应用Expedition 系列软件进行复杂系统设计

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1、应用Expedition系列软件进行复杂系统设计郑继广兰文杰航天科技集团704所（北京遥测遥控技术研究所）北京市9200信箱74分箱（100076）摘要：当前，单板系统的速度越来越高，密度越来越大，相应的PCB设计的难度和复杂程度也越来越高，因此选用一款功能强大的PCB软件显得尤为重要，本文结合实际应用探讨了高性能PCB设计技术对于确保航空航天领域关键电子系统的质量可靠性以及对于提升设计效率的重要性。关键词：高速PCB设计;EDA工具；ExpeditionApplicationofExpeditionseriesinHigh-SpeedSystemDesignJiguang

2、zheng,wenjielanCASC704InstitutionP.O.Beijing9200Box74Brench,Postalcode:100076Abstract：Atpresent,AlongwiththeincreaseofSingleSystem‘speedanddensity，thePCBdesignbecomesmorecomplexandhard.so,apowerfulPCBtoolisneeded,inthispaper,someusefulskillsofExpeditionserieswasintroducedbasedonit’sapplica

3、tioninourHigh-speedsystem.Keywords：High-SpeedPCBDesign；EDATools；Expedition1前言当今随着PCB系统的复杂度越来越高，一些高密度高速度的PCB设计效率及系统质量和性能都面临越来越严峻的挑战，一款好的EDA工具无疑对提高工作效率和提升系统性能起着至关重要的作用，在众多的EDA工具当中，我们曾经用过其他的EDA软件绘制过一块16层的CPCI板卡，上面有十个BGA器件，最高信号速度达到500MHz，从原理图的设计到PCB绘制完成我们用了大概4个月的时间，而且在PCB中还出现了个别网络丢失且DRC没有检查出来的

4、严重问题。在一个后续的在密度和速度比上述项目更具挑战性的项目中我们应用了Expedition系列软件，结果用时1个月，而且设计出来的板级系统未出现与EDA环境相关的问题，并且板级系统的质量可靠性完全满足我们的要求。对比我们用过的两套高端EDA工具，我们一致认为Mentor公司的Expedition系列软件在面向复杂PCB系统设计方面，在提高工作效率和产品性能以及质量可靠性方面有着非常优秀的表现。MentorGraphics公司的EDA软件种类很多，在板级系统设计领域就有FPGA设计、板级系统设计输入、电路仿真分析、PCB布局布线、生产制造性分析以及高速系统信号完整性分析等广

5、泛的技术，其中Expedition系列是面向PCB系统设计的优秀解决方案，包括库管理工具LibiraryManager，原理图输入工具DxDesigner，PCB绘制工具Expedition，仿真工具HyperLynx和ICX，以及PCB与FPGA的一体化设计优化技术IOdesigner等。软件通过中心库建立统一的原器件符号及封装，小至一个焊盘一个过孔，大至几千管腿的BGA封装和符号，以方便工程师调用。另外软件还以通用数据库为基础实现与各个软件之间的接口，Expedition系列软件给用户提供了一个高度集成的设计环境，使得设计团队能高效的工作，缩短开发周期。图1Expedi

6、tion系列各个软件之间的关系图2Expedition的设计思想我们用Mentor公司的PCB系列软件做的是一块12层标准的长149mm宽74mm的PMC卡，上面主要有1片FPGA，4片DSP，5个DCDC模块，4片SDRAM，其中DSP和SDRAM之间是32位120M的LVTTL单端信号，这样的线一共有128根。DSP之间以及DSP和FPGA之间是8位400M的LVDS差分信号，这样的线一共100对，电源总的功耗达到了35W，在这个项目中我们面对的主要挑战有以下几点：a．如何用尽量短的时间，在有限的空间，用尽可能少的板层，布下密度这么高的器件；b．如何在大电流，大功耗的条

7、件下保证电源的完整性，以及器件的正常工作；c．如何保证120M的LVTTL之间信号的串扰反射以及对400M的LVDS信号的影响最小。利用Expedition工具我们很好的解决了前两个问题，利用HyperLynx工具我们很好的解决了第三个问题，此套软件在提高工作效率和工作性能上表现的很好，下面是在这两方面对这套软件的使用心得总结。2提高工作效率方面LibraryManager是中心库管理软件，它主要包括四个部分：焊盘堆(Padstack),符号(Symbol)，封装(Cell)，元件(Part)，分别由各自编辑器来完