Огляд САПР друкованих плат
Початок 2003 року ознаменувався виходом низки нових версій популярних систем проектування друкованих плат. Частина з них зазнала незначних змін, частина була повністю оновлена, але всі без винятку збільшили свої можливості. Вартість EDA продуктів сильно залежить від їхньої функціональності, тому нижче ми намагатимемося показати користувачам основні деталі, які слід мати на увазі при виборі системи проектування.
Будь-яка система проектування друкованих плат є складним комплексом програм, що забезпечує наскрізний цикл, починаючи з промальовування принципової схеми і закінчуючи генерацією керуючих файлів для обладнання виготовлення фотошаблонів, свердління отворів, складання та електроконтролю. Однак, умови сучасного ринку накладають додаткові вимоги на ці системи.
Найкращих результатів досягла компанія Mentor Graphics (www.mentor.com/pcb). Маючи власну систему проектування ПП Mentor BoardStation, компанія поглинула двох своїх конкурентів, компанії Verybest та Innoveda, і зараз продовжує розвивати лінії продуктів Expedition PCB та PADS PowerPCB. Ключем до успіху компанії стала орієнтація на сучасні інтегровані середовища проектування для Widows.
Пакет Expedition PCB представляє зараз найбільш потужне рішення у галузі проектування плат. Основу системи становить середовище AutoActive, що дозволяє реалізувати такі функції, як передтопологічний аналіз цілісності сигналів, інтерактивне та автоматичне трасування з урахуванням вимог високочастотних плат та спеціальних технологічних обмежень, що накладаються за допомогою сучасної елементної бази (BGA). Єдине середовище дозволяє за допомогою модуля ICX моделювати наведення у провідниках безпосередньо під час прокладання траси або шини таконтролювати перевищення заданого рівня (рис. 1). У даного продукту можна відзначити лише один недолік – його високу вартість, що є важливою перешкодою для проникнення на український ринок.
Інший продукт компанії Mentor, система PADS PowerPCB (www.pads.com) пропонує більш дешеве рішення. Ця система може похвалитися кращим автотрасувальником BlaseRouter, який підтримує всі необхідні при трасуванні високочастотних плат функції (рис. 2). Пакет має модулі передтопологічного (HyperLinks LineSim) і посттопологічного (HyperLinks BoardSim) аналізу, що тісно взаємодіють із системою контролю обмежень. Зараз ці модулі значно покращені за рахунок впровадження в них оригінальних алгоритмів моделювання, які раніше застосовувалися у продукті XTK компанії Innoveda.
Легко помітити, що потужність всіх перелічених вище програм значною мірою визначається вбудованими засобами аналізу електромагнітної сумісності. У цьому не можна не відзначити деякі спеціалізовані програми. Сучасні тенденції розвитку цифрової техніки диктують необхідність зміни підходу цієї проблеми. Більшість сучасних програм аналізу EMC використовують моделі мікросмужкових ліній, які вважають провідники живлення та заземлення ідеальними, і не враховують розподіл струмів у них.
Піонером у цій галузі виступила компанія Sigrity (www.sigrity.com), яка розробила пакет Speed XP. Ця програмавикористовує не спрощені моделі, а чисельні методи розв'язання електродинамічних завдань, завдяки чому стало можливим дослідження поширення перешкод із внутрішніх шарів живлення (рис. 4). Однак, наявність настільки потужної математики робить програму майже на порядок дорожчою за продукти найближчих конкурентів, які роблять спроби реалізувати аналогічні методи у своїх системах, як, наприклад, компанія Mentor Graphics.
З програм, які реалізують класичний підхід до аналізу EMC, слід зазначити компанію Quantic EMC (www.quantic-emc.com), що пропонує ринку Omega PLUS. Крім звичайного аналізу цілісності сигналів та перехресних спотворень, тут можуть бути отримані спектри випромінювання плати в заданому діапазоні частот, рівні струмів у провідниках, а також інтенсивність електричного та магнітного полів над платою.
Окремим завданням проектування друкованих плат є тепловий аналіз. Найбільш потужним рішенням у цій галузі є програма BETA Soft-Board компанії Dynamic Soft Analysis (www.betasoft-thermal.com). Тут також є інтерфейси імпорту проектів з усіх перерахованих вище продуктів, багаті бібліотеки моделей і матеріалів. У процесі розрахунку можна отримати температури окремих компонентів, карти прогріву плат, градієнт температур (рис. 5). Зазначимо, що програма BETASoft-Board постачається як штатний засіб теплового моделювання для продуктів Mentor Graphics.
