一种具有检错功能的PCB仿真系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有检错功能的ＰＣＢ仿真系统及其实现方法，该仿真系统包括：信息提取模块、错误检测模块、仿真模块、错误输出模块和规则库；该系统的实现方法包括：读入ＥＤＡ设计文件，提取仿真信息和各元素的判别参数；对各元素的判别参数根据自建的规则库里的可制造性设计准则逐一进行检测，并将错误信息进行登记；在贴装仿真之前显示物理参数错误；在仿真过程中对可装配性错误进行实时警告提示；仿真结束后将所有错误信息进行存档。该方法能在仿真过程中对ＰＣＢ板设计上的错误进行检测、实时提示，或在仿真结束后输出完整的检测报告，从而在最短时间内为设计者提供修改意见，为修改设计提供依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有检错功能的PCB仿真系统及其实现方法。
技术介绍
在电子产品组装生产的传统模式中，设计一般是由设计工程师在计算机 上利用多种计算机辅助设计工具来完成，生产制造则在各种数控设备(NC) (如贴装机等)上完成。每一种产品在加工之前，工程师往往要花费大量的 人力和时间去进行检错和调整，原因是布图在电路板上的零件常常数以千计， 再加上相关的钻孔、焊盘等，要能够在极为有限的空间中妥善安排零件、钻 孔以及标注的布图位置，显然是相当困难的。因此在生产产品之前都必须通 过人工操作的方式逐一与可制造性设计准则做比对，这些工作不仅效率低下， 并且容易发生错误。其次，制造工程师还必须对NC编程并反复试生产，以确保操作规程的 可行性和正确性，反复修改直到最后定型，再投入实际的批量生产。这样就 使得生产准备时间很长，投入资金很大。而随着巿场竟争的加剧，产品交货周期必须缩短,生产成本必须控制。 因此如果可以通过目前发达的计算机软件技术，提供一套可以根据实际生产 需求，对PCB设计进行自动检错并能反馈实时报告的仿真系统及其方法，相 信不仅可以节省许多不必要的人力和时间，更可以提高整个PCB表面贴装生 产流水线的生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有检错功能的PCB 仿真系统及其实现方法，能在导入EDA设计文件之后，自动将PCB板及元 器件信息逐一与现有的可制造性设计准则做比对，快速找出设计中存在的物 理参数错误与可装配性错误，进而在模拟元器件贴装过程中以文本或者实时报告的方式显示，并在仿真结束时保存为错误文档，为设计者的再修改提供 依据，从而有效减少由于前期设计的不合理因素给后期制造带来的回溯更改 次数，达到产品的开发周期和成本的最小化、产品设计质量的最优化、生产 效率的最大化。为实现上述目的，本专利技术釆用的技术方案是一种具有检错功能的PCB仿真系统，该系统包含信息提取模块读入EDA设计文件，从中提取仿真信息、元器件和 PCB板的判别参数，并将其保存为统一结构和格式的中间文件，以用于后 续的仿真和检错；错误检测模块将从信息提取模块提取出来的各元素的判别参数，根 据可制造性设计准则逐一进行检测，根据物理参数错误准则和可装配性错 误准则分别检测两大类错误；仿真模块根据信息提取模块中提取的仿真信息，建立制造系统的虛 拟仿真模型，恢复PCB裸板和元器件的三维形状，利用图形变换技术和双 缓存技术，实现PCB板上元器件贴装过程的运动仿真；错误输出模块根据错误检测模块记录的信息，进行对物理参数错误 和可装配性错误的显示；规则库，库中存放有可制造性设计准则，其中又分为物理参数错误准 则和可装配性错误的准则；信息提取模块输出端连接仿真模块和错误检测模块，仿真模块和错误 检测模块的输出端连接错误输出模块,错误检测模块连接有规则库。本专利技术的错误输出模块还可以连接文档库，文档库用以存放所有错误 文档，当设计者要修改设计时，可从文档库中提取错误文档查看。本专利技术 一 种具有检错功能的PCB仿真系统，该系统进行PCB仿真的实现 方法包括以下步骤1)信息提取模块读入EDA设计文件，从中提取详细的仿真信息用于仿 真，提取元器件和PCB板的判别参数用于检错； 2) 错误检测，对从设计文件中提取出的元器件和PCB板的判别参数，根 据规则库里的可制造性设计准则逐一进行检测，并依照检测结果记录存在的 物理参数错误和可装配性错误；3) 错误检测模块检测物理参数错误，并在模拟贴装仿真之前通过错误输出模块以文本方式显示；4) 仿真模块模拟PCB表面贴装过程，并在仿真过程中将可装配性错误以 实时方式通过错误输出模块显示；5) 贴装仿真结東后，错误输出模块显示所有物理参数错误和可装配性错误。本系统仿真实现方法中所述的物理参数错误和可装配性错误，包括根 据元素自身判别参数就可检测出来的错误和必须与其他元素的参数判别 才能检测出来的错误。本系统仿真实现方法中所述的该错误输出模块显示的错误提示消息包 括序号、发生错误的元素的类型、发生错误的元素的编号、错误位置、 错误类型和错误代号，对于冲突错误，在错误类型里还记录与发生错误的 元素冲突的元素编号。本系统仿真实现方法中所述的必须与其他元素的参数判别才能检测出 来的错误，该错误的检测釆用了多边形冲突检测方法，其方法包括检查 两多边形的外接矩形是否冲突，若不冲突，则多边形不冲突；否则，需经 过基于点的比较判断和基于边的比较判断，若两类判断中能有一类检测出多 边形冲突，则有冲突性错误。本专利技术和现有技术相比，具有以下优点1) 本专利技术仿真系统，可以将PCB表面贴装过程在计算机上以直观、生动、 精确的方式呈现出来，以在计算机上模拟贴片机贴装过程的方式取代传统的 试贴过程，节省了大量的时间和生产成本。2) 本专利技术仿真系统还可以自动检测出设计中存在的物理参数错误和可装 配性错误，同时记录错误信息，以让使用者在最短时间内了解错误所在点。对于可装配性错误，还能在可视化仿真过程中以实时方式给出提示，以最直 观的方式让使用者在最短时间内知悉发生错误的器件位置所在，及发生错误 的原因，节省了大量的错误搜寻时间和人力。3)本专利技术仿真系统还可以将检错出来的所有错误保存为错误文档，存放 在文档库里，以方便设计师修改设计时从中提取用作参考依据，从而达到缩 短制造周期，降低生产成本的目的。下面，结合实施例及其附图，对本专利技术做进一步详细说明。 附图说明图1为本专利技术仿真系统的系统结构图； 图2为本专利技术仿真系统的实现方法的流程图； 图3为本专利技术仿真系统的检错方法流程图； 图4为本专利技术仿真系统的冲突检测方法流程图。 具体实施例方式本实施例一种具有检错功能的PCB仿真系统，如图l所示系统结构，包括(1) 信息提取模块该模块可用于从读入的EDA设计文件中提取相关 信息。它通过分析读入的EDA设计文件的格式，将不同的设计文件如 Protel,PowerPCB等转换为同 一格式的中间文件。然后 一 方面从中间文件中提 取对仿真有用的信息，如板子焊盘描述信息、板子线段描述信息、元器件过 孔信息等用来仿真;一方面提取对检错有用的元素的判别参数，如器件过孔半 径大小、板子焊盘形状、器件外形等。由于很多判别参数在中间文件中不是 显式存在的，而是隐含在若干参数之中，所以还需要找到它们之间的关系， 并通过计算得出这些参数。例如PCB板的尺寸大小，就需要在中间文件中找 到PCB板的外框顶点，然后通过计算才能得到。(2) 错误检测模块将从信息提取模块提取出来的各元素的判别参数， 根据现有的可制造性设计准则逐一进行检测，根据物理参数错误准则和可装 配性错误准则分别检测两大类错误。在检测过程中，对于非冲突性错误的检测，只需要将参数与具体的数字比较，即可得知是否有错误，例如板子过孔 的半径必须大于0、起始层不能等于结東层等。对于冲突性错误的检测，则 需要同其它同 一 类型的判别参数进行比较才能判别出是否有错误，例如检测 两个过孔或两个器件间是否冲突等。之后，将检测出来的错误分成物理参数 错误和可装配性错误存放，并记录错误信息，包括序号、发生错误的元素 的类型、发生错误的元素的编号、错误位置、错误类型和错误代号。对于 冲突错误，在错误类型里还记录本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有检错功能的ＰＣＢ仿真系统，该系统包含：信息提取模块：读入ＥＤＡ设计文件，从中提取仿真信息、元器件和ＰＣＢ板的判别参数，并将其保存为统一结构和格式的中间文件，以用于后续的仿真和检错；错误检测模块：将从信息提取模块提取出 来的各元素的判别参数，根据可制造性设计准则逐一进行检测，根据物理参数错误准则和可装配性错误准则分别检测两大类错误；仿真模块：根据信息提取模块中提取的仿真信息，建立制造系统的虚拟仿真模型，恢复ＰＣＢ裸板和元器件的三维形状，利用图形变换 技术和双缓存技术，实现ＰＣＢ板上元器件贴装过程的运动仿真；错误输出模块：根据错误检测模块记录的信息，进行对物理参数错误和可装配性错误的显示；规则库，库中存放有可制造性设计准则，其中又分为物理参数错误准则和可装配性错误准则；　 　信息提取模块输出端连接仿真模块和错误检测模块，仿真模块和错误检测模块的输出端连接错误输出模块，错误检测模块连接有规则库。

【技术特征摘要】
1.一种具有检错功能的PCB仿真系统，该系统包含信息提取模块读入EDA设计文件，从中提取仿真信息、元器件和PCB板的判别参数，并将其保存为统一结构和格式的中间文件，以用于后续的仿真和检错；错误检测模块将从信息提取模块提取出来的各元素的判别参数，根据可制造性设计准则逐一进行检测，根据物理参数错误准则和可装配性错误准则分别检测两大类错误；仿真模块根据信息提取模块中提取的仿真信息，建立制造系统的虚拟仿真模型，恢复PCB裸板和元器件的三维形状，利用图形变换技术和双缓存技术，实现PCB板上元器件贴装过程的运动仿真；错误输出模块根据错误检测模块记录的信息，进行对物理参数错误和可装配性错误的显示；规则库，库中存放有可制造性设计准则，其中又分为物理参数错误准则和可装配性错误准则；信息提取模块输出端连接仿真模块和错误检测模块，仿真模块和错误检测模块的输出端连接错误输出模块，错误检测模块连接有规则库。2、 如权利l要求的一种具有检错功能的PCB仿真系统，其特征在于所 述错误输出模块还连接文档库，文档库用以存放所有错误文档，当设计 者要修改设计时，从文档库中提取错误文档查看。3、 利用如权利要求1所述系统进行PCB仿真的实现方法，其特征在于该 方法包括以下步骤1 ) 信息提取模块读入EDA设计文件，从中提取仿真信息用于仿真， 提取元器件和P C B板的判别参数用于检错；2) 错误检测，对从设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：来新泉，姜建国，黄战武，臧明相，李先锐，潘月娥，
申请(专利权)人：来新泉，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]