專利名稱：布線干擾檢查系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種集成電路的布線圖設計規(guī)則檢查的系統(tǒng)及方法，特別涉及一種集成電路的布線圖設計的布線干擾檢查系統(tǒng)及方法。
背景技術：
印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)幾乎會出現在每一種電子設備當中，比如計算機的主機板，或是顯示卡等等。如果在某樣電子設備中有電子元件，那么它們都是鑲嵌在大小各異的PCB上。除了固定各種小元件外，PCB的主要功能是提供在PCB上的各項元件的相互電氣連接。因此，隨著電子設備的越來越復雜，需要的元件越來越多，PCB上的線路與元件也越來越密集了。
為了將元件(Component)固定在PCB上面，需要將元件的引腳(Pin)直接焊接在布線(Net)上。PCB分為最基本的單面板PCB(Single-Sided PCB)、雙面板PCB(Double-Sided PCB)、多層板PCB(Multi-Layer PCB)。在單面板PCB上，元件都集中在一面(元件面，Component Side)，由于布線都集中在另一面(焊接面，Solder Side)，所以布線不可以相互交錯。在雙面板PCB上，兩面都有布線，上下兩面的布線通過導孔(Via)完成相互的電氣連接。雙面板PCB的面積比單面板PCB大了一倍，而且布線可以相互交錯(繞到另一面)，適合比單面板PCB更復雜的電路。
多層板PCB具有更大的布線面積，適合比雙面板PCB更復雜的電路，比如計算機主機板采用的就是多層板PCB，目前的計算機主機板通常是4到8層的PCB，多層板PCB通常分為信號層(Signal)、電源層(Power)和地線層(Ground)，如圖1所示，為4層計算機主機板的示意圖。其中最上層為頂層(Top Layer)1100，主機板上的元件1110通常都鑲嵌在該層，主機板上的各元件1110之間通過布線1120相互連接及通信，每個元件1110都有至少一個引腳(Pin)1130，為布線1120與元件1110的焊接點。主機板的最下層1400是為底層(Bottom Layer)可以用來固定元件1110或者用于布線，通常頂層1100和底層都為信號層(Signal)，如圖所示的中間層分別為電源層(Power Layer)1200和地線層(GroundLayer)1300，主要用來接電源或者接地。在多層板PCB上可以在多個層面上進行布線，因此需采用導孔(Via)1140的技術，布線1120可以相互交錯，導孔(Via)1140分為一般導孔(Via)可以實現主機板的所有層面的電氣連接，埋孔(Buried Via)只連接內部的層面，而盲孔(Blind Via)是將內部的層面與表面層面進行連接。
PCB的制造過程是精密而且復雜的過程，是電子設計與純熟技術的結合。PCB的布線圖設計直接影響PCB的品質。在PCB的布線圖設計過程中，首先需要對所選用的元件及各種插槽的規(guī)格、尺寸、面積等有完全的了解；對各元件的位置安排作合理的、仔細的考慮，主要是從電磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)、電磁干擾(Electro Magnetic Interference，EMI)的角度，走線短、交叉少，電源、接地及耦合等方面考慮。當各元件的位置確定后，就是按照電路圖的布線設計連接有關引腳，關于布線圖設計通常有兩種完成方法，傳統(tǒng)的手工設計方法主要針對簡單的電路，另一種是借助計算機輔助設計(Computer Aid Design，CAD)的軟件工具，可以用來完成復雜電路的布線圖設計。
借助CAD軟件可以很形象的仿真(Simulate)出實際的布線圖的效果，如圖2所示，為借助CAD軟件設計的部分布線圖，為了保證布線圖設計的品質，需要考量眾多因素，比如，布線(Net)1120的長度、寬度1124、如何分段(Segment)1121、各分段(Segment)1121之間的角度1122(一般情況都采用45度或者135度，有時也會采用90度)以及布線之間的距離1123等，當完成布線圖設計后需要進行設計規(guī)則檢查(Design Rules Check，DRC)的工作，一方面檢查布線設計是否符合設計者所設定的規(guī)則，另一方面還需要確認所設定的規(guī)則是否符合PCB生產工藝的需求。
設計規(guī)則檢查(DRC)是一個精密、復雜的過程，幾乎不可能完全由人工完成。因此有必要提供一種可由計算機自動執(zhí)行的DRC工具，布線圖設計人員只需要設定一定規(guī)則標準，計算機可以自動地完成對印刷電路板布線圖設計規(guī)則檢查(DRC)，從而在設計階段發(fā)現布線圖設計的缺陷，避免印刷電路板電磁性能的隱患以及可能發(fā)生的制造浪費。

發(fā)明內容本發(fā)明的主要目的在于，提供一種布線干擾規(guī)則檢查(DesignRules Check，DRC)系統(tǒng)及方法，其可以根據布線設計人員所設定的布線線距及線長信息，自動完成對印刷電路板布線圖中的布線干擾規(guī)則檢查，并返回布線干擾檢查的違規(guī)信息。
本發(fā)明提供一種印刷電路板布線干擾檢查系統(tǒng)，其可對通過印刷電路板布線圖計算機輔助設計軟件完成的印刷電路板布線設計圖檔進行布線干擾檢查，該印刷電路板布線干擾檢查系統(tǒng)包含一數據庫、一連接、一印刷電路板布線圖計算機輔助設計軟件及一布線干擾檢查裝置，其中所述的布線圖計算機輔助設計軟件，是用于載入布線設計圖檔。
所述的布線干擾檢查裝置，是用于提供圖形用戶界面，用以選擇干擾線類別與被干擾線類別，篩選不需要進行檢查的布線，以及設定布線干擾規(guī)則信息；計算經選擇及篩選后的干擾線及被干擾線的實際線長及實際線距信息；將計算出的實際線長及實際線距與用戶設定的布線干擾規(guī)則信息比較，判斷實際線長及實際線距是否符合用戶設定的布線干擾規(guī)則；記錄布線干擾檢查的違規(guī)信息，并顯示在計算機顯示屏上。
所述的數據庫，是用于儲存布線設計圖檔以及用戶設定的布線干擾規(guī)則信息。
所述的連接，是用于布線圖計算機輔助設計軟件從數據庫中載入布線設計圖檔的傳輸媒介。
本發(fā)明還提供一種印刷電路板布線干擾檢查方法，可對印刷電路板布線設計圖檔進行布線干擾檢查，該方法包括如下步驟載入一待進行布線干擾檢查的布線設計圖檔；選擇及篩選干擾線及被干擾線，并設定布線干擾規(guī)則；載入經過選擇及篩選的所有干擾線及被干擾線的布線信息；讀取每一條干擾線的布線信息；讀取每一條被干擾線的布線信息；計算經選擇及篩選后的干擾線及被干擾線的實際線長及實際線距；將計算出的實際線長及實際線距與用戶設定的布線干擾規(guī)則信息比較，判斷實際線長及實際線距是否符合用戶設定的布線干擾規(guī)則；將所記錄的布線違規(guī)信息顯示在計算機顯示屏上。
利用本發(fā)明所提供的印刷電路板布線干擾檢查系統(tǒng)及方法，印刷電路板布線圖設計人員只需要通過圖形用戶界面，設定布線線距及線長信息，計算機可以自動地完成對印刷電路板布線圖干擾規(guī)則檢查(DRC)，從而在設計階段發(fā)現布線圖設計的缺陷，避免了可能出現的印刷電路板制造浪費。

圖1是4層計算機主機板的示意圖。
圖2是借助CAD軟件設計的部分布線圖。
圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)架構示意圖。
圖4是本發(fā)明的布線干擾檢查方法的流程圖。
具體實施方式如圖3所示，為本發(fā)明的系統(tǒng)架構示意圖。本發(fā)明的布線干擾檢查系統(tǒng)包括一計算機3100，通過一連接3200訪問一數據庫3300中所儲存的各類資料。該計算機3100可以是個人計算機(PersonalComputer)，筆記本計算機(NoteBook Computer)或者是平板計算機(Tablet Computer)，其安裝了集成電路布線設計的計算機輔助設計(Computer Aid Design，CAD)軟件3110，布線設計人員可以通過布線設計的CAD軟件3110進行布線設計，并可將所設計的布線設計圖檔保存到數據庫3300中。本發(fā)明中的數據庫3300，包括一用戶設定的布線干擾規(guī)則信息儲存區(qū)3310及一布線設計圖檔儲存區(qū)3320，其中用戶設定的布線干擾規(guī)則信息儲存區(qū)3310是用于儲存布線設計人員所設定的布線干擾規(guī)則信息，布線設計圖檔儲存區(qū)3320是用于儲存布線設計人員所設計的布線設計信息。在計算機3100中，包括有一布線干擾檢查裝置3120，是用于提供圖形用戶界面(Graphic User Interface，GUI)給布線設計人員進行布線干擾規(guī)則的設定，并且根據布線設計人員所設定的布線干擾規(guī)則信息自動執(zhí)行布線干擾檢查，在檢查完畢后返回布線干擾違規(guī)信息。用戶通過GUI選擇要進行干擾檢查的兩種布線類別，本實施例中用戶可以選擇的布線類別可以為時鐘信號線(Clock Traces)、輸入輸出信號線(IO Traces)、高頻率信號線(High Speed Traces)，本領域技術人員可以根據需要添加可選的布線類別。假設用戶選擇時鐘信號線(Clock Traces)與輸入輸出信號線(IO Traces)，則布線干擾檢查裝置3120將檢查Clock Traces與IO Traces之間是否產生電磁干擾。用戶選定要檢查的布線類別后，布線干擾檢查裝置3120從數據庫3300的布線設計圖檔儲存區(qū)3320中獲取用戶選定類別的布線的名稱，線長及線距等信息，并通過GUI顯示給用戶，用戶可對所有選定的兩種類別布線的線長及線距進行修改設定。兩條相鄰近的布線1120會產生電磁干擾，干擾的強度與兩條線之間的線距及兩條線的線長有關系，只有電磁干擾小于一定的標準才能符合電路設計的品質要求。布線干擾檢查裝置3120將根據用戶選擇的布線類別以及所設定的線長及線距信息，對選定的兩種布線類別的所有布線，檢查每兩條布線之間是否會產生電磁干擾。所述的連接3200，為計算機3100可以藉之訪問數據庫3300的傳輸媒介，可以是計算機3100與硬盤之間的數據傳輸線，也可以是網絡傳輸線，或者是無線通訊的連接。
本發(fā)明的布線干擾規(guī)則檢查系統(tǒng)通過布線設計的CAD軟件3110經由連接3200從數據庫3300中的布線設計圖檔儲存區(qū)3320中載入一布線設計圖檔，該布線設計圖檔包含了詳細的集成電路布線設計信息，這些信息主要是PCB的分層結構、層面命名，PCB上的組件1110命名、規(guī)格及位置，布線1120的命名、線長、寬度，布線的分段1121(Segment)信息，布線1120之間的線距，以及其它的布線設計信息。
如圖4所示，為本發(fā)明的布線干擾檢查方法的流程圖。首先，在計算機3100上啟動布線設計的CAD軟件3100(步驟S501)，此時可以從數據庫3300的布線設計圖檔儲存區(qū)3320中載入一個保存的布線設計圖檔(步驟S502)，通過布線干擾檢查裝置3120進行布線干擾規(guī)則檢查，或者是通過布線設計的CAD軟件3100新建一個布線設計圖檔，編輯完成后保存至數據庫3300的布線設計圖檔儲存區(qū)3320中，再通過布線干擾檢查裝置3120進行布線干擾規(guī)則檢查。
啟動布線干擾檢查裝置3120(步驟S503)，布線干擾檢查裝置3120提供一圖形用戶界面(Graphic User Interface，GUI)，用戶通過GUI選擇待檢查干擾線類別與被干擾線類別(步驟S504)，則布線干擾檢查裝置3120在GUI上顯示被選中的兩種類別的所有布線(Net)1120的基本信息，該基本信息包括Net1120的名稱、默認線長大小、實際線長大小以及每兩條Net1120之間的線距。
對于以上所述的實際線長大小，為布線干擾檢查裝置3120從布線設計圖檔儲存區(qū)3320中所儲存的布線設計圖檔中讀取相關信息由布線干擾檢查裝置3120計算而來。具體計算過程及方法為讀取Net1120的各轉折點在整個布線圖上的二維坐標(x，y)，所述轉折點為Net1120的各個分段(Segment)1121的起始點和終點，根據Segment1121的起始點及終點的坐標(x1，y1)和(x2，y2)計算出每個Segement1121的長度，將一條Net1120的所有Segment1121的長度加總，其加總和則為該Net1120的實際線長。
對于Net1120的默認線長大小及兩條Net之間的線距是由用戶設定，并由布線干擾檢查裝置3120將所設定的線長及線距信息儲存在用戶設定的布線干擾規(guī)則信息儲存區(qū)3310(步驟S505)。
用戶所選定的檢查對象是兩種類別的所有布線，用戶還可以通過布線干擾檢查裝置3120提供的GUI，篩選不需要進行干擾檢查的布線1120(步驟S506)。用戶可以設定一些搜索條件對布線名稱進行限制，搜索選擇符合所搜索條件的布線進行布線干擾檢查，篩選不符合所設定條件的布線。布線干擾檢查裝置3120提供的GUI將符合所設定條件的布線的布線設計信息顯示給用戶，該信息包括布線名稱、所屬層面、允許頻率大小、所屬布線類別等。用戶還可以參考GUI顯示的布線設計信息，篩選不需要進行干擾檢查的布線。
用戶篩選不需要檢查的布線之后，布線干擾檢查裝置3120在計算機3100的內存(Memory)中建立一待檢查的布線結構，用以儲存所有經篩選后待檢查布線1120之布線信息(步驟S507)。該布線結構可以為數組結構(Array Structure)或者其它類型可在計算機3100中實現的數據結構(Data Structure)，該布線結構中儲存如下布線信息每個Net1120在布線設計圖檔儲存區(qū)3320中的唯一標識符(Net Database Identification，Net DBID)、每個Net1120的名稱、每個Net1120所屬的層面的名稱以及每個Net1120所屬的類別(Net_Type)，還包括某個Net1120的每個分段1121(Segment)的唯一標識符(Segment_DBID)、Segment1121的起始坐標(Segment_Start_Point )、Segment1121的終點坐標(Segment_End_Point)、Segment1121的寬度(Segment_Width)以及Segment1121所屬的類別(Segment_Type)。
首先，布線干擾檢查裝置3120從布線結構中讀取一條干擾線之布線信息(步驟S508)。根據從布線結構中讀取的某條Net1120之布線信息，從布線結構中讀取一條被干擾線之布線信息(步驟S509)，根據讀取到的干擾線之布線信息及被干擾線之布線信息中所有布線分段的起始坐標及終點坐標，計算干擾線及被干擾線的實際線長以及干擾線與被干擾線之間的線距(步驟S510)。從用戶設定的布線干擾規(guī)則信息儲存區(qū)3310中讀取用戶所設定的布線干擾規(guī)則信息，即是用戶設定的默認線長及線距，將被檢查的干擾線與被干擾線的實際線長及線距信息與用戶設定的默認線長及線距進行比較，從而判斷實際線長及線距是否符合用戶設定的干擾規(guī)則(步驟S511)。如果實際線長及線距符合用戶設定的干擾規(guī)則，則判斷布線結構中是否還有下一條待檢查之被干擾線(步驟S513)；如果實際線長及線距不符合用戶設定的干擾規(guī)則，則布線干擾檢查裝置3120記錄該干擾違規(guī)信息(步驟S512)，然后判斷布線結構中是否還有下一條待檢查之被干擾線(步驟S513)。
如果布線結構中還有下一條待檢查之被干擾線，則返回到步驟S509；如果布線結構中沒有下一條待檢查之被干擾線，則判斷在布線結構中是否還有下一條待檢查之干擾線(步驟S514)。
如果還有下一條待檢查的干擾線，則返回到步驟S508。直到布線結構中的所有干擾線與所有被干擾線之間都檢查完畢，布線干擾檢查裝置3120將檢查過程中記錄的所有布線干擾違規(guī)信息，通過GUI顯示在計算機顯示屏上。
權利要求
1.一印刷電路板布線干擾檢查系統(tǒng)，其可對通過印刷電路板布線圖計算機輔助設計軟件完成的印刷電路板布線設計圖檔進行布線干擾檢查，該印刷電路板布線干擾檢查系統(tǒng)包含一數據庫、一連接、一印刷電路板布線圖計算機輔助設計軟件，其特征在于，該印刷電路板布線干擾檢查系統(tǒng)還包括一布線干擾檢查裝置，是用于提供圖形用戶界面，用以選擇及篩選干擾線及被干擾線，以及設定布線干擾規(guī)則信息；計算經選擇及篩選后的干擾線及被干擾線的實際線長及實際線距信息；將計算出的實際線長及實際線距與用戶設定的布線干擾規(guī)則信息比較，判斷實際線長及實際線距是否符合用戶設定的布線干擾規(guī)則；記錄布線干擾檢查的違規(guī)信息，并顯示在計算機顯示屏上；所述的數據庫，是用于儲存布線設計圖檔以及設定的布線干擾規(guī)則信息；所述的布線圖計算機輔助設計軟件，是用于載入布線設計圖檔；所述的連接，是用于布線圖計算機輔助設計軟件藉之從數據庫中載入布線設計圖檔的傳輸媒介。
2.如權利要求1所述的印刷電路板布線干擾檢查系統(tǒng)，其特征在于，其中選擇及篩選干擾線及被干擾線，是分別選擇干擾線的類別及被干擾線的類別。
3.如權利要求1所述的印刷電路板布線干擾檢查系統(tǒng)，其特征在于，其中設定布線干擾規(guī)則信息，是設定干擾線及被干擾線的默認線長及線距。
4.如權利要求1所述的印刷電路板布線干擾檢查系統(tǒng)，其特征在于，其中計算經選擇及篩選后的干擾線及被干擾線的實際線長及實際線距信息，是從數據庫中讀取干擾線之布線信息及被干擾線之布線信息中各布線分段的起始坐標及終點坐標，根據干擾線及被干擾線各布線分段的起始坐標及終點坐標計算該干擾線及被干擾線所有分段的實際長度，一條布線所有分段的長度的加總和即是該條布線的實際線長大小，以及根據干擾線及被干擾線各布線分段的起始坐標及終點坐標計算這兩條布線之間的線距。
5.一種印刷電路板布線干擾檢查方法，可對印刷電路板布線設計圖檔進行布線干擾檢查，其特征在于，該方法包括如下步驟載入一待進行布線干擾檢查的布線設計圖檔；選擇及篩選干擾線及被干擾線，并設定布線干擾規(guī)則；載入經過選擇及篩選的所有干擾線及被干擾線的布線信息；讀取每一條干擾線的布線信息；讀取每一條被干擾線的布線信息；計算經選擇及篩選后的干擾線及被干擾線的實際線長及實際線距；將計算出的實際線長及實際線距與用戶設定的布線干擾規(guī)則信息比較，判斷實際線長及實際線距是否符合用戶設定的布線干擾規(guī)則；將所記錄的布線違規(guī)信息顯示在計算機顯示屏上。
6.如權利要求5所述的印刷電路板布線干擾檢查方法，其特征在于，在步驟載入經過選擇及篩選的所有干擾線及被干擾線的布線信息之后，還包括步驟建立待檢查布線結構，用以儲存待檢查布線信息。
7.如權利要求5項或6所述的印刷電路板布線干擾檢查方法，其特征在于，還包括步驟如果實際線長及實際線距不符合用戶設定的布線干擾規(guī)則，記錄布線違規(guī)信息。
8.如權利要求5所述的印刷電路板布線干擾檢查方法，其特征在于，其中計算經選擇及篩選后的干擾線及被干擾線的實際線長及實際線距是為從數據庫中讀取干擾線之布線信息及被干擾線之布線信息中各布線分段的起始坐標及終點坐標，根據干擾線及被干擾線各布線分段的起始坐標及終點坐標計算該干擾線及被干擾線所有分段的實際長度，一條布線所有分段的長度的加總和即是該條布線的實際線長大小，以及根據干擾線及被干擾線各布線分段的起始坐標及終點坐標計算這兩條布線之間的線距。
9.如權利要求5所述的印刷電路板布線干擾檢查方法，其特征在于，其中設定布線干擾規(guī)則，為設定干擾線及被干擾線的默認線長及線距。
全文摘要
本發(fā)明提供一種布線干擾檢查系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一布線圖計算機輔助設計(Computer Aid Design，CAD)軟件，是用于載入待進行干擾規(guī)則檢查的布線設計圖檔；一數據庫，是用于儲存印刷電路板布線設計圖檔及用戶設定的布線干擾規(guī)則信息；一布線干擾檢查裝置，是用于檢查載入的布線設計圖檔是否符合用戶設定的布線干擾規(guī)則，如果有不符合用戶設定的布線干擾規(guī)則，則在計算機顯示屏上返回布線違規(guī)信息。本發(fā)明所提供的布線干擾檢查系統(tǒng)及方法，可以大幅度減少印刷電路板布線設計人員的工作量，可以在布線設計的時候發(fā)現印刷電路板中存在的電磁性能隱患。
文檔編號G06F17/50GK1725221SQ200410050820
公開日2006年1月25日 申請日期2004年7月20日 優(yōu)先權日2004年7月20日
發(fā)明者安方, 廖明熊, 鄧貢獻 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司