电路板设计到制造过程中需将设计数据完整地传递给制造商,目前主要存在两种竞争格式,分别是Valor公司的ODB++和IPC的GenCAM格式。格式之争的价值在于避免因对设计数据存在错误理解而造成巨大的经济损失,对中国PCB制造业来说,了解竞争的情况有助于加快产品的上市时间并降低消耗。
不久前,板级设计人员还不会为CAD-CAM间的数据传输而操心。一个设计完成后,他们就把它扔到一边去了。尽管Gerber数据并不完美,但是它适用于每个人,不论是设计人员还是装配人员。
CAD系统一直在改进,但是自30年前采用Gerber以来,CAD-CAM间的数据传输流程几乎没有改变。对设计有疑问的制造商仍被迫“瞎猜”,或者在半夜三更打扰设计经理。制造过程中的任何变化都会涉及昂贵的非增值流程。
业界对设计数据的错误理解每年要花费大约1.5亿美元,全世界每年花费总计达15亿美元之多。外包的增长也进一步显示出Gerber文件的不足,PCB业界的许多厂家都倡导标准化的单个数据传输格式,因为它能正确地表达板级设计的各个方面,并允许数据双向传输。
竞争主要在两种格式之间展开,分别是Valor公司的ODB++和IPC的GenCAM。基于工具的ODB++自称在这场竞赛的早期就有更多的用户,而且作为一个商业实体,Valor可能比标准委员会更快地响应用户的要求。但是GenCAM是业界标准组织支持的一种正式标准,而且类似于已经被装配人员广泛采用的工具GenCAD。
哪一个格式更好呢？最终将由用户决定,由你自己决定。
位于以色列Yavne的Valor公司创立于1992年,该公司致力于为PDB设计人员、制造商和汇编人员提供CAD和CAM软件,主要是DFM工具。Valor于1997年向公众发布ODB++(开放数据库)之后不久,制造商便开始下载这一免费数据格式。当ODB++发布的时候,许多生产厂家已经在使用Valor的Genesis2000 CAM工具了。现有的客户基础使得ODB++能够抢先于GenCAM。
ODB++是一种可扩展的ASCII格式,它可在单个数据库中保存PCB制造和装配所必需的全部工程数据。单个文件即可包含图形、钻孔信息、布线、元件、网表、规格、绘图、工程处理定义、报表功能、ECO和DFM结果等。操作人员可以改进和改正DFM来更新他们的原始CAD数据库,并设法在设计达到装配阶段之前识别出所有的布线问题。
ODB++是一种双向格式,允许数据上行和下传。ODB++数据库类似于大多数CAD系统的数据库。一旦数据以ASCII形式到达线路板车间,制作者就可实施增值的流程操作,如蚀刻补偿、面板成像及输出钻孔、布线和照相等。
无论生产厂家做什么,设计人员对于从Gerber转换到ODB++都必须持谨慎态度。Gerber文件和Excellon钻孔数据也许很昂贵,而且易于出错,但是业界已经应用了30多年。许多输出ODB++的设计人员也提供Gerber格式文件以防万一。
新桥网络(Newbridge Networks)是一家位于加拿大安大略省的无线和网络方案制造商,该公司五年前开始使用Genesis以便与Gerber比较,最后还是采用了ODB++。“去年6月,我们开始发送ODB到线路板车间并附带Gerber文件,到十二月就停止发送Gerber文件了,”新桥网络高级设计师Mike Spooner说,“我们所有的关键线路板车间都采用了ODB++。它是一个很简洁的方法,只有一个文件,尽管是一个大文件,但它只需一个文件。”
考虑到它们所包含的信息,磁盘驱动器供应商Maxtor公司资深电子工程经理JoAnn Vigil并不认为ODB++文件太大。
Vigil说:“实际上,要达到与ODB相同的效果,需要八个Cadence文件。你所看到的这些文件是文档绘图文件。只要用我的全部尺寸规格就可得到绘图轮廓,不需要使用Adobe输出。”
如果有必要,ODB++允许Vigil的设计小组超越制造车间的规格。规则检查可让设计人员知道哪些方面是制作者关心的,哪些违反规范的设计可以接受。
“绿色表示它可通过任何制造车间,黄色表示有一些小缺陷,红色表示你已经违反一些规则了,”Vigil解释道,“在这一点上,尽管与你的参数无关,但无论如何要建立相应的文件。”
提供ODB++工具的EDA供应商包括Mentor Graphics、VeriBest、Cadence Design Systems、PADS Software和Zuken-Redac。这些公司组成了Valor开放系统联盟,这是一个在格式上为Valor提供正反两面反馈的组织。
Valor总裁Chuck Feingold说,当出现格式问题时,他的公司能够快速地做出响应。与IPC不同,Valor不必等待委员会召开会议才对格式做出改动。
“每周平均有二到三个重要的转换问题,如果它们得不到解决,就可能产生废料,”Feingold说道,“新技术即将出现,如果我们不去做,其他人也会去做。”
Valor最近在ODB++中添加了一些料单和元件库,该公司现正添加XML以利用不断升温的电子商务。
同业挑战者
IPC技术转换总监Dieter Bergman已在该公司工作30多年,他花费了大量时间寻找胜过Gerber格式的新格式。七十年代,Bergman帮助开发出一种他认为优于Gerber的格式IPC-350,但是没有得到EDA供应商和用户的认可。
Bergman不希望GenCAM也出现这个问题。“起码GenCAM是一种由业界开发并用于业界的产品,”Bergman说,“它应该得到业界的支持。”
GenCAM 1.0由IPC数据传输方案委员会创建,并于1998年11月发布。GenCAM这一IPC/ANSI标准基于GenRAD公司的GenCAD格式,后者是一个已被PCB装配人员普遍认可的系统。像ODB++一样,GenCAM也是一种基于ASCII的格式,可提供双向数据传输,它在单个文件中集成了所有PCB和线路板装配的功能性描述。GenCAM有22个部分组成,涵盖了设计、制造和装配等方面的要求,包括夹具、面板、绘图、布线图、布线层、焊盘堆叠和设计变更等。
当用GenCAM描述一个完整的线路板和装配件时,某个部分的信息直接来源于其前面的相关部分。例如,原始部分的数据将接收布线图部分的颜色和纹理。但是如果整个产品没有定义,各个部分也可以独立工作。
“人们用GenCAM做些什么？他们会有所选择并且说,我只需要这个。”Bergman说道,“需要多少数据,你就可以用多少。”
利用GenCAM,在单个文件中可以包含多个设计。当OEM欲将一个电子装配件构建成面板格式,并将几个PCB设计连接起来作为一个单元进行测试时,这很有用。要给该文件添加设计,设计人员所需做的只是在标题部分插入信息,并为该文件的线路板附加一个“速记名”。
“当我们正准备以GenCAM 1.0格式输出文件时,有人走过来对我说,他有一个问题。他已分别设计了三个线路板,但是想将它们作为一个单元进行测试。他问,用GenCAM可以做到吗？”Bergman解释说,“这是我们的一个改进版本,自然可以做到。”
由于GenCAM已为公众接受,IPC决定暂时不改变这个格式。“GenCAM的数据模型到2002年才改变。这样工具编写者有足够的机会掌握它,” Bergman说,“我们将把BNF转换成HTML格式,但是数据仍然一样。”
可输出GenCAM的EDA工具供应商包括Mentor Graphics、VeriBest、OrCAD、PADS及ACCEL Technology。Cadence和Zuken-Redac两者都通过Ohio设计自动化公司支持GenCAM。Router Solutions公司已为公众提供了一个GenCAM浏览器,可让用户在屏幕上看到实际的设计。
Router Solutions公司总裁Walter Shenke认为,GenCAM和ODB++都将在某一方面有吸引力。
“GenCAM在蚀刻和润湿工艺方面并不太好用,但是它在制造领域却很好用。而ODB++没有包含足够的制造信息,”Shenke说,“对我来讲,内容比格式更为重要。”
Bergman表示不知道有多少个这样的GenCAM用户。“我没有历史记录。我只有让人们为它做好准备,” Bergman坦言,“除了竞争对手之外,我没有听到过关于GenCAM的任何抱怨。”
标准操作程序
ODB++和GenCAM的发展密不可分。Valor是IPC的一个长期会员,Feingold和Bergman是共事多年的好朋友,虽然他们两人持有不同的观点。
“我们每年都要一起去钓鱼,” Bergman说,“我喜欢Chuck,但是我们在某些问题上意见不一致。”
1999年6月在IPC总部举行的一个会议上,Valor表示愿意把ODB++捐赠给IPC,并允许该组织宣布ODB++为IPC/ANSI标准。但是IPC谢绝了,并说这可能违背知识产权,而且所有格式都要通过完整的IPC审查流程。
相反,IPC要求Valor采用GenCAM作为其数据传送格式,而将ODB++用于其本地数据库。Valor拒绝支持GenCAM。
Feingold对于IPC拒绝他的捐献并不感到惊讶。“实际情况是,带着ODB去IPC就好像说,你的孩子很丑,请接受我的吧,” Feingold笑着说,“我假定IPC是作为一家公司来决定什么对其最好,但是IPC不是一个公司。”
Bergman则表示,如果ODB++作为一个正式标准获得认可,那么所有的格式变化都将由Valor控制。他解释道,作为一家公司,Valor必须将更多精力集中在提高其利润上,而不是为PCB业界的需要服务。
据Bergman称,为业界服务是IPC的宗旨。“即使ODB是一个正式标准,Valor仍将具有控制权。他们有一个非常好的工具和一个非常积极的策略。”Bergman说道。
Feingold承认,在宣传一个数据格式时,他的公司可能会比IPC这样的行业组织更有优势。但是他确信ODB++是一个比GenCAM更好的格式,而且Valor并不想独自拥有。
“豪无疑问,他们对我们抱有偏见,让ODB++变成标准对我们也有好处,”Feingold说,“我不想说我们在做什么高尚的事情,我们的目的是赚钱。”
Bergman认为IPC是为其成员提供服务的,不是为了赚钱。作为一个非盈利组织,IPC每年的收入必须返回给该组织。IPC通过各种方法获得收入,包括商业展览、赞助、成员缴纳的会费及出售标准等。
“我们也做一些培训工作,我们还涉足认证事宜,尽管开始时我们并不想做,” Bergman解释道,“支持GenCAM是出于预算需要。”
尽管ODB++每年花费Valor相当的费用,但从长远来看,其回报可能会更大,Feingold猜测。“每年维护并保持它正常运转要花费几百万美元。因此只有商业公司才能够维护像ODB++这样的格式,” Feingold说,“我们认为值得。由于通过ODB++实现了集成,我们可卖出更多的系统给生产厂家、OEM以及合同制造商或者装配市场。”
本文总结
GenCAM或ODB++作为CAD-CAM数据传输标准获得广泛应用可能还需要几年时间。尽管如此,数据传输方法仍将继续改进。一些评论者认为这两种格式的数据模型很相似,业界应该接受它们作为共同的标准。
CAM供应商FASTechnology公司总裁Rob Henningsgard表示更喜欢ODB++,但是无论哪一个成为业界标准,他都计划采用。
同时,ODB++和GenCAM之间的半友好竞争可能促使每一种格式都变得更加完善。无论哪一个最终赢得这场格式竞赛,当前的竞争无疑都对业界有益而无害。那么,哪一个更好呢？这由你自己决定。欲了解更多信息,请查阅:、和。
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