PCB規(guī)則驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

自2001年起，HW互連部的技術(shù)水平進(jìn)入了快速上沖的階段，用老毛的話(huà)說(shuō)就是“百花齊放，百家爭(zhēng)鳴”，主要大事如下：

與外界的交流開(kāi)始常態(tài)化

派人出國(guó)參加國(guó)際PCB設(shè)計(jì)大會(huì)

了解國(guó)外同行的PCB設(shè)計(jì)水平（如通過(guò)阿波瑪可的設(shè)計(jì)合作）

與cadence合作全自動(dòng)布線(xiàn)技術(shù)的技術(shù)研究及推廣（最終演變?yōu)橐?guī)則驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)）

IPC培訓(xùn)的引入及考試認(rèn)證

SI/PI仿真技術(shù)的研究及推廣

EMC CONTROL的研發(fā)及推廣

Skill的研發(fā)及推廣

高速實(shí)驗(yàn)室的組建

背板業(yè)務(wù)成功從其它部門(mén)奪取并成立背板組

我們是2001年底被部門(mén)派到美國(guó)參加DESIGN CONFERENCE的，還到CADENCE總部進(jìn)一步培訓(xùn)自動(dòng)布線(xiàn)的項(xiàng)目（當(dāng)時(shí)使用SPECCTRA軟件），期間還拜訪(fǎng)幾家DESIGN HOUSE，這些活動(dòng)影響到我們PCB設(shè)計(jì)者以后的職業(yè)方向選?。ㄈ鏒ESIGN HOUSE的成立）。

去美國(guó)簽證的時(shí)間在美國(guó)911之后不久，那時(shí)簽證特別困難。同行共四個(gè)人，另兩人賈可，張柯使用因公護(hù)照不需要面簽，只有我與STAR WANG辦因私護(hù)照需要面簽這個(gè)環(huán)節(jié)。在公司內(nèi)部NOTES上看攻略，做足了功課：面簽官可能問(wèn)的問(wèn)題及怎樣回復(fù)，是否有移民傾向等……

一大早就到美國(guó)使館去排隊(duì)，那時(shí)美大使館在白天鵝賓館附近，進(jìn)去一看前面已排了三十幾號(hào)人，面簽開(kāi)始后除了前面2-3個(gè)成功簽證外其它的都被拒絕了（從他們面上表情猜到的），輪到我們的時(shí)候，還真有點(diǎn)緊張（因?yàn)閾?jù)說(shuō)被拒過(guò)一次，以后的通過(guò)率就比較低了）。看完材料后，簽證官問(wèn)了啥問(wèn)題現(xiàn)在記不太清楚了反正我們沒(méi)有用到她旁邊的翻譯，基本是自己回答的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)簽證官開(kāi)始整理我們的材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)不對(duì)勁，我就用很憋足的英語(yǔ)開(kāi)口了：Huawei is the biggest communication company in china and Cadence is the famous big EDA software in American…”。不知她聽(tīng)懂了幾成，反正我厚著臉皮說(shuō)了，奇跡出現(xiàn)了：面簽官拿起材料到后臺(tái)去了，我們忐忑地等著，過(guò)了好一會(huì)她出來(lái)并把PASSPORT還給我們?！癏ave a nice trip”，聽(tīng)到這句話(huà)，過(guò)一會(huì)才反應(yīng)過(guò)來(lái)。那時(shí)的感覺(jué)是：要敢開(kāi)口，美國(guó)人還是挺講道理的。

從香港出發(fā)并住了一晚，酒店門(mén)口一個(gè)印度人與我們說(shuō)了半天英語(yǔ)，想不明白怎么這么熱情，后來(lái)才知道他想給他小費(fèi)。坐了12個(gè)小時(shí)的飛機(jī)終于才到達(dá)了硅谷，一臺(tái)加長(zhǎng)的林肯來(lái)接我們，第一次坐這么長(zhǎng)的車(chē)挺有新鮮感的。

晚上在賓館由于時(shí)差原因怎么都睡不著？深夜時(shí)睜眼一看黑暗中一雙眼睛在盯著我，嚇我一跳，原來(lái)是同房間的STAR WANG也沒(méi)睡著，兩人到走廊的自動(dòng)售賣(mài)機(jī)去買(mǎi)可樂(lè)喝，第二天在CADENCE總部培訓(xùn)交流時(shí)老是提不起精神。給我們上課的老外還是很敬業(yè)的，會(huì)把解答不了的問(wèn)題帶回去，第二天上課的時(shí)候再回復(fù)，處理不了的問(wèn)題就轉(zhuǎn)給他們的研發(fā)部門(mén)。4 O， c0 @1 `4 R1 Y$ r： Y8 _7 T7 W

STAR WANG是個(gè)很有激情及想法的人，他總會(huì)給人正能量。項(xiàng)目從開(kāi)始的“自動(dòng)布線(xiàn)”最后演變?yōu)椤耙?guī)則驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”的理念與他有很大的關(guān)系。那時(shí)候部門(mén)的學(xué)習(xí)研究風(fēng)氣很盛，并且也是出成果最多的時(shí)候，部門(mén)進(jìn)來(lái)的人要本科以上，PCB設(shè)計(jì)水平從那個(gè)時(shí)候起，經(jīng)過(guò)多年的積累及共享，互連的設(shè)計(jì)仿真水平進(jìn)入了一個(gè)快速上升通道。很多新進(jìn)入的領(lǐng)域初期還真應(yīng)感謝軟件供應(yīng)商帶我們?nèi)腴T(mén)。

與CADENCE合作的全自動(dòng)布線(xiàn)項(xiàng)目對(duì)我們的幫助很大，國(guó)內(nèi)培訓(xùn)期間，我們做法是：白天我們學(xué)習(xí)完后，讓大家寫(xiě)心得及操作技巧，晚上再交流，遇到大家都解決不了的問(wèn)題我們?cè)俳唤oCADENCE處理，經(jīng)過(guò)這種方式，大家的水平都提高得很快------平臺(tái)及氛圍太重要了！

項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)的全自動(dòng)布線(xiàn)的思路是“通過(guò)一個(gè)DO 文件控制（如下圖1）自動(dòng)布線(xiàn)軟件SPECCTRA，最終完成PCB布線(xiàn)的全面自動(dòng)化”。后來(lái)經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)這想法太理想了。最終演變成：研究好格點(diǎn)，F(xiàn)ANOUT及把PCB的設(shè)計(jì)精力放在規(guī)則的制定，拓?fù)?，T點(diǎn)的擺放及仿真及各種信號(hào)接口的認(rèn)識(shí)上，終于把業(yè)務(wù)與技能推到更前端并引出規(guī)則驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的概念。

圖1 DO文件

這些仿真技術(shù)經(jīng)過(guò)研究及儲(chǔ)備后，最終在整個(gè)公司推廣自動(dòng)布線(xiàn)，經(jīng)過(guò)一輪的推廣，發(fā)現(xiàn)硬件人員比較難以接受自動(dòng)布線(xiàn)效果，理論上說(shuō)自動(dòng)布線(xiàn)對(duì)于低速數(shù)字信號(hào)還是可行的。但硬件人員在單板調(diào)不出來(lái)的時(shí)候推說(shuō)是PCB布線(xiàn)的問(wèn)題，于是折衷為FANOUT，重要的信號(hào)線(xiàn)及時(shí)鐘線(xiàn)手工布線(xiàn)，仿真拓?fù)?，T點(diǎn)的擺放…剩余的線(xiàn)自動(dòng)布線(xiàn)，直到幾年后又改為全部手動(dòng)布線(xiàn)了。） T” Q& C9 K/ u7 u4 D2 h# |（ r

看起來(lái)我們好像走了一圈又回到原點(diǎn)一樣，但是這時(shí)的手工與以前有的手工布線(xiàn)本質(zhì)的區(qū)別了，在理念上有了本質(zhì)的全新認(rèn)識(shí)。這時(shí)的手工布線(xiàn)已是在會(huì)仿真制定規(guī)則及多種技巧的前提下進(jìn)行的，所有LAYOUT人員的SI水平上了一個(gè)層次，硬件人員不能再因?yàn)榫€(xiàn)有個(gè)直角或靠近點(diǎn)就在指手劃腳了。 a$ J6 y; f2 z6 }

? 1）首先PCB設(shè)計(jì)師SI仿真水平全面提高

? 2）仿真的基本概念有了清晰的認(rèn)識(shí)

? 3）FANOUT，格點(diǎn)，差分對(duì)布線(xiàn)手工布線(xiàn)的技巧

? 4）TOPOLOGY的仿真及制定

? 5）仿真報(bào)告的交付

圖2 一些仿真概念示意圖

部門(mén)國(guó)內(nèi)PCB設(shè)計(jì)師與國(guó)外同行有本質(zhì)區(qū)別是，國(guó)外的PCB布線(xiàn)規(guī)則基本由硬件人員定制，LAYOUT人員基本是按要求做就行，或更偏于PCB設(shè)計(jì)，制造及加工。HW則是PCB設(shè)計(jì)師給的規(guī)則或建議（或部分給），這與公司那時(shí)招的員工學(xué)歷及素質(zhì)相對(duì)比較高也有很大的關(guān)系。

由于主控PCB板很復(fù)雜且布線(xiàn)規(guī)則非常多，規(guī)則驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)在HW主控組推廣，主控組主要成員為STAR WANG，JXD，李文新，韋竹林，趙衛(wèi)東等，為推廣自動(dòng)布線(xiàn)技術(shù)他們把那個(gè)最難搞的硬件經(jīng)理說(shuō)服還真花了不少功夫。3 u; b8 s j2 S0 j

這個(gè)合作項(xiàng)目在華為成功實(shí)施，并經(jīng)過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐后，華為的PCB設(shè)計(jì)水平及理念那時(shí)候在國(guó)內(nèi)相對(duì)是比較領(lǐng)先的了。后來(lái)主控組的部分員工離開(kāi)公司在外面創(chuàng)業(yè)，并把這些PCB設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了推廣，隨著軟件的進(jìn)一步成熟及人員之間的流動(dòng)，現(xiàn)HW公司的水平與外面DESIGN HOUSE的水平很難拉開(kāi)很大的距離，在很多方面外部DESIGN HOUSE的員工技能面比HW公司的知識(shí)面還廣（符合華為的“窄頻帶，高振幅”）。6 T/ c’ b“ c7 d

HW的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)有一個(gè)先天的缺陷，這個(gè)缺陷會(huì)或多或少影響到規(guī)則驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的效率：就是它的PCB設(shè)計(jì)軟件與原理圖設(shè)計(jì)軟件不是同一家公司的，由于接口等問(wèn)題，做不到原理圖的規(guī)則或各種特性與PCB LAYOUT軟件間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)互傳，這對(duì)工作效率及系統(tǒng)性來(lái)說(shuō)是不完美的。這些是歷史原因?qū)е碌?，?dāng)年整個(gè)公司使用的是WINDOWS95，而PCB LAYOUT平臺(tái)剛把CADENCE從UNIX平臺(tái)轉(zhuǎn)到了 WINDOWS平臺(tái)，但CADENCE平臺(tái)的原理圖CONCEPT必須要使用WINDOWS NT版本，原理圖使用者主要是硬件部門(mén)，想把公司硬件部門(mén)的平臺(tái)換成NT是不可能的，就導(dǎo)致了原理圖軟件使用另一家EDA的，且這個(gè)原理圖代碼是文本文件便于二次開(kāi)發(fā)。隨后十幾年由于各個(gè)部門(mén)對(duì)原理圖的二次開(kāi)發(fā)，再要更換原理圖就比較困難了……船大不好調(diào)頭啊。按目前的績(jī)效為向?qū)У腍W，轉(zhuǎn)換就更困難了！這種PCB LAYOUT與原理圖的組合方式也許是全球500強(qiáng)企業(yè)中最奇葩的了。

當(dāng)然還有更奇葩的事：由于HW的元件封裝庫(kù)有約定的命名方式，原理圖工具生成的網(wǎng)表在allegro中調(diào)入總出現(xiàn)其它一些小問(wèn)題，經(jīng)常調(diào)不入，這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致不同部門(mén)間的確認(rèn)及其它問(wèn)題，很浪費(fèi)時(shí)間。為解決這個(gè)問(wèn)題我專(zhuān)門(mén)寫(xiě)了一個(gè)網(wǎng)表轉(zhuǎn)換程序，把原理圖生成的網(wǎng)表進(jìn)行處理：去除多余的信息及按華為的封裝庫(kù)命名處理------重新構(gòu)建新網(wǎng)表，這時(shí)PCB LAYOUT調(diào)入網(wǎng)表就不會(huì)再出問(wèn)題。這個(gè)程序在華為經(jīng)過(guò)了十多年及上千上萬(wàn)個(gè)PCB板的驗(yàn)證，沒(méi)有出過(guò)錯(cuò)，程序還不受EDA版本升級(jí)的限制，現(xiàn)在HW PCB設(shè)計(jì)調(diào)入網(wǎng)表前還需要使用個(gè)轉(zhuǎn)換程序，很有成就感！這個(gè)可算是奇葩平臺(tái)中的另一個(gè)奇葩程序。前段在網(wǎng)上有人問(wèn)起網(wǎng)表轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，我一看就知是從華為出來(lái)的……0 q- ^. N6 S8 _+ X5 y# g

規(guī)則驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)（規(guī)則表如下圖3所示）的引入及在項(xiàng)目上的成功實(shí)施是因?yàn)橄惹叭A為有一群人在鉆研這方面，這個(gè)成果對(duì)國(guó)內(nèi)整個(gè)中國(guó)PCB行業(yè)的設(shè)計(jì)水平提高及EDA軟件商的進(jìn)一步完善起著至關(guān)重要的作用。/ I/ G（ ］3 Q” b3 a0 {5 u

圖3 規(guī)則驅(qū)動(dòng)表示意圖

也許你剛進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)的行業(yè)，你師傅教完你設(shè)計(jì)步驟與方法時(shí)，你沒(méi)有認(rèn)真想過(guò)為什么會(huì)用這種設(shè)計(jì)方法與步驟：因?yàn)樗锩姘饲叭藷o(wú)私的分享。