怎樣由PCB逆向出ORCAD原理圖

1.1我所接觸到的“逆向”

“逆向”這個(gè)詞大到軍工，小到淘寶特殊服務(wù)相信大家都常有所聞，對(duì)于這種現(xiàn)象用“笑而不語”來表達(dá)自己的認(rèn)識(shí)就最適合不過了。我所經(jīng)歷的“逆向“工程”還得從芯片開始，畢業(yè)那年進(jìn)了珠海一家臺(tái)資芯片公司（在amao_eda365公眾號(hào)上有關(guān)于這里的故事），現(xiàn)在看來原公司雖然只做低檔消費(fèi)類（主要為：電子表、音樂類芯片、時(shí)鐘類）的電子芯片，但是“麻雀雖小，五臟具全”，自身就具有從“拉單晶、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、芯片造制、芯片測(cè)試、封裝、芯片自行銷售”等完整的產(chǎn)業(yè)鏈，而那時(shí)的工作除了正向設(shè)計(jì)，還會(huì)逆向下另一家臺(tái)資“友商”的音樂類IC。當(dāng)時(shí)由于芯片的門規(guī)模較小，金屬層數(shù)也少，做下逆向還是可以的，現(xiàn)在芯片集成度太高、層數(shù)多逆向的方法已行不通了（除了某些器件級(jí)芯片還可以外）。

下圖說明怎樣由IC實(shí)物逆向出一個(gè)反相器的過程：

①為待“逆向”的芯片實(shí)物，②為局部放大的反相器芯片實(shí)物部分，③是對(duì)應(yīng)的IC layout的版圖，④是由②描出來的MOS管連接方式，⑤是在工程中使用的反相器表示方式。

如規(guī)模太大、金屬層太多的芯片, 這類通過逐個(gè)描出晶體管的“逆向”方法已行不通（其它方面的設(shè)計(jì)思路倒可以通過剖片參考），寫邏輯自己正向設(shè)計(jì)才是正解。

下面要探討的由PCB“逆向”出原理圖的方法與上述有一點(diǎn)點(diǎn)類似。

1.2由PCB文件“逆向”到的原理圖

“從當(dāng)初的芯片逆向到現(xiàn)在變成了PCB逆向原理圖，總覺得有點(diǎn)丟人！??！”。

PCB與原理圖間相互調(diào)用的正常套路

正常的PCB與原理圖間的設(shè)計(jì)關(guān)系是：先有原理圖，再由原理圖網(wǎng)表導(dǎo)入，創(chuàng)建出PCB文件，通過第一方網(wǎng)表導(dǎo)入后，很多PCB設(shè)計(jì)工具提供了PCB與原理圖之間的反標(biāo)的功能以對(duì)應(yīng)各種修改。

奇葩需求

而現(xiàn)在的情況有點(diǎn)不同：手上拿到一個(gè)PCB文件，要求保證PCB的上的元件序號(hào)及連接關(guān)系方式不能變動(dòng)，而新建一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的原理圖，這個(gè)時(shí)候怎么把理理圖快速畫出來呢？

目前為止我沒有找到哪個(gè)EDA軟件能提供這樣的由PCB文件逆向生成原理圖的功能。項(xiàng)目的具體布局布線如下圖所示，PCB不算復(fù)雜且有很多相似模塊，于是與合作寫SI書的作者李工再度合作，各施所長后輕松搞定，當(dāng)然有好的原創(chuàng)技巧與心得總是忍不自與大家分享了。

對(duì)于這類從PCB文件“逆向”出原理圖的方法主要分為如下的幾個(gè)步驟：

Step1:根據(jù)PCB的元件創(chuàng)建原理圖Symbol

Step2:根據(jù)PCB中元件間的連接情況，在ORCAD中把對(duì)應(yīng)Symbol各管腳的連接起來

Step3:根據(jù)PCB元件上的標(biāo)號(hào)逐個(gè)修改原理圖上對(duì)應(yīng)的原元件標(biāo)號(hào)（對(duì)于成百成千個(gè)分立元件（如電容等）要一一對(duì)應(yīng)進(jìn)行修改的情形往往會(huì)在無意間把火氣發(fā)到同事的身上）

Step4:導(dǎo)入新創(chuàng)建的原理圖網(wǎng)表看PCB連線及元件數(shù)量是否變化以最終確認(rèn)。

【Step1】對(duì)于PCB上的復(fù)雜大器件如BGA類器件建庫可以使用excel進(jìn)行輕松建ORCAD Symbol。具體方法除了本文章提供的附件中有詳細(xì)說明外，也可以參考《華為研發(fā)14載，那些一直奮斗過的互連歲月》一書的第7章146頁中的詳細(xì)描術(shù)）。

【Step2】最為傳統(tǒng)（笨）的方法就是根據(jù)每個(gè)元件每個(gè)管腳的連線逐根線畫出來，如PCB連接關(guān)非常復(fù)雜情況下，除非對(duì)象很有價(jià)值或工作任務(wù)的需要，否則這類復(fù)雜令人發(fā)指的工作沒多少人愿意做。由于這個(gè)項(xiàng)目連接數(shù)不多且為總線及模塊化多，使用最為傳統(tǒng)的方法已足夠。

而對(duì)于非常復(fù)雜的原理圖可以參考下面的思路：在第一步生成的原理圖SYMBOL時(shí)使用PCB網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)名，而在ORCAD中連接元件間的連線時(shí)，只需要寫個(gè)腳本把從ORCAD SYMBOL中拉出的一截連接線中自動(dòng)加上PIN中包含的網(wǎng)絡(luò)名即可（ORCAD中連接線起相同的網(wǎng)絡(luò)名就表示它們是連接在一起），對(duì)此類元件可以整排拉出連接線后再自動(dòng)給連線自動(dòng)賦網(wǎng)絡(luò)名的方式非常高效）。

【Step3】把原理圖上元件的標(biāo)號(hào)（Reference）與PCB上對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)一一對(duì)應(yīng)進(jìn)行修改，對(duì)于較大的IC芯片,數(shù)量較少所花時(shí)間可以忍受，而成百上千的如電容等分立元件要把PCB與原理圖的序號(hào)一個(gè)個(gè)要對(duì)應(yīng)起來，免不了要在2個(gè)軟件間來回操作這個(gè)過程相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。針對(duì)這個(gè)情況，作者專門開發(fā)了個(gè)小程序進(jìn)行處理可以使效果大大提高，

開發(fā)的輔助小工具

通過使用這個(gè)小程序，一般的項(xiàng)目可以在很短時(shí)間內(nèi)愉悅地完成元件Referece的對(duì)應(yīng)修改。特別是對(duì)于可以重用的模塊把PCB中根據(jù)元件標(biāo)號(hào)傳到原理圖中的相應(yīng)模塊更為方便，方法文件中提供下載的附件中有描述。（**這與PCB與原理圖在已調(diào)入網(wǎng)表后反標(biāo)不一樣，因?yàn)楝F(xiàn)在的項(xiàng)目中只有PCB沒有原理圖沒法進(jìn)行反標(biāo)）。

模塊上元件的reference轉(zhuǎn)到原理圖中對(duì)應(yīng)的位置

【Step4】原理圖“逆向”完后，可以通過網(wǎng)表導(dǎo)入到PCB，看PCB的元件的數(shù)量及連接關(guān)系是否有變化以確認(rèn)過程是否有錯(cuò)誤。如果需要在此基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行“修改及優(yōu)化”，后面使用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行修改及反標(biāo)即可。