PCB设计/ 制造数据交换技术及标准化

文章摘要：EIA 于1996 年发布了新版本EDIF400。除了EDIF300 所具有的支持原理图( schematics) 和连通性(connectivity) 的能力外，EDIF400 新增了对印制电路板和多芯片模块(MCM) 的工艺装配的描述手段。在PCB 设计与制造间出现的许多问题，包括Gerber数据的校准、不一致的数据格式、错误的元器件库调用和提供电子数据的方式等，EDIF 400 都给出了比较好的解决方案。它把EDA 工具生成的单一实体(entities) 数据，变换成制造组装过程所需的多种信息。包括Mentor 和Candence 在内的许多EDA 开发商都已经正式采用EDIF400。其

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　　EIA 于1996 年发布了新版本EDIF400。除了EDIF300 所具有的支持原理图( schematics) 和连通性(connectivity) 的能力外，EDIF400 新增了对印制电路板和多芯片模块(MCM) 的工艺装配的描述手段。在PCB 设计与制造间出现的许多问题，包括Gerber数据的校准、不一致的数据格式、错误的元器件库调用和提供电子数据的方式等，EDIF 400 都给出了比较好的解决方案。它把EDA 工具生成的单一实体(entities) 数据，变换成制造组装过程所需的多种信息。包括Mentor 和Candence 在内的许多EDA 开发商都已经正式采用EDIF400。

　　其他PCB数据交换格式

　　除了上述Gerber ， GenCAM， ODB + + 以及EDIF400 外，还有一些在用的PCB 数据交换标准，它们是：①原始图形交换规格( Initial Graphics ExchangeSpecification ， GES) ———ANSI 标准，用于三维立体几何模型和工程描述，包括技术描述、工程图形、电子设计数据、制造设计数据和数控信息等；②产品模型数据交换标准(STEP) ———ISO 标准，其最终目的是取代所有现存的国际设计/ 制造数据交换标准；③硬件描述语言(VHSIC Hardware Description Language ，VHDL) ———IEEE 标准，用于定义数字电路系统的功能和逻辑结构关系，也可以对PCB 进行行为和逻辑结构描述；④DPF 和BARCO 格式———IPC - D - 351标准; ⑤EIA494 - CNC 格式———IPC - D - 352 标准；⑥IDF 2. 0 和IDF 3. 0 格式———IPC - D - 356 ，IPC - D- 355 标准；⑦INCASES 格式(SULTAN) ———IEC 1182- 10 标准。

　　PCB数据交换技术及标准化

　　当前，在EDA 软件、CAM 设备经历巨大变革的同时，有专家称，在PCB 产品数据交换领域的进展已滞后了20 多年，数据交换欠缺标准化间接导致了设计/ 制造的成本上升。

　　改变PCB数据交换模式的迫切性

　　现有的PCB 数据标准，例如IPC D350 ，普遍倾向于在两个特定对象(设计工具和设计工具、设计工具和制造应用) 之间做点对点的交换。图1 可形象化地说明这种混乱局面。其中， T 代表不同的工具，D 代表不同的PCB 数据结构， A 代表不同的应用，双线箭头表示点对点的PCB 数据交换。EDA 工具输出和制造应用之间多对多的映射关系，是乱象的根源。

　　图1 设计工具与制造应用之间点对点的交换

　　在EDA 工具T 的输出端和制造应用设备A 的输入端，如果用于交换的只有单一的PCB 数据格式标准D ，则将大大简化PCB 的信息交换(如图2) 。

　　图2 设计工具与制造应用之间理想的单一PCB 数据转换

　　PCB数据格式的竞争

　　在PCB 数据交换格式标准化的进程中，最激烈的竞争在GenCAM和ODB + + 之间展开。Valor 表示愿意把ODB + + 捐赠给IPC ，并提议该组织宣布ODB + + 为IPC/ ANSI 标准; 相反， IPC要求Valor 采用GenCAM作为数据标准，而将ODB ++ 作为本地数据库。然而，Valor 认为ODB + + 是最好的数据库，拒绝采用GenCAM。IPC认为，如果将ODB + + 作为一个正式标准，那么格式的升级将由Valor 控制，这对PCB 行业不利;Valor 则认为，在推行一个数据格式时，作为公司行为，可能会比IPC 这样的行业组织更贴近用户而体现出优势。实质上，ODB + + 与GenCAM 二者的信息模型很相似。相比而言， GenCAM 在蚀刻和润湿工艺方面不是太好，但在制造领域却很实用。其主要优势在于它能较好地支持电路内部测试、人工可读性强，以及拥有国际标准化组织支持与维护等。而ODB+ + 则没有包含足够的制造信息、原理图以及测试固定信息，而且文件较大。

　　目前多数EDA 和CAM 的软件商均同时支持这两种格式。尽管存在激烈竞争，ODB + + 和GenCAM的发展仍然是密不可分的。Valor 是IPC 的一个长期会员，ODB + + 和GenCAM 之间的这种竞争将促使这两种格式日趋完善。

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