管中窥豹——以产品生命周期看元器件和设计数据管理.pdf

管中窥豹——以产品生命周期看元器件与设计数据管理 “管中窥豹”这则成语最早出自南朝·宋·刘义庆 《世说新语·方正》：“王子 敬（王献之）数岁时，尝看诸门生樗蒱，见有胜负，因曰：‘南风不竞’ 门生 毕轻其小儿，乃曰：‘此郎亦管中窥豹，时见一斑。’” 比喻只看到事物的一 部分，指所见不全面或略有所得。 上世纪七十年代后期，伴随着计算机技术的迅速发展，计算机辅助设计技术 （ＣＡＤ）、计算机电子设计自动化技术（ＥＤＡ）也应运而生并日渐成熟。在 电子设计制图领域，最基本、也是最关键的元素就是电子元器件模型。不论是原 理图设计流程中的元器件图形符号模型，还是ＰＣＢ版图设计流程下的元器件封 装模型，都直接关系到电路方案设计的准确性和安全性。对此，每一位电子设计 工程师在实际工作中均有切身的感受，出于工作岗位的需要，设计师更关注于自 身设计过程中遇到的元器件模型，如原理图符号、ＰＣＢ封装、Spice 仿真、IBIS 信号分析和STEP 三维模型等，而忽视了不同设计阶段之间元器件模型的关联性 和一致性要求。 任何一个电子产品在它的生命周期中必然要经历从市场到研发，从研发到生 产，从研发到测试和从生产到市场诸多阶段； 任何一位身处其中的人都不可回避相互的协同。 从研发数据管理，如何保障电路设计从原理图到PCB 、到仿真测试、再 到制造，各个流程关节中设计数据的可追溯和设计元件模型的一致性等 问题； 从产品数据管理，如何确保设计及制造文件版本的可靠性，如何保障研 发、库存、采购多部门间效益的最大化。 众所周知，当前电子技术的变革日新月异，市场留给每一款新产品的生命周 期都被大大压缩。如何在满足市场对产品性能多样化需求的前提下，快速占领市 场，已经不仅仅是每一位产品研发决策者必须思考的问题，也是应成为电子设计 工程师关注的重心。如果电子设计工程师仍就只关注于模块设计的细节，就好比 “管中窥豹”未能全面地看待手头的设计项目，因此很难制定出最优化的解决方 案；一旦抛开局部电路功能设计本身，从产品研发系统的角度关注个人本职工作 上下游相关环节面临的问题，将有助于提高电子设计工程师系统地看待工作中遇 到的每一个问题，减少设计数据在交换过程中潜在的DFT 和DFM 问题。 当世界在惊呼“中国制造已遍布全球每一个角落”、“中国人的聪明和智慧” 时，我们也在感慨“中国日渐沦落到世界商品价值链的最底层”。中国的最高决 策层已经在各种场合，不止一次的提到中国需要由“中国制造”向“中国设计” 或“中国创造”转变。“帮助那些渴望获得帮助的工程师，实现真正的中国设计” 被作为Altium 中国的使命。 元器件和设计数据管理的基础——统一的元器件数据模型。即将设计数据抽 象成一个围绕设计过程的单一化模型。因此，与其在各个设计阶段使用分立式的 数据存储形式；不如利用统一的元器件数据模型整合所有与设计相关的信息，其 中所用到的元器件均通过相同的方式获得。 统一元器件数据模型的优势： 在一个单一的设计环境中，可以从系统性的角度考虑设计； 设计师可以更直观地完整掌握数据模型，可以轻而易举地为制定正确的设计 决策获得所需的信息； 消除了设计数据同步的问题； 超越传统设计模式的界限，探究最优化的全球设计协作模式； 设计数据可以实现更有效的版本控制和管理； 设计师就可能实现自我专业的超越，将现有的经验延伸到更广的设计领域； 输出更完备的满足生产要求的制造信息； 在过去对于设计过程集中化没有什么要求的时代，利用单点式工具的开发方 式已经足够了。但是，在设计流程日趋融合、设计功能日益复杂的今天，由于在 满足设计对于更多特性需求的伸缩性差，导致设计师需要为设计流程和数据的管 理花费更多的时间，而不能更高效地开发新产品。曾经，一款新产品的研发和制 造流程只集中于公司内部；现在新产品的研发需要集合更多企业的优势，最大化 整合社会价值。就如，今天我们都乐于谈论Apple 公司的成功之道，那谁将会成 为下一个A ？这是一个问题。也许你可以在以下几点问题中寻得答案。 1、问题一：在电路设计里，我们到底要什么？ 在TTL刚出现的年代，当年如果 设计的电路板上没有晶体管、电阻，只有几颗IC，虽然电路设计的速度变快 了，即不用在计算节点偏压、也不用计算电阻值，但是，仍然会令设计者感 到不安，这是为什么呢？ 2 、问题二：若有两个人分别设计/制作同样功能的电路，第一位