（硬件描述語言）混合設(shè)計(jì)的功能，而且所有設(shè)計(jì)I/O的改變均可返回到PCB，使PCB上相應(yīng)的FPGA芯片I/O發(fā)生改變。Protel 2004還為Xilinx和Altera設(shè)備族提供完全的巨集和基元庫。這些實(shí)際上只說明了一個(gè)方便之處，就是說你進(jìn)行完整的板級(jí)（由于現(xiàn)在系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)大都包含了FPGA，所以完整的板級(jí)應(yīng)當(dāng)包含這些芯片的設(shè)計(jì)這種開發(fā)）設(shè)計(jì)時(shí)你無需再借助第三方開發(fā)工具，您在Protel 2004及硬件工具Nano－Board就可很方便的完成這兩方面的工作。由于本人對(duì)ASIC方面有過一些學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，在使用Protel 2004中的FPGA功能時(shí)發(fā)現(xiàn)Protel 2004用的FPGA工具內(nèi)核是業(yè)界普遍使用的ISE集成開發(fā)軟件和Quartus II 3.0工具（這僅是個(gè)人觀測(cè)結(jié)果）。

    另外Protel 2004支持更完美的3D功能，在PCB加工之前就可以從各個(gè)角度觀看PCB及焊裝元件后的“實(shí)物”，馬上就會(huì)給你帶來成就感！特別是可支持雙屏顯示功能(我用了兩個(gè)17吋LCD連接到PC上)，一個(gè)屏看原理圖，一個(gè)屏看PCB，真是意想不到的方便和高效率，這使我知道什么叫“爽”和“酷”。公司里好幾個(gè)軟件工程師都十分羨慕我的工作平臺(tái)，想改學(xué)硬件了！

    前面是我使用過程中的一些體會(huì)，我也僅僅是大體介紹了Protel 2004中許多改進(jìn)之處中的一部分。相信您會(huì)為它們所傾倒的，不管您是已經(jīng)經(jīng)驗(yàn)豐富的PCB高級(jí)工程師，還是剛接觸或是未接觸PCB的硬件工程師，還是在校大學(xué)生，我們都希望您選擇Protel 2004。因?yàn)镻rotel 2004能給您帶來無與倫比的快捷之處?，F(xiàn)在的投資給您帶來的也許是將來更大的節(jié)約和品質(zhì)。
  
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                           http://www.altium.cn