解析EDA系統(tǒng)集成方案設(shè)計

通信、航空航天、醫(yī)學(xué)、工業(yè)自動化、儀器儀表等領(lǐng)域的電子系統(tǒng)設(shè)計工作中，電路設(shè)計自動化（Electronic Design Automatic，EDA）技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，電路系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)很大程度上依賴于EDA技術(shù)及EDA系統(tǒng)。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management，PDM）是管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程的技術(shù)。隨著企業(yè)對產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理需求的發(fā)展，PDM的應(yīng)用領(lǐng)域已由傳統(tǒng)的單純的對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的管理向包括電子數(shù)據(jù)在內(nèi)的全生命周期數(shù)據(jù)管理擴展。

因此，EDA系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)如納入到PDM系統(tǒng)中進行有效管理，將EDA系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)進行深度集成，將能夠最大限度地發(fā)揮EDA系統(tǒng)和PDM系統(tǒng)的效率。

1 集成需求分析

EDA系統(tǒng)是一個集成的電子產(chǎn)品設(shè)計環(huán)境，通常EDA系統(tǒng)包括電路原理圖設(shè)計、PCB布線、信號模擬仿真和可編程邏輯設(shè)計等基本輔助設(shè)計工具。設(shè)計人員通過EDA系統(tǒng)創(chuàng)建產(chǎn)品的電路設(shè)計文件和統(tǒng)計電路中使用的元器件。

PDM系統(tǒng)的主要功能有文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理和過程管理等，其中文檔資料管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理及標(biāo)準(zhǔn)件庫管理是PDM系統(tǒng)管理的重要內(nèi)容。

EDA系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)集成需要考慮如下需求：

（1）在EDA系統(tǒng)中，電子產(chǎn)品的電路原理和印刷電路板等設(shè)計信息都是以文件的形式存在的，因此將EDA創(chuàng)建的文件數(shù)據(jù)納入到PDM系統(tǒng)進行管理，通過PDM系統(tǒng)的文檔安全機制，保證EDA設(shè)計文件信息能通過PDM平臺得到有效共享是EDA系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)集成應(yīng)考慮的首要問題。

（2）EDA系統(tǒng)在進行電路設(shè)計時，需要使用大量的電子元器件，電子工程師一般會使用存在、已知和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的電子元器件。PDM系統(tǒng)保存了企業(yè)已使用過的電子元器件數(shù)據(jù)并管理著標(biāo)準(zhǔn)元器件庫；另一方面，EDA系統(tǒng)本身有電子元器件圖庫，因此，在使用電子元器件時，如何保證2個系統(tǒng)的元器件信息的一致性，同時又要保證EDA系統(tǒng)設(shè)計之后，能將使用的電子元器件自動匯總到PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中是EDA系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)集成需要考慮的另一重要問題。

2 集成方案

基于以上需求分析，本課題構(gòu)建了EDA系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)的集成框架。其中包括2部分集成接口：文件集成接口和元器件集成接口。

文件集成接口主要將EDA創(chuàng)建的文檔納入到PDM系統(tǒng)中，實現(xiàn)PDM系統(tǒng)對電器設(shè)計文檔資料的管理，同時保證2個系統(tǒng)的文檔管理功能協(xié)調(diào)一致；元器件集成接口主要實現(xiàn)對電子元器件的管理、元器件統(tǒng)計匯總和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建，保證電路設(shè)計中調(diào)用EDA系統(tǒng)圖庫中電子元器件的技術(shù)參數(shù)與PDM系統(tǒng)中管理的電子元器件的技術(shù)參數(shù)的一致性。

2.1 文件集成接口

目前的EDA系統(tǒng)創(chuàng)建兩種類型的文件。一種是電路原理圖、印刷電路板圖等電路設(shè)計文件。這類文件包含設(shè)計的圖形文字信息和文件的名稱、代號、圖紙大小和設(shè)計者等文件描述信息。另一種是創(chuàng)建一個稱為項目的文件。該文件以樹形目錄結(jié)構(gòu)對電子系統(tǒng)設(shè)計文件進行管理，保存對文件的管理信息。對于有些系統(tǒng)項目文件本身包含了第一類文件信息。

在PDM系統(tǒng)中，通過面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，定義與EDA文件相對應(yīng)的文檔業(yè)務(wù)對象模型及相關(guān)屬性。PDM系統(tǒng)通過這些業(yè)務(wù)對象分別對EDA系統(tǒng)產(chǎn)生的項目文件、電路原理圖文件、印刷電路板圖等文件對象進行管理。每個文檔業(yè)務(wù)對象通過文檔名稱、文檔代號、圖紙大小、文件類型、文件名稱、文件路徑等文檔基本屬性，用來對文檔業(yè)務(wù)對象進行描述。

在EDA系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)進行文件集成時，需要2種接口：文件存儲/檢入接口和文件檢出/編輯接口。

（1）文件存儲/檢入

文件存儲/檢入接口功能是將EDA系統(tǒng)新創(chuàng)建的文件存儲到PDM系統(tǒng)，或者將從PDM系統(tǒng)檢出的編輯文件重新存儲到PDM系統(tǒng)中，如果選擇檢入功能，那么還需要將設(shè)計文件檢入到電子倉庫中。

集成原理是：通過EDA二次開發(fā)接口，提取項目文件的相關(guān)信息。一部分信息是項目文件的文件類型、文件名稱和文件路徑等基本信息。如果項目文件為第一次存儲/檢入，通過PDM二次開發(fā)接口在PDM系統(tǒng)中創(chuàng)建項目文檔業(yè)務(wù)對象，使EDA文件成為PDM系統(tǒng)的文檔管理對象；如果項目文件為檢出/編輯后再存儲/檢入，則更新PDM中的項目文檔對象。另一部分信息是與被管理的文件的鏈接關(guān)系信息。接口通過鏈接信息提取管理的子文件，再通過EDA的二次開發(fā)接口提取子文件的文件類型、文件名稱和文件路經(jīng)等信息（對于電路原理圖和印刷電路板圖，需要提取相應(yīng)的標(biāo)題欄信息）。根據(jù)提取文件的文件類型，通過PDM二次開發(fā)接口在PDM系統(tǒng)中用提取的基本信息以及文件的物理位置、文件名稱等作為屬性創(chuàng)建或者更新電路原理圖和印刷電路板圖的相關(guān)的文檔業(yè)務(wù)對象。

最后，在創(chuàng)建的項目文件對象和子文件對象之間建立或更新對象鏈接關(guān)系。

（2）文件檢出/編輯

文件檢出/編輯接口功能是將PDM系統(tǒng)中的文件檢出到工作目錄中，編輯時需要將文件提交給所激活的EDA系統(tǒng)。

集成原理是當(dāng)用戶通過PDM平臺訪問EDA文件進行檢出和編輯時，文件檢出/編輯接口將相關(guān)操作請求提交給PDM系統(tǒng)，并將經(jīng)過PDM系統(tǒng)安全性和完整性驗證的文件返回，將需要編輯的文件提交給所激活的EDA系統(tǒng)，同時通過PDM二次開發(fā)接口提取文檔對象屬性，再通過EDA系統(tǒng)二次開發(fā)接口更新EDA文件屬性信息和標(biāo)題欄信息。

需要指出的是，當(dāng)進行電子系統(tǒng)設(shè)計時，工程師一般將與該系統(tǒng)相關(guān)的電路原理圖等設(shè)計文件通過一個項目文件進行管理，還有些EDA系統(tǒng)項目文件中本身就包含有電路圖等文件，因此，為了保證電子系統(tǒng)信息的一致性和完整性，在進行存儲/檢入、檢出/編輯時，需要以項目文件為基礎(chǔ)進行操作。

2.2 元器件集成接口

EDA技術(shù)自動綜合功能的關(guān)鍵是各類庫文件的建立，庫文件中包含了自動綜合所需的各類電學(xué)參數(shù)和幾何參數(shù)，因此在各種EDA系統(tǒng)中均建立了各類元器件圖形庫。另外，為了降低成本和提高設(shè)計效率，企業(yè)通常對元器件進行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化管理，在企業(yè)PDM系統(tǒng)中均需要建立各類元器件庫，庫中元器件包含了相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)。因此，在EDA系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)進行元器件集成時，為了保證EDA系統(tǒng)元器件圖庫和PDM系統(tǒng)元器件庫的元器件數(shù)據(jù)的一致性，設(shè)計接口時需要考慮兩方面：（1）繪制電路原理圖時，從PDM系統(tǒng)的元器件庫中提取元器件的技術(shù)參數(shù)屬性，更新原理圖中的元器件圖形元素屬性。（2）在進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)建時，需要從原理圖提取使用的元器件及其屬性，在PDM系統(tǒng)中創(chuàng)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。該接口包括兩個集成功能：元器件生成和元器件提交功能。

（1）元器件生成。在進行電路原理圖設(shè)計時，需要在原理圖繪制元器件圖元素。在目前的設(shè)計中，一般采取調(diào)用EDA系統(tǒng)元器件圖形庫中圖形直接繪制的方法。元器件生成接口原理是通過PDM系統(tǒng)的二次開發(fā)接口從PDM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)元器件庫中調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)元器件，提取標(biāo)準(zhǔn)的元器件編碼和圖形索引編碼。根據(jù)元器件索引編碼，通過EDA系統(tǒng)二次開發(fā)得到的接口，從EDA系統(tǒng)的圖形庫中調(diào)用元器件圖形，在EDA電路原理圖中繪制元器件圖，同時將提取的元器件編號及其技術(shù)參數(shù)等相應(yīng)屬性值輸入到元器件屬性表中。

（2）元器件提交。電路原理圖繪制完成之后，需要對原理圖中使用的元器件進行統(tǒng)計匯總，并在PDM系統(tǒng)產(chǎn)品樹中創(chuàng)建元器件。元器件提交接口通過EDA系統(tǒng)的二次開發(fā)接口提取原理圖中使用的元器件及其屬性，對使用的元器件進行統(tǒng)計匯總，計算出同一元器件數(shù)量，并匯總出元器件位號。然后通過PDM系統(tǒng)二次開發(fā)接口，從PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中選擇該電路板裝配到部件。根據(jù)提取的元器件的編碼，在PDM系統(tǒng)的元器件庫中查詢匯總的元器件，將選擇的部件與所有的電子元器件建立父子鏈接關(guān)聯(lián)關(guān)系，在鏈接數(shù)量屬性中賦予匯總的數(shù)量值，在位號屬性中輸入?yún)R總得出的位號。
? ? ? ?責(zé)任編輯：tzh