作者：林超文
出版社：电子工业出版社
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Mentor Expedition实战攻略与高速PCB设计试读：
前言
随着电子产品功能的日益复杂和性能的提高，印制电路板的密度及其相关器件的频率都在不断攀升，HDI（高密度互联）PCB设计加工技术和高密度小型的器件封装技术带来今天基于电路板设计的产品及设计技术的巨大进步，同时也为系统设计工程师带来严肃的设计挑战。高可靠、低成本、更短的产品上市周期以及更快的产品更新换代都对目前的EDA设计软件带来了新的挑战。MentorGraphics公司推出的Expedition Enterprise软件应运而生。
Expedition Enterprise（简称EE）在Mentor Graphics公司被定位为高端PCB设计工具。在全球PCB市场，其产品占有率超过40%。在电子设计行业中有大量成熟的用户，包括许多世界著名的通信跨国企业和国内有名的电子企业，如华为、中兴、波导、海尔、迈瑞、上海贝尔、创维数字、TCL、德赛电池、英威腾、广汽电子等。
本书作者长期在业界著名设计公司从事第一线的高速电路设计开发工作，接触并熟练使用Mentor公司相关EDA工具作为设计和教学平台，如PADS和Expedition Enterprise。作者第一本Mentor实战书籍《PADS9.5实战攻略与高速PCB设计》于2014年元旦出版，得到了业界人士的一致好评和认可。在很多电子工程师眼里，EE属于“高富帅”类型，市面上很难找到EE方面的实战书籍。应广大读者和论坛Mentor版块会员的强烈要求，作者决定再编写一本基于Expedition Enterprise平台的实战性书籍，将作者自己多年的PCB设计经验精心编著成本书，希望对业界朋友有所帮助。
这是一本真正由第一线PCB设计师编写的，立足于实践，结合实际工作中的案例，并加以辅助分析的书籍。在PCB设计领域，真正的高手能够将PCB设计做成一件艺术品。那么高手们是如何锻炼而成的呢？一方面需要自己的勤奋实践，俗话说的好，高手们都是用大量的PCB设计“堆”出来的；另一方面更需要有“武功秘籍”。作者希望本书能成为高手们手中的一本秘籍。
全书共21章。
第1章介绍了Mentor Graphics公司Expediton Enterprise系列产品的功能及特点。
第2章介绍了Mentor EE的中心库结构，组成中心库各部分的作用和关系，同时通过实例介绍了Symbol、Cell和Part的创建过程，并介绍了利用Excel结合Symbol Wizard的方法。
第3章介绍了DxDesigner平台在设计中的运用，DxDesigner平台设计原理图的流程，可定制元器件位号分配方法，基于中心库的模块化运用，以及不同格式原理图的转换等。
第4章详细讲解了Expedition PCB界面和原理图导入Expedition PCB设计的方法。
第5章介绍了Expedition PCB的布局设计方法。
第6章介绍了板材选择和层叠设计原则，论述了传输线特性阻抗的概念。
第7章介绍了CES的基本设置、物理规则、电气规则等设置的基本功能和设置要点。
第8章介绍了Expedition PCB的强大的布线功能。
第9章介绍了Expedition PCB的覆铜管理和平面处理。
第10章介绍了Expedition PCB后期丝印调整的方法和注意事项。
第11章介绍了PCB设计后期DRC的检查，包括Online DRC、Batch DRC，以及DRC规则的设置和DRC报告的输出。
第12章对Valor NPI软件在对网表对比和可制造性分析方面做了应用讲解。
第13章讲解了Expedition PCB输出光绘文件、IPC文件、坐标文件、ODB++文件、DXF文件的详细步骤。
第14章介绍了Expedition PCB的多人协同设计。
第15章详细讲解HDTV多层板PCB设计的全过程。
第16章详细讲解两片DDR2的设计思路、布局、布线和等长的全过程。
第17章详细讲解四片DDR2的设计思路、布局、布线和等长的全过程。
第18章介绍了Expedition与PADS的相互转换。
第19章介绍了Expedition高级功能的应用。
第20章介绍了Expedition埋阻设计实例。
第21章介绍了Dxdatabook数据设置及应用。
参与本书编写的还有孟有权、王晓伟、关俊霖、刘志瑞、郭素娟和朱敏刚。在此对大家的辛勤工作表示衷心的感谢！书上内容融合了作者多年来工作的教训、心得和体会。另外，本书中有些选项设置或操作命令，由于作者平时实际工作中基本上不使用，故在书中没有做详细介绍。若读者对某些操作命令感兴趣，可直接与编者进行沟通。本书反馈邮箱为PCBTech@yeah.net，真诚希望能得到来自读者的宝贵意见和建议。同时，为保证学习效果，我们还专门为本书开通了技术交流网站（http：//www.eda365.com）和读者QQ群（群号：345944725）。书中部分实例文件和视频教程也可在http：//www.eda365.com的mentor版块下载。
由于日常工作繁忙，本书前期经过大量的准备工作，历经两年时间，期间查阅大量设计资料，参考和引用了很多同类资料的相关内容和Mentor Graphics公司的相关技术资料，在此向这些资料的作者和Mentor Graphics公司致以深深的感谢。
在本书编写过程中，还得到电子工业出版社王敬栋先生和众多相关厂商的大力支持。在生活上，父母和爱人给予了充分的理解和大力支持。同时，在作者技术领域的成长过程中，得到了众多同事、朋友的大力帮助，在此向他们表示衷心的谢意。
高速PCB设计领域不断发展，同时作者也在不断学习的过程中，由于作者技术水平和实践能力有限，书中错漏之处在所难免，也可能会有一些新技术无法反映在本书中，敬请读者批评指正。作 者2014年9月18日于深圳第1章概述1.1 Mentor Graphics公司介绍
Mentor Graphics公司成立于1981年，公司总部位于美国俄勒冈州的Wilsonville。Mentor Graphics是全球最大的EDA公司之一，全球员工总人数为4800人，过去12个月的营收达到10亿美元，是全球领先EDA技术的倡导者。
Mentor Graphics公司拥有业界最优秀的IP/ASIC/SoC设计与仿真分析及验证技术、DFT可测性设计技术、全流程定制IC设计技术，以及深亚微米、亚波长和纳米技术中的可测性技术和物理验证技术、PCB/FPGA设计技术、汽车电子设计技术。
Mentor Graphics公司在遵循科技创新与技术进步的同时特别关注技术支持与服务，已经获得5次技术服务与支持的最高荣誉——STAR大奖，是EDA界唯一获此大奖的公司。
Mentor Graohics提供的解决方案如下：
先进ASIC/SoC设计领域；
➢ 消费类电子设计领域；
➢ 高端电子设计领域；
➢ 人才培训基地建设。1.2 Mentor Graphics公司电子消费类产品设计流程和模块介绍1.2.1 Expedition PCB系列板设计与仿真技术
Mentor Graphics提供高性能主流且为业界所认可的Expedition系列PCB设计工具。Expedition环境中提供规范化的电路设计、仿真分析和PCB布局布线，如图1-1所示。
Expedition PCB是Mentor Graphics公司针对企业范围用户开发的基于WindowsNT/2000和Win7平台的高性能印制电路板设计工具，其PCB设计功能强大，又非常易于使用。它涵盖了从设计创建、PCB布局布线到产品加工、生产数据的检查和输出全过程，同时让设计工程师可以实施高速电路分析、板级热分析、库开发与管理等，充分满足了项目组关于复杂高性能PCB系统设计的需求。
Expedition提供了优秀的无网格布线器及最新的技术，如扩展的设计复用工具、改进的微孔检查及功能管理的参数化设计能力等，以增强设计的可制造性并大幅度缩短设计时间。该系列工具中采用业界领先的AutoActive布局布线技术，可将基于形状的自动布线与交互布线功能结合到单一、易用的设计环境之中，可将一个复杂的交互和自动布线时间从几周缩短到几小时。图1-1 Mentor Graphics公司全流程PCB设计技术
实践证明，AutoActive的特性可有效提高布通率，缩短布线时间，提高设计质量与可制造性。
Expedition PCB设计环境还可以通过I/O Designer实现与Mentor公司高性能FPGA设计环境之间的双向动态交互，确保FPGA与PCB之间设计的一致以及最佳的系统性能。1.2.2 DxDesigner—完备的高性能原理图设计工具
DxDesigner是理图设计输入的完整解决方案，包括设计创建、设计定义和设计复用。它提供强大的原理图输入功能，实现PCB网表的自动转换，支持LMS（Library Management System）库管理系统，确保快速而方便地选择最理想、最便宜同时也最容易采购的器件；支持原理图协同设计，支持层次化分页式模块化设计，方便实现设计复用，缩短设计周期；集成的仿真和高速电路分析环境确保原理图设计阶段电路功能和性能满足设计指标，从而减少失误导致的设计反复；设计数据集中管理确保企业内部从采购到生产各部门之间数据信息的高度一致性，进一步提高效率并且降低失误。
DxDesigner的主要特点包括：
➢新的Client/Server架构和数据结构支持企业级的协同设计，缩短开发周期；
➢支持多属性编辑及高级约束规则（包括物理规则和高速电气规则）传递；
➢层次化设计输入管理；
➢集成的LMS库管理及BOM清单生成；
➢通过提供有效的互连定义（ICE）缩短设计时间；
➢设计数据查询与交叉索引功能；
➢设计数据的检入、检出、锁定及版本管理简单而便捷；
➢支持设计复用和派生设计，减少上市时间，提高产品性能，降低产品成本；
➢集成的数字、模拟、数模混合仿真和高速电路分析环境；
➢集成的数据管理和团队设计，优化设计和生产资源。
Dxdesigner包含4个主要功能模块。
1.DxDatabook（元器件信息库管理工具）
DxDatabook是电路设计的库管理（LMS）工具，帮助设计工程师管理并查询需要的元器件库信息。团队设计中工程师可能使用不同的元器件库，因而元器件库的同步至关重要。一方面类似的元器件具有不同的属性需要区分；另一方面不同的元器件需要的属性和信息也不尽相同。DxDatabook通过对局域网和国际互联网的支持确保设计工程师可以迅速搜寻统一库管理系统中所需的元器件，元器件信息通常包括属性、原理图符号、PCB封装、仿真模型、关联网站等。DxDatabook支持ODBC及业界标准的DBMS数据库系统（如文本、电子表格、Microsoft Access、Oracle、SQL Server等）。
DxDatabook的主要功能包括：
➢功能强大的元器件及相关信息搜索；
➢通过局域网或国际互联网与MRP及标准的ODBC数据库连接；
➢检查设计中标识不明的元器件，优化元器件选择与使用；
➢快速统计元器件数量、价格、功耗等。
2.DxDataManager（基于Internet的设计数据管理）
DxDataManager实现团队设计中各设计小组之间数据的共享和交流，并且将所有基于DxDesigner的设计进行统一的管理。支持版本控制，确保设计同步，宏观调控团队协作。DxDataManager支持设计的检入、检出、版本管理、标识设计文件的版本信息和目前的状态。通过对Internet的支持，可以实现设计项目的高效率管理，包括查看项目进度、了解设计工程师的状态、设定控制权限等。
3.DxPDF（设计文档生成工具）
DxPDF 将层次化的 DxDesigner 原理图生成 PDF 格式文档。在 PDF 文档中，设计的层次被保留，网络及器件可以交互索引，并且用文本和图形显示出来。由于PDF是业界标准格式且浏览工具免费，这样对于没有DxDesigner工具的用户就可以方便地浏览和了解原理图，并且可以方便地进行电子存档。
4.Variant Manager（设计派生管理）
模块化的电子产品通常都源自一个基本的设计，面向不同客户或者不同市场层面，选择不同的功能或性能模块组合，可以迅速满足特殊市场或用户的需要。
VariantManager采用设计派生的管理方式，基于单一的数据库，生成不同用途的设计结构。VariantManager根据指定的条件，产生不同的输出，包括网表、BOM清单等，也可以对不同版本之间的设计派生进行比较。1.2.3 Hyperlynx高速PCB设计分析工具包（SI、PI仿真）
Hyperlynx是Mentor Graphics公司简单易学易用的高性能、高速PCB板级系统分析工具包，提供强大的信号完整性分析、信号串扰分析以及电磁辐射和电磁兼容分析功能。Hyperlynx可以用于设计前仿真，实现设计空间探测，在正式布局布线之前增加为保证信号质量和可靠性所需的端接，确定端接元器件值，建立关键信号的布线策略（如定义关键信号网络合适的拓扑结构以及布线长度、间距等）以及关键元器件的布局策略。与此同时，Hyperlynx也可以用于PCB布局布线过程中以及布局布线之后的分析和验证，确保设计的PCB板满足信号关于质量、噪声及电磁辐射等方面严格的电气性能要求，确保当今高性能的板级系统设计一次成功。
HyperLynx兼容目前主流的PCB设计工具：
➢ Mentor Graphics PADS® PowerPCB™、Expedition™、Board Station®;
➢ Cadence Allegro、SPECCTRA和OrCAD Layout；
➢ Altium Designer、Protel和P-CAD；
➢ Intercept Pantheon;
➢ Zuken CADStar、Visula和CR3000/5000 PWS。
按照设计频率的不同，HyperLynx分为面向500MHz以下设计的HyperLynx EXT和面向千兆位设计的HyperLynx GHz。无论是HyperLynx EXT还是HyperLynx GHz，都包含用于前仿真的LineSim和用于后仿真验证的BoardSim。
HyperLynx EXT主要特点如下：
➢ 业界领先的易用性；
➢ 前仿真分析和后仿真分析；
➢ 在设计早期阶段发现和解决信号完整性问题；
➢ 差分信号仿真和分析；
➢ 差分阻抗设计、优化和匹配；
➢ 匹配向导；
➢ 优化的匹配策略；
➢ 电磁兼容问题的早期发现和防止；
➢ 包括辐射和电流分析。
HyperLynx GHz主要特点如下：
➢ 包含所有HyperLynx EXT所具有的特点；
➢ 端接向导推荐最优的端接策略；
➢ 完整的DDR、DDR2和DDR3时序分析；
➢ 工业领先的SERDES支持，包括快速眼图分析、误码率分析和S-参数仿真；
➢ 集成约束编辑系统CES；
➢ 千兆位设计分析；
➢ 随机码流自动产生；
➢ 自定义抖动；
➢ 眼图及眼图模板；
➢ 支持IBIS模型、VHDL-AMS模型和Spice模型；
➢ 更好的应用性；
➢ 传输线损耗的精确建模；
➢ 趋肤效应；
➢ 介质损耗；
➢ 频率相关的过孔模型；
➢ 良好的多板分析支持。
HyperLynx PI（高级的电源完整性分析）
HyperLynx PI包括了前仿真和后仿真电源完整性分析，包括DC-DROP分析、AC去耦分析和平面噪声分析，如图1-2所示。图1-2 HyperLynx PI电源完整性分析
HyperLynx PI主要特点如下：
➢ 容易使用；
➢ 快速获得结果；
➢ 精确的电源传递和噪声传导平面结构建模；
➢ 分析供电电源电压因为铜损跌落；
➢ 分析设计中的过电流；
➢ 分析多个板位置的电源分布阻抗；
➢ 研究不同的电容选取、放置及封装内型；
➢ 仿真来自IC电源管脚和过孔的整个平面的传导噪声；
➢ 提取电源分布网络的模型；
➢ 创建高精确的过孔模型；
➢ 支持所有的主流PCB设计工具。1.2.4 Library Manager库管理工具
Library Manager为开发和管理公司的设计库提供了一个中心位置，可确保设计库的一致性和集成性。在Library Manager单一集成环境中，库管理员可创建、修改、维护原理图符号库、PCB封装库、焊盘库、IBIS库，以及包括板型在内的设计工艺库。
Library Manager还可以将一个原理图设计或一个带有PCB的完整设计创建成一个复用模块，从而在设计中引用模块，达到节省设计时间、简化设计结构的目的。
Library Manager具有导入和导出的功能，可用于整合多个设计库，从而统一库的管理。
Library Manager使管理员有能力对每一个终端、项目或预设计模板赋予相应的权限。
Library Manager有机结合了Mentor Graphics其他的设计工具，如DxDesigner和Expedition PCB。在调用其他工具时，可启用Library Manager相关工具模块。同时，库管理员也可独立使用Library Manager，以方便建库和维护。Library Manager库管理工具界面如图1-3所示。图1-3 Library Manager库管理工具界面
Library Manager的主要特点如下：
➢ 不同的分类保证了库的条理性和可查找性；
➢ 保持库数据的一致性和可靠性；
➢ 中心库的结构保证了用户对库数据的控制；
➢ 在单一环境下调用相应工具可完成设计库的创建和维护。1.2.5 Expedition Pinnacle PCB设计及自动布线
Expedition PCB为设计师提供了用于复杂PCB物理设计、分析和加工一整套可伸缩的工具，它将交互设计和自动布线有机地整合到一个设计环境中。设计师可以定义所有设计规则，包括高速布线约束、创建板型、布局、交互布线和自动布线，直到加工文件生成。
Expedition PCB没有任何设计规模的限制，没有层、器件数量、网线数量和引脚数的限制，提供给设计师最大的设计空间。
Expedition P CB的核心——获业界大奖的Auto A ctive自动布线器是基于形状的无网格布线器，布线速度极快，布线的可加工性首屈一指。它实现真正的45°布线，并完全支持当今各种复杂封装，如BGA、CSP、COB和微过孔、埋孔、盲孔等加工工艺。其器件放置推挤后自动对布线调整、大面积覆铜处理方法皆独一无二。
Expedition PCB与前端设计工具DxDesigner、信号完整性分析工具有机结合，并且具有标准的DXF、IDF双向接口，为电子设计师设计复杂的PCB提供了全线解决方案。其主要特点如下：
➢ 灵活的、可伸缩的PCB设计工具；
➢ 设计规则驱动的交互、自动设计方法；
➢ 强大的自动布线功能；
➢ 支持各种复杂器件封装；
➢ 真正的实时45°自动布线和交互布线；
➢ 支持高速布线规则与布线；
➢ 高度集成的设计环境，与元器件库、前端原理图工具、高速信号分析工具和可制造性分析工具紧密结合。
1.CES约束规则管理器
Constraint Editor System（CES）是一个新的表单式约束规则管理器，可以应用在原理图和PCB布线与分析工具中，原理图工程师、PCB设计工程师以及包括工艺工程师在内的所有工程师可在一个统一的环境中输入设计规则，并且可以实时协同工作在同一个设计中。
CES可以在一个易用的界面上设定网络分类、间距规则、网络属性、差分对及其属性以及叠层定义，并且在自动布线中也有效。
CES可以实时的从Expedition PCB中更新数据。
CES提供了简单易用的规则输入方法，类似于标准办公软件的表单式的界面，支持Cut/Copy/Paste、Drap 和 Drop。支持层次化的规则设定，可以方便地设定差分线。
CES也对高速信号提供了特殊的布线约束控制，可以设定不同的拓扑（Star、T-shape、H-Tree），可以设定各种长度规则，如最小、最大长度以及匹配长度定义。Delay Formulas可以设定各种复杂的长度约束条件。
2.Xtreme PCB多人协同设计技术（Session、Client）
当今电子产品开发上市的时间要求越来越紧迫，而PCB设计时间在产品的开发总时间里占据了较大的比例。为此，Mentor Graphics推出了革命性的多人异地实时协同设计套件—XtremePCB。使用此套件，可以把PCB的设计时间减少40%～70%，协同设计示意如图1-4所示。
该套件的主要特点如下：
➢ 设计文件由服务器管理，每个设计者作为一个客户端登陆到服务器；
➢ 每个客户端用户可以编辑修改设计中没有被其他客户端选中的任何对象。同时，所有的客户端编辑修改的结果会实时地显示在每一个客户端；图1-4 协图设计示意
➢ 客户端的每个编辑修改都会由服务器来确定是否满足设计规则要求。如果满足，则把此修改的消息发送到每一个客户端；
➢ 实时地规则修改机制。每一个客户端都可以提出对设计规则的修改请求，一旦所有的客户端同意此请求，修改后的规则将对所有的客户端生效；
➢ 冲突避免机制。通过保护区域、Force field可以完全保证协同工作的流畅有序；
➢ 协同设计的机制贯穿整个设计流程：布局、布线、DRC以及设计后处理；
➢ 完善的设计数据保护机制。无论在服务器/客户机死机、网络掉线以及掉电等情况下都能保证设计数据的完整性。
3.Xtreme AR（分布式的自动布线技术）
Xtreme AR是Xtreme PCB设计技术的一个延伸，它能充分利用公司不同地点的机器资源，通过批处理自动布线来完成同一个设计，从而大大缩短设计周期，提高产品质量。
Xtreme AR的主要特点如下：
➢ 业界首创和专利的技术；
➢ 分布处理自动布线；
➢ 可以同时利用超过15个CPU的能力；
➢ 可以减少超过10倍的设计时间；
➢ 板的自动布线占用了单CPU的部分时间；
➢ 布线时间从数天减少到数小时；
➢ 有效地缩短了设计周期；
➢ 能使多个布局和布线按特定的情景进行评估；
➢ 充分利用空闲的布局布线Licenses；
➢ 本地通宵运行；
➢ 利用时差全球应用。
4.Topology Planner/Router（总线规划与自动布线器）
Topology Planner/Router是Mentor Graphics最新发布的革命性的设计规划和自动布线工具。这项新技术荣获了“第31届电子产品杂志年度产品”殊荣。
此产品合并了电路工程师的知识、PCB设计工程师的技巧和自动布线器的能力，使得设计效率成倍提高。图1-5所示为Expedition Topology Planner&Router工作示意图。图1-5 Expedition Topology Planner&Router工作示意图
Topology Planner把预布局和布线通道规划从纸面上移到设计环境中，从而更精确、更有效地体现设计意图。Topology Router是一个用户完全控制的布线器。它按照设计工程师在Topology Planner中设计的总线路径，精确地完成设计走线。
Topology Planner提供了一个电路设计工程师制定设计意图的革命性环境。电路工程师在Topology Planner中设定总线，指定各个总线的布线路径，并且可以根据设计情况，把总线路径设定为Packed、Unpacked和Tuned，从而给出在不同的情况下的总线自动布线解决方案。
Topology Router按照Topology Planner提供的总线设定、路径和类型，提供专用自动布线器的算法，高效地完成布线设计。1.2.6 ECAD-MCAD Collaborator电子机械设计协同
大多数电子公司都面临同样的压力，即用更短的时间推出更有竞争力的产品，同时减少研发成本。在研发的整个流程中不断改进各个设计小组的效率成为必要的手段，而一个重要的领域就是如何保持机械和电子设计小组的协作。机械设计的机壳会影响电子设计中的板框和安装孔的位置，而电子设计中器件的摆放，尤其是较高的器件可能与机壳发生碰撞。
Mentor Graphics推出的电子机械协同设计平台ECAD-MCAD Collaborator与Mentor的PCB设计工具Expedition和Boardstation紧密集成，通过国际标准的ProSTEP和XML协议与机械设计平台通信，方便地实现了机械和电子设计之间进行建议修改、拒绝修改、同意修改和初步同意以及数据同步等业务。集成的工作环境可以向对方只发送设计修改，减少了通信数据流量，并使对方容易地看到设计修改的位置和内容。在协同设计的模式下，双方工程师都只在自己熟悉的设计环境中工作。任何一方在设计过程中，都可以在需要对方确认时向对方提出修改请求，只有在对方同意的情况下，修改才能成功。协同设计平台自动保持了双方设计数据的一致，从而避免机械或电子设计的反复，提高了整个产品的研发效率。该平台如图1-6所示，主要特点如下：图1-6 ECAD-MCAD Collaborator电子机械协同设计平台
➢ 在机械和电子设计师之间用软件通信代替文档和语言交流，确保修改无误；
➢ 提供了图形化的交流讨论平台，保证电子和机械设计师完整考虑设计需求，从而减少设计反复；
➢ 电子和机械设计师之间的交流可以在设计任何阶段在自己熟悉的平台上随时进行；
➢支持假设场景分析；
➢通过机电设计师之间的交流协作，可提高设计能力，改善效率，缩短产品上市时间。1.3 小结
本章向读者介绍了Mentor Graphics公司，以及Expediton Enterprise系列产品的功能及特点。通过本章的学习，读者应对Expediton Enterprise系列产品有一个基本的了解。
本书后续章节将重点介绍Expediton Enterprise系列产品的中心库管理工具Library Manager、原理图设计工具DxDesigner、PCB设计工具Expedition PCB、约束编辑管理系统CES等模块的使用方法。第2章Mentor EE中心库的建立和管理
中心库（Central Library）是PCB设计的基础，也是设计的起点，它包括相关联的符号、器件、封装和焊盘等。在统一的中心库结构下，工程项目中的原理图要用到的元器件符号以及在PCB中与它们相对应的封装和焊盘，都是从Central Library中提取出来的。
中心库是所有工程项目开始的基础，所以项目设计之前，我们首先要创建中心库。本章主要介绍Mentor EE流程中中心库的建立和管理方法。2.1 Mentor EE中心库的组成结构介绍
Mentor EE的中心库由下面几部分构成。
➢ Symbol指的是逻辑符号，是原理图中所看到的设计图形，称为原理图符号。
➢ Cell指的是封装，是元器件的二维实体几何形状，通常由不同类型的Padstacks、丝印等组成。
➢ Padstack是焊盘，通常有表贴焊盘和通孔焊盘。表贴焊盘由Pad（盘）、SolderMask （阻焊层）、SolderPaste（钢网层）组成，通孔焊盘由 Pad（盘）、SolderMask（阻焊层）、Hole（孔）组成。
➢ Part指的是由Symbol与Cell经过一定规则的引脚映射，连接两者，并附加一定的特殊属性，如器件高度、厂家、功耗等，称为元器件。
➢ Reusable Blocks指的是复用模块，即可以把常用的电路原理图（如DDR部分的原理图）和PCB（如已完成布局布线的DDR部分的PCB）做成模块。在后续设计中用到这部分电路时可以直接从库里调用这个模块，省时省力，提高效率。
➢ Models和Moldel Mapping指的是相关仿真模型库。
Mentor EE中心库的结构如图2-1所示。图2-1 Mentor EE中心库的结构
中心库在Mentor EE流程中是独立存在的，每一个设计项目在同一时间只能指定一个中心库，而一个中心库可以同时用于多个设计项目。
指定好中心库路径，在原理图中放置Part，设计原理电路，通过Package打包后，再在Expedition中前向标注 Forward Annotation即可将中心库中与此项目相关的Parts、Cells、Padstacks导入到Expedition中，这些导入此项目的Parts、Cells、Padstacks也就形成了此项目的本地库。
本地库指的是每一个设计自身的库，在每一个设计中修改本地库中的Parts、Cells、Padstacks只会更新本设计，不会自动修改中心库中的数据。2.2 库管理工具Library Manager
Library Manager是Mentor EE平台建库和库管理工具。通过该工具可以建立和管理企业的EDA库。企业的中心库可以由专人管理，按照相关规范建库，并对经过实际验证过的库做标记，经过一定的积累，可以减轻设计师在元器件还没有焊接完，担心元器件不能焊上的担忧，这样有效保障了设计的正确性。
中心库也可以和企业的ERP系统关联，设计人员及时能了解所选元器件的库存，是否为公司推荐的优选元器件，是否已经到了生命周期的最后阶段等，以便做出合理的原理设计调整，并利用中心库和ERP系统的关联，自动生成物料清单（BOM），可以节约大量时间并防止出错，有效地提高了设计效率，使产品更快地推向市场。2.2.1 新建中心库
第一步，执行命令【开始】→【所有程序】→【Mentor Graphics SDD】→【Data and Library Management】→【Library Manager】，打开Library Manager，执行菜单命令【File】→【New】，在弹出的对话框中浏览中心库的路径，在“Flow type”下选择“DxDesigner/Expedition”选项，如图2-2所示。图2-2 选择新的中心库
第二步，单击【OK】按钮后就建立了一个中心库，如图2-3所示。图2-3 创建中心库
Library Manager的界面和常见的Window系统下的软件一样，分为菜单栏、工具栏、导航树、工作区等，在本书中不对菜单工具做详细的描述，而是通过后续章节的相关实例来介绍它们的使用方法。2.2.2 中心库的基本设置
在创建Symbol、Padstack、Cell、Part之前，先要进行一些基本设置。
第一步，添加Part、Cell、Symbol的各个分区。
添加分区是为了方便库的管理和查找。要在中心库中建立某种类型的数据，就必须有至少一个该类型的数据分区。执行菜单命令【Setup】→【Partition Editor…】，打开“PartitionEditor”对话框，如图2-4所示。图2-4 打开“Partition Editor”对话框
在“Partition Editor”对话框中分别选择“Symbols”、“Cells”、“Parts”标签页后，单击右上角的【New】按钮便可以做相应的分区。
建议Symbol按功能分区，Cell按封装物理类别分区，Part按功能分区。推荐的分区如表2-1 和表2-2所示。表2-1 Symbol、Part建议分区表2-2 Cell建议分区续表
第二步，建立分区搜索路径。
分区搜索路径指的是在完成原理图打包时查询调用中心库中器件的顺序和范围。
执行菜单命令【Setup】→【Partition Search Paths】，打开分区搜索路径对话框，如图2-5所示。图2-5 分区搜索路径对话框
在“Scheme List”列表下可以建立多个分区搜索路径方案，勾选后就可以激活此搜索方案。在右侧的“Part Partitions”列表下可以通过勾选来激活此分区。
注意
编者推荐：一般所有的分区都是激活的，如果哪个分区没有激活，那么在原理图中使用了这个分区的器件，Packager打包时会失败，并提示找不到这个器件。用户只需对这个器件激活分区就可以重新Packager打包。
第三步，设置参数。
执行菜单命令【Setup】→【Setup Parameters…】，打开参数设置对话框，如图2-6所示。图2-6 参数设置对话框
参数设置对话框可以设置单位（指的是新建Cell的默认单位，新建Symbol的单位在“Symbol Editor”对话框里修改）、建立用户自定义层、设置默认过孔等。
编者推荐：一般将单位改为毫米（Millimeters）即可。
注意
Library Manager的基本设置配置完成后，就可以利用“Tools”菜单下的“Symbol Editor”、“Padstack Editor”、“Cell Editor”和“Part Editor”命令打开相应对话框来创建相应的原理图符号、焊盘、封装、器件。2.3 中心库创建实例2.3.1 电阻元件的创建实例
1.Symbol的绘制
第一步，执行菜单命令【Tools】→【Symbol Editor…】，或者单击工具栏里的快捷图标，打开“Symbol Editor”编辑器。在“Symbol Editor”编辑器中执行菜单命令【File】→【New】或在工具栏里单击新建Symbol的快捷图标，新建一个Symbol，如图2-7所示。图2-7 新建一个Symbol
第二步，在图2-7左边的“Properties”窗口里修改Symbol的名字，即将“Name”的值（Value）改为“Res.1”。如果左边没有出现“Properties”窗口，可以执行菜单命令【View】→【Windows】→【Properties】，调出“Properties”窗口。通过单击不同的元素，这个元素的相关属性就在“Properties”窗口中出现，同时可以修改此元素并添加属性。“Symbol Type”默认选择“MODULE”。
在Mentor EE中心库中Symbol的类型有4种：Module、Composite、Annotate、Pin。
Module：一种没有相应的内部原理图的最基层的元器件符号，在层次原理图中属于最低级。如果选中一个Module型元件单击鼠标右键，弹出的功能框中，只有“Symbol”选项可选，而“Schematic”选项不可选。
Composite：Composite 元器件一律有对应的内部原理图。用Composite 元器件可组成层次原理图。
Annotate：这种元器件仅是标注符号，没有电气属性。例如，图纸外框、公司LOGO就是annotate 型的元器件。
Pin：Pin 型元件是一类比较特殊的元器件。电源地符号就是典型的Pin型元件。Pin 元件必须有“Global Signal Name”属性，例如GND元件有Global Signal Name=GND 属性。一个Net上连接了Pin 型元件便自动获得它的Global Signal Name。
第三步，执行菜单命令【File】→【Preferences…】，在弹出的“Preferences”对话框的“General”标签页中，单位选择“inch”，格点设置为0.1 inch，Pin的长度设置为2倍的格点长度，如图2-8所示。图2-8 格点和pin长度设置
第四步，在工具栏中将格点调整成0.05 inch，再单击“长方形”图标，利用原点和格点画一个1×3（inch）的长方形，如图2-9所示。图2-9 绘制1×3（inch）的长方形
第五步，将格点调整成0.1 inch，单击工具栏中的Add Pin图标，添加1个Pin，此时，光标将粘附一个Pin图形。此时单击鼠标右键可以设置Pin的类型和方向，如图2-10所示。
第六步，放置好Pin后，单击其中一个Pin，在左边的属性窗口里可以设置这个Pin的属性。
在“Pcb Properties”下添加“Pin Number”属性，并把它的值改为1，再把“Name”的值改为1。取消勾选“Name”和“Symbol Type”即可隐藏它们，再将“Symbol Type”改为“BI”（表示输入/输出），在“Length”中将Pin的长度改为0.2 inch。用同样的方法再放置一个Pin并修改它的属性，如图2-11所示。
第七步，给这个Symbol添加一些属性，如Part Number、Cell Name、Cost等，这里只添加“Part Number”属性，在工作区的空白位置单击，在左边的“Pcb Properties”中添加一个“Part Number”属性，“Value”设为“Res”。调整斜线组成的外框至合适位置。绘制完的效果如图2-12所示。图2-10 设置Pin的类型和方向图2-11 设置Pin的属性图2-12 绘制完成的Symbol
第八步，执行菜单命令【File】→【Save】，在弹出的“Save”对话框中选择“Discrete”分区，单击【Save】按钮进行保存，如图2-13所示。
至此，电阻的Symbol就创建完成了。图2-13 保存Symbol
2.焊盘的绘制
SMD电阻的焊盘建议尺寸如图2-14所示。从图中可以看出，R0805的焊盘大小是1.3mm×1.5mm。图2-14 SMD电阻的焊盘建议尺寸
第一步，执行菜单命令【Tools】→【Padstack Editor…】，打开“Padstack Editor”对话框，如图2-15所示。图2-15 打开“Padstack Editor”对话框
单击“Pads”标签页，选择长方形Rectangle，单位选mm，长和宽分别输入1.3和1.5。软件会自动为Pad命名，也可以按各自的规范修改Pad的名字，如图2-16所示。图2-16 创建Pad
按照上面的方法再新建一个1.4×1.6（mm）的Pad，用于做阻焊层（阻焊层一般比Pad单边大0.1mm，这个数值可以根据各种的工艺规范要求取值）。
第二步，选择“Padstacks”标签页，单击左边的新建焊盘图标，新建一个焊盘，命名为“SMD1R3×1R5”，“Type”选“Pin-SMD”。
然后给“Top mount”、“Bottom mount”、“Top mount solderpaste”和“Bottom mount solderpaste”分配“Rectangle 1.3×1.5”的Pad。
再给“Top mount soldermask”和“Bottom mount soldermask”分配“Rectangle 1.4×1.6”的Pad。这样一个焊盘就建好了，如图2-17所示。执行菜单命令【File】→【Save】，保存后退出。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]