基于ODB++文件转化为三维几何模型的方法技术

本发明专利技术公开一种基于ODB++文件转化为三维几何模型的方法，具体实现步骤为：分别创建PCB三维版图模型和PCB三维几何模型的显示界面，根据ODB++文件的标准读取其中与PCB建模相关的信息并进行处理，构建PCB的三维版图模型，通过对PCB三维版图模型的目标区域和目标网络的提取，实现PCB三维几何模型的创建。本发明专利技术克服了现有技术中平面二维版图模型可视化性低的问题，提高了PCB模型的可视化性；解决了现有技术不能满足对跨层的网络和PCB任意目标区域电磁仿真需求的问题，满足了实际工程的需求。满足了实际工程的需求。满足了实际工程的需求。

【技术实现步骤摘要】
基于ODB++文件转化为三维几何模型的方法


[0001]本专利技术属于计算机
，更进一步涉及计算机辅助设计CAD(Computer Aided Design)
中的一种基于开放式数据库ODB++(Open Data Base)文件转化为三维几何模型的方法。本专利技术可应用于集成电路三维电磁仿真系统中三维电磁建模的设计。

技术介绍

[0002]随着越来越高的带宽和更快的信号边缘速率，集成电路中电路板和封装的细微结构造成的不连续性显著影响了信号传输的质量。由此引发的信号与电源完整性问题日益严重，因此在制版之前需要及时发现并修正PCB(Printed Circuit Board)版图电磁仿真中潜在的电磁问题。目前，用于版图的电磁仿真分析的主要是平面二维版图，但是，二维版图存在可视化性低的问题，并且仿真分析的结果精度较低。此外，各EDA(Electronics Design Automation)系统间的PCB数据格式不统一，从而导致需要对不同PCB数据格式开展不同的建模方式研究。
[0003]中国电子科技集团公司第五十四研究所在其申请的专利文献“一种基于ODB++文件转化为可编辑PCB版图的方法”(申请日：2014年12月5日，申请号：201410734543.6，申请公布号：CN104346502A)中公开了一种ODB++文件转化为可编辑PCB版图的方法。该方法的具体步骤为：第一步，创建支持PCB版图设计的软件平台PLV；第二步，设计菜单界面作为ODB++文件的输入口；第三步，用C++高级语言编写代码读取由EDA软件到处的ODB++文件；第四步，根据ODB++文件定义的标准符号筛选出PCB版图的边框信息并存储到软件平台PLV的内部数据结构中；第五步，根据ODB++文件定义的标准符号筛选出PCB版图的封装信息、器件信息网络信息和丝印层的文本信息；第六步，将得到的PCB版图边框信息、封装信息、器件信息、网络信息和丝印层的文本信息统一转存到PLV平台的内部数据结构中，然后调用显示函数即可显示出可选择可编辑的PCB版图。该方法存在的不足之处有两点：第一，平面二维版图不能够直观的反映出PCB板的各个细节以及整体，并且存在有一个或多个跨层网络无法显示的局限性，导致可视化性很低；第二，平面二维版图不能对跨层的网络和任意目标区域进行电磁仿真，只能对固定的传输线进行仿真，不满足实际工程的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对上述技术中存在的不足，提出一种基于ODB++文件转化为三维几何模型的方法，用于解决不能用一种建模的方法对不同PCB文件格式进行三维几何建模的问题，用于解决平面二维版图不能够直观的反映PCB跨层网络结构或整个PCB版图模型的问题，以及用于解决平面二维版图不能满足对跨层的网络和任意目标区域进行电磁仿真需求的问题。
[0005]实现本专利技术目的的技术思路是：本专利技术采用ODB++文件进形三维几何模型构建。由于ODB++能够提供智能、单一的数据结构，同时支持与目前主流PCB数据格式如Gerber、IPC
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2581之间的相互转换。因此基于ODB++这一数据格式，可以解决不能用一种建模的方法对不
同PCB文件格式进行三维几何建模的问题。本专利技术采用平面几何离散算法，通过在水平方向对PCB二维几何模型进行离散，根据水平方向的离散数据计算出垂直方向上的离散数据并对其进行处理，实现三维版图模型的构建，克服了现有技术中平面二维版图模型可视化性低的问题。本专利技术采用自定义裁剪技术，通过对PCB三维版图模型上目标区域的裁剪和目标网络的提取，对平面二维几何模型进行布尔运算、平面离散和渲染生成三维几何模型，解决了现有技术不能满足对跨层的网络和PCB任意目标区域电磁仿真需求的问题。相较于现有技术只能对固定的平面二维传输线进行电磁仿真，本专利技术构建的三维几何模型更能满足实际工程的需求。
[0006]本专利技术采取的技术方案包括如下步骤：
[0007]步骤1，分别搭建ODB++压缩文件的导入界面和PCB模型的三维显示界面；
[0008]步骤2，筛选构建PCB二维几何模型所需的建模信息：
[0009]步骤2.1，从创建的文件导入界面中选定存放ODB++压缩文件的文件路径，对ODB++压缩文件进行解压，得到结构为目录树形式的ODB++文件；设计存放图层堆叠顺序信息和图层属性信息的数据结构；选定ODB++文件中的matrix文件夹的存放路径，从解压后matrix文件夹下的matrix文件中分别筛选出定义PCB图层堆叠顺序信息和各个图层的属性信息，将图层的堆叠顺序信息和属性信息存放到设计的数据结构中；
[0010]步骤2.2，设计存放解析非器件层信息的数据结构；选定ODB++文件中的layers文件夹的存放路径，从解压后的layers文件夹下的features文件和attrlist文件中分别筛选出构建图层的图形信息和属性信息，将构建图层的图形信息和属性信息分类存放到设计的数据结构中；
[0011]步骤2.3，设计存放解析器件层信息的数据结构；选定ODB++文件中存放components的文件路径，从解压后的layers文件夹下的components文件中分别筛选出PCB顶层和底层的器件信息，将顶层和底层的器件信息存放到设计的数据结构中；
[0012]步骤2.4，设计存放解析网络信息和封装信息的数据结构；选定ODB++文件中的steps文件夹的存放路径，从解压后的steps文件夹下的data文件中分别筛选出网络信息和封装信息，将网络信息和封装信息存放到设计的数据结构中；
[0013]步骤3，构建PCB的三维版图模型：
[0014]步骤3.1，查找存放PCB图层堆叠顺序和图层属性信息数据结构中的图层堆叠顺序和图层属性信息，通过图层属性信息对图层进行分类；确定分类后过孔层中过孔的起始层和终止层，将过孔信息分别分配给其所跨过的金属图层；按照特征数据不同的基本图形类型，编写不同的函数接口创建出构建图层的基本图形，将所有的基本图形以指针的形式存放到构建的列表中；根据图层名称和图层上的所有基本图形指针列表，形成图层名称和基本图形指针列表能够双向查找的映射关系，得到按层构建的PCB二维几何模型；
[0015]步骤3.2，查找存放PCB网络信息数据结构中所包含的网络信息，根据网络信息所包含的图层名称，按照图层名称和图层上所有基本图形指针列表的映射关系，查找图层名称所对应的基本图形指针列表，在查找的基本图形指针列表中查找对应的基本图形指针，将查找的基本图形指针存放到列表中；根据网络名称和基本图形指针列表，形成网络名称和基本图形指针列表能够双向查找的映射关系，得到按网络构建的PCB二维几何模型；
[0016]步骤3.3，设计存放离散信息的数据结构，采用平面网格离散算法，对按层创建的
平面二维几何模型分别在水平和垂直方向上进行离散，得到三维版图模型的离散数据，将图层名称和图层上的离散数据存放到设计的数据结构中；
[0017]步骤3.4，查找存放图层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ODB++文件转化为三维几何模型的方法，其特征在于，根据ODB++文件的标准读取其中与PCB建模相关的信息并进行处理，构建PCB的三维版图模型，通过对PCB三维版图模型的目标区域和目标网络进行提取，构建PCB的三维几何模型；该转换方法的步骤包括如下：步骤1，分别搭建ODB++压缩文件的导入界面和PCB模型的三维显示界面；步骤2，筛选构建PCB二维几何模型所需的建模信息：步骤2.1，从创建的文件导入界面中选定存放ODB++压缩文件的文件路径，对ODB++压缩文件进行解压，得到结构为目录树形式的ODB++文件；设计存放图层堆叠顺序信息和图层属性信息的数据结构；选定ODB++文件中的matrix文件夹的存放路径，从解压后matrix文件夹下的matrix文件中分别筛选出定义PCB图层堆叠顺序信息和各个图层的属性信息，将图层的堆叠顺序信息和属性信息存放到设计的数据结构中；步骤2.2，设计存放解析非器件层信息的数据结构；选定ODB++文件中的layers文件夹的存放路径，从解压后的layers文件夹下的features文件和attrlist文件中分别筛选出构建图层的图形信息和属性信息，将构建图层的图形信息和属性信息分类存放到设计的数据结构中；步骤2.3，设计存放解析器件层信息的数据结构；选定ODB++文件中存放components的文件路径，从解压后的layers文件夹下的components文件中分别筛选出PCB顶层和底层的器件信息，将顶层和底层的器件信息存放到设计的数据结构中；步骤2.4，设计存放解析网络信息和封装信息的数据结构；选定ODB++文件中的steps文件夹的存放路径，从解压后的steps文件夹下的data文件中分别筛选出网络信息和封装信息，将网络信息和封装信息存放到设计的数据结构中；步骤3，构建PCB的三维版图模型：步骤3.1，查找存放PCB图层堆叠顺序和图层属性信息数据结构中的图层堆叠顺序和图层属性信息，通过图层属性信息对图层进行分类；确定分类后过孔层中过孔的起始层和终止层，将过孔信息分别分配给其所跨过的金属图层；按照特征数据不同的基本图形类型，编写不同的函数接口创建出构建图层的基本图形，将所有的基本图形以指针的形式存放到构建的列表中；根据图层名称和图层上的所有基本图形指针列表，形成图层名称和基本图形指针列表能够双向查找的映射关系，得到按层构建的PCB二维几何模型；步骤3.2，查找存放PCB网络信息数据结构中所包含的网络信息，根据网络信息所包含的图层名称，按照图层名称和图层上所有基本图形指针列表的映射关系，查找图层名称所对应的基本图形指针列表，在查找的基本图形指针列表中查找对应的基本图形指针，将查找的基本图形指针存放到列表中；根据网络名称和基本图形指针列表，形成网络名称和基本图形指针列表能够双向查找的映射关系，得到按网络构建的PCB二维几何模型；步骤3.3，设计存放离散信息的数据结构，采用平面网格离散算法，对按层创建的平面二维几何模型分别在水平和垂直方向上进行离散，得到三维版图模型的离散数据，将图层名称和图层上的离散数据存放到设计的数据结构中；步骤3.4，查找存放图层名称和图层上离散数据数据结构中的图层离散数据信息，根据离散数据类型不同，将离散数据转换为可渲染的图形数据，通过调用渲染函数接口只对线网格进行渲染，实现将离散后三维模型数据渲染成三维版图模型，并且在三维版图模型显
示界面中显示；步骤4，构建PCB的三维几何模型：步骤4.1，搭建PCB三维版图模型的自定义裁剪设置界面；步骤4.2，通过在三维版图显示界面上的菜单栏中对目标网络名称的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉，马雷雷，林中朝，刘亚飞，赵勋旺，王楠，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：