PADS Professional —— 面向設計複雜電路板的工程師的功能完善的流程。

概述

在此之前，要選擇合適的 PCB 設計工具，您需要面臨艱難的選擇。高 端企業解決方案能夠處理複雜的設計，但隨之而來的是過多的開銷，以 及與可用性和擁有成本相關的諸多挑戰。而桌面解決方案不但易於使 用，而且成本較低，但隨著設計複雜性的增加，其生產率往往大打折 扣。PADS Professional 針對您必須解決的諸多問題提供了所需的工具：

■ 難以滿足日益緊迫的 PCB 設計排程？

■ 當前工具對於複雜的設計力不從心？

■ 工具難以跟上最新的 PCB 技術發展？

■ 在市場中落後於競爭對手？

■ 在釋出之前花費太多的時間清理 Layout？

PADS Professional 正是上述問題的解決方案。它為您提供了兩全其美的 解決方案 —— 將 Mentor Graphics Xpedition 的強大技術與易於採用、 易於學習、易於使用和價效比高等優點集於一身。PADS Professional 直 接針對您所面臨的挑戰，並提供各種工具和功能予以化解。

功能和優勢：

■ 適合複雜 PCB 和 FPGA 系統設計 的價效比高型解決方案

■ 在一種產品中提供適用於硬體工 程師或工作組的功能完善的整合 設計流程

■ 利用虛擬原型設計（包括 SI、PI、 熱量、DFM 和三維驗證）減少改 版次數

■ 易於部署、學習和使用，同時適 合初學者和專家使用者

■ 約束驅動、設計即正確

■ 可隨您的需求發展進行擴充套件

■ 基礎設施開銷低

■ 透過高度整合的輸入、約束、分 析和 Layout 縮短設計時間

■ 利用設計即正確的 Layout 減少返 工和時間延誤

■ 快速、高效的設計複用

■ 採用自上而下的層次化方法執行 佈局和規劃

■ 使用草圖佈線獲得令人瞠目的布 線生產率提升

■ 用於佈局、佈線、MCAD 協作的 原始三維 PCB 設計

Xpedition

技術基礎

PADS Professional 的構建技術基礎與設計世界上最復 雜的 PCB 的技術無異。需要完成整個設計過程的硬 件工程師 —— 不論是獨立操作還是在小型工作組 內協同操作 —— 都會發現，PADS Professional 是他 們最理想的解決方案。緊密整合的流程中包含了設 計複雜 PCB 所需的全部元素：

■ 基於層次化原理圖和表格並使用智慧元件選擇和 驗證的設計建立過程

■ 邏輯和物理派生設計管理

■ 採用與供應商無關的設計環境的高階 FPGA 合成

■ 用於縮簡訊號長度、減少層數目和消除高額重新 設計的 FPGA I/O 最佳化

■ 跨越流程的統一約束定義和管理

■ 輕鬆實現對原理圖、約束和 Layout 的設計複用

■ 基於完整的電路板 DRC 篩查和訊號／電源完整性 分析的電氣 Sign Off

■ 電路板級熱分析

■ 一流的 PCB Layout，具有： 單一的 Layout 環境

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並行的二維和三維物理設計

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採用“設計即正確”的方法進 行佈局、覆銅設計和佈線

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層次化的元器件規劃和佈局

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適用於大型匯流排、單端和差分 對網路的業界最強互動式佈線 環境

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突破性的草圖佈線

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包括 HDI、射頻、柔性電路和嵌 入式元器件的高階可加工性設計

■ 元器件資訊和庫管理

■ 包含超過 11，000 個元件編號的啟

■ PCB 文件和製造輸出

■ 設計歸檔管理和設計評審

可擴充套件性

PADS Professional 可根據設計需求的發展同步進行 擴充套件。隨著技術要求和設計複雜度的不斷提高，可 以在整個流程中增加更多功能，確保您能夠跟上最 新的器件發展，以及更快更先進的技術發展。

對於獨立完成整個設計過程以及在小型工作組工作 的個體硬體工程師而言，高階產品為其提供了之前 無法獲取的功能，而且價格實惠，具有可擴充套件性。

PADS Professional 與 Mentor Graphics 的旗艦級解決方 案 Xpedition Enterprise 採用相同的 Xpedition 技術， 因此可以輕鬆地升級到後者。Xpedition Enterprise 解決 方案不但可在並行和協作式環境中工作，而且還適 用於需要全面的庫和設計資料管理功能的大型分佈 式團隊。

隨心設計

有了 PADS Professional，您的設計能力再也不會受到 工具的束縛。與其他推銷“廉價”工具的系統不 同，貫穿 PADS Professional 設計流程的是適用於完 整的綜合解決方案的高效、動態技術。

庫和元器件資訊管理

PADS Professional 包含整合的“設計即正確”元器件 庫，可確保在定義元件後，立即同步更新符號、單 元和元件對映。這種方法消除了網表驅動型設計解 決方案中常見的導致設計迭代的主要因素。

如果您找不到需要的元件，那麼元器件庫又有什麼 價值？對於 PADS Professional 而言，這完全不是問 題，因為所有元器件資訊都包含在簡單易用的查詢 和驗證系統中，而且該系統還能從您所選擇的來源 接受元器件資訊。

個體工程師和小型工作組往往沒有足夠的時間或資 源開發同時符合公司和行業標準的企業庫。PADS Professional 提供了在 PCB 設計生產環境中歷經數年 發展並且經過業界驗證的啟動庫。其中包含了各種 原理圖符號和 PCB 封裝，以便您能夠立即展開設計。 這樣您就無需花費寶貴的時間來搜尋製造資料表並 從頭開始構建自己的庫了。

啟動庫包含了超過 11，000 個時下常用的製造商元件編 號，其中包括各種器件型別和嚴格定義的分割槽以方 便導航；此外，啟動庫還包含各種用於建立符合 IPC-7351B 標準的庫的標準描述。

設計歸檔管理

工程師在設計週期內往往會 嘗試大量假設分析。問題在 於如何對其進行跟蹤 —— 文 件命名約定顯然無法滿足這 一要求。PADS Professional 包 含直觀的設計歸檔管理器， 可允許工程師建立和恢復設 計歸檔，檢視和比較不同的歸 檔，以及建立自定義報告。

設計定義

利用 PADS Professional，可針對數字、模擬／混合信 號和射頻電路進行基於原理圖或表格的設計輸入。 不受限制的層次結構可方便您組織設計以及輕鬆實 現設計複用。如果使用層次結構，您將需要強大的 可識別層次結構的搜尋和編輯功能。

利用派生設計管理，您可以針對設計的不同派生設 計複用一張原理圖，而且此功能還可擴充套件至 Layout。

專案和設計導航非常直觀，同時，利用內建的元器 件資訊瀏覽器，您可以輕鬆地研究原理圖中的元件 並對其進行例項化。全面的規則檢查可在 Layout 之 前消除錯誤，從而提高您的設計質量。包括互動顯 示在內的緊密整合，可使您的原理圖、約束和 Layout 始終保持同步，以便您在設計推進的過程中管理和 跟蹤更改。

FPGA

合成

現如今，FPGA 在許多應用中已經變得跟 ASIC 和 SoC 一樣複雜，因此，硬體工程師必須採用高階 FPGA 實 施流程。對於與 FPGA 供應商無關的整合式設計環境 而言，合成是關鍵要素。透過提供高質量的結果和 滿足行業特定的需求，PADS Professional 為 FPGA 應用帶來了突破性的優勢。該實施流程 支援廣泛的應用，從商業資料通訊和 電信設計到汽車，再到軍事航空航天 和安全關鍵系統，這些應用不僅具有 效能要求，還具有功率效率等特定的 系統要求。

由於低功耗應用越來越多地採用 FPGA 設計，因此，您不僅需要仔細挑選功 率效率最高的器件，還必須確保其實 施流程能夠最大限度降低器件的使用 率和功耗。從設計輸入和編輯開始， PADS Professional 提供了最尖端的 HDL 語言覆蓋來實現從 HDL 到目標 FPGA 架 構的高效解譯和最佳化，從而獲得更小 和更快的設計 。 同樣地，針對每個 FPGA 器件的特定架構最佳化，可充分利 用特定的架構功能和優勢來滿足設計 需求。

FPGA

I/O

最佳化

PADS Professional 在基於 HDL 的 FPGA 設計與 PCB 設計之間搭起了橋樑，以實現 自動、快速和無錯誤的雙向資訊交換。

實現電氣

Sign-off

PADS Professional 包含一項強大、快速的設計規則檢 查工具。它可以對不易模擬的複雜設計規則進行驗

當今的 FPGA 是功能非常強大的器件，具有高管腳 數目、多種 I/O 標準和高速功能。此外，FPGA 中實 施的高階邏輯往往要求將成百上千個邏輯訊號對映 至物理訊號。對於硬體工程師而言，要兼顧 HDL 設 計領域和電氣設計領域，無疑是一項巨大的挑戰。

自動化 FPGA 符號生成流程與傳統 的手動流程相比，通常可節省多 達 30 倍的工作量。該流程將“設 計即正確”的規則驅動型 I/O 分配 與包含 FPGA 供應商器件的庫配合 使用，甚至包括提前訪問尚未釋出 的器件的功能。

為化解上述挑戰，PADS Professional 完全支援板載 FPGA 整合，透過減 少層數目和過孔數目以及縮短設 計週期，來縮短上市時間、降低 製造成本。

證，例如 EMI/EMC 規則。利用設計規則檢查（針對

跨越分割的走線、參考平面更改、遮蔽和過孔等項 目），您可以快速、輕鬆、準確地找出電路板中存 在的可能導致 EMI/EMC、訊號完整性和電源完整性 問題的問題點。

可以對電路板執行設計規則檢查，以查詢 EMI/EMC 問題以及訊號完整性和電源完整性問 題。它的自定義性極高，允許使用者針對他們可能需要手動執行的任何檢查建立 DRC。

PADS Professional 將用於完整電路板篩查的設計規則 檢查與高階訊號／電源完整性分析相結合，為您提 供了快速、準確的解決方案來實現電氣 Sign-off。

約束管理

隨著 PCB 的複雜度和密度不斷提高，必須嚴格按照 設計規則實施的設計所佔比例將會更高。手動記 錄、轉譯和解譯設計規則往往會導致產品開發週期 延長和成本增加。約束管理器提供了完全整合的約 束驅動型設計方法，該方法可透過自動進行設計規 則通訊以及消除不必要的 PCB 設計原型和重新設計， 來降低設計成本和縮短上市時間。約束管理器使工 程師能夠直接控制 PCB Layout。

約束管理器支援在基於電子表格的約束介面、原理 圖輸入和 PCB Layout 之間進行雙向互動顯示、高亮 顯示和選擇。在開發拓撲模板（隨即可在約束管理 器中使用這些模板）時，可以對任何網路進行佈線 前訊號完整性分析。

隨著約束數量和複雜度的急劇增加，約束管理器提 供了一種輕巧、易於學習的上下文相關工具，用於 編輯原理圖或 PCB Layout 中的約束。

模擬／混合訊號模擬

PADS Professional 包括先進的電路 模擬功能，可對模擬、混合訊號 和混合技術 PCB 電路進行全面分 析。從 PADS AMS 雲中引入電路 來驅動模擬和 PCB，然後使用功 能強大的基於 SPICE 和 VHDL 的技 術幫助理解和驗證電路行為。

藉助 PADS Professional，您還可以 探究各種情境，確定哪些引數或 條件對電路效能的影響最大，進 而針對實際情況進行最佳化。

熱分析

PADS Professional 包含熱分析功能，以便工程師對 已佈局、部分佈線或完全佈線的 PCB 設計進行板級 熱問題分析。利用溫度分佈圖、梯度圖和過溫圖， 工程師可以在設計流程的早期解決板和元器件過熱 問題。

利用整合的熱分析，工程師無需昂貴的樣機就能檢測到潛在的 熱問題。

強大的資料測量、波形檢視器和後期處理計算器可加快對模擬、混合訊號和混合技術 電路的評審和分析速度

該分析環境與原理圖和 Layout 緊密整合，從而簡化了訊號完整 性分析。

訊號完整性分析

PADS Professional 提供了強大而且易於使用的訊號 完整性功能，包括 DDRx 驗證。PADS Professional 基 於享譽全球的 HyperLynx 技術，提供了可滿足您所 有訊號完整性分析需求的多功能環境，其中的佈線 前分析功能涵蓋了從定義疊層和佈線約束到驗證已 完成佈線的電路板的過程，從而確保實現您的設計 目標。

電源完整性分析

電源完整性分析環境的設定和使用非常輕鬆，無需 進行長達數週的軟體培訓就能獲得模擬結果。您可 以在設計早期，甚至在 Layout 之前識別各種供電問 題。您還可以識別設計中存在的且難以在實驗室中 發現的直流壓降問題，以及在簡單易用的“假設分 析”環境中研究各種解決方案。完成 Layout 後，您 可以驗證結果，確保遵守相應的指導準則。最終， 這將幫助您減少設計原型的遍數，縮短上市時間， 同時開發出更可靠的產品。

緊密的整合使得電源完整性分析更加簡單易用。

PCB

Layout

作為 PADS Professional 的核心，PCB Layout 技術不 但是業內最強技術，而且全部整合在一個編輯環 境之中。Xpedition 技術用於設計世界上最複雜的電 路板，這些電路板包含受約束的複雜拓撲，以及供 電、差分對、寬匯流排、HDI、柔性和大型、小間距 BGA。

PADS Professional 支援設計即正確的方法，該方法 可生成高質量的結果並減少成本高昂的約束違規迭 代清理過程。針對走線的動態平滑處理可減少區 段，防止出現尖銳的角度，以及遵守焊盤接入規 則。利用動態高效能平面修復和熱焊盤，可以實時 建立複雜的供電拓撲。完全整合的真正引數化三維 Layout 配上佈局、約束、DRC 檢查和逼真的虛擬化 顯示，可最大限度減少 MCAD 迭代次數。

利用全新的佈線技術，設計人員可以畫出訊號路徑的草圖，然 後使用互動式佈線器高效地為這些走線佈線。在頂部的影象 中，設計人員繪製了訊號所需的路徑草圖（顯示為紫色）。在 底部的插圖中，草圖佈線器已根據設計人員的草圖高效地完成 了走線佈線。

PADS Professional 包含旨在提高生產率的革命性佈局 和互動式佈線技術。層次化的組佈局使您可以利用 設計中的原有元器件分組或定義的元器件分組進行 電路板佈局。PADS Professional 結合了自動技術和 互動式技術，可讓您在自動執行更多常規任務的同 時保持控制。走線調整過程中的平滑處理和推擠功 能定能讓您讚歎不已。

草圖佈線器

此外，PADS Professional 提供的突破性草圖佈線功能 也將生產率提升到了全新的水平。在以極其高效的 草圖形式獲取您的設計意圖和佈線策略後，系統會 自動為關聯的網路執行扇出、理清和佈線操作，質 量完全可以媲美經驗豐富的 PCB 設計人員。草圖布 線可將複雜佈線所需的時間縮短几個數量級。

設計人員可以從草圖佈線器開始，繪製一條草圖路 徑，以指定選定飛線的佈線位置。在為數條、數十 條甚至數百條飛線佈線時，草圖佈線器的速度要比 手動佈線快很多倍。草圖佈線專注於提高質量；只 需極少的清理，甚至完全不需要清理。能夠取得較 高的佈線完成率（通常大於 90%）要歸功於它能自動 最佳化 BGA 等元器件的避讓，使其無需任何額外的過 孔就能實現最優佈線。

三維

Layout

將 PCB 設計流程整合到機電設計領域所面臨的挑戰 之一，是如何將驗證功能整體遷移到 PCB Layout 流 程，以便在早期發現機電設計問題，從而避免在設 計週期的後期進行成本高昂的重新設計 。 三維 Layout 是使用與 PCB Layout 相同的選擇、規劃和布 局功能的完全整合式二維／三維環境。

真正引數化的三維機械核心將全套三維約束與動態 衝突檢測和批次驗證配合使用，以確保您的機電設 計不含任何錯誤。在為走線、元器件、絲印層、阻 焊層和過孔等電路板元素提供完整的逼真虛擬化顯 示的同時，還提供了透明度、z 軸縮放、檢視／旋轉 控制和 x/y/z 剖面等。

三維 Layout 隨附了一個包含約 450 萬種元件的三維 模型庫。此外還提供了從 STEP 檔案匯入您自己的模 型的功能。模型可輕鬆地與所含的庫工具進行對映 和對齊。您還可以匯入機械元器件，例如底板和散 熱器，甚至其他 PCB 設計的子元件，從而提供真正 的機械多板功能。

完成設計後，您可以使用整合的 MCAD 協作工具， 將資訊傳遞到常用的工業機械設計系統。您還可以 採用標準行業格式匯出您的設計，並使用三維 PDF 和文件工具來完成設計封裝。

三維視覺化、佈局和驗證功能優化了 PCB 機電設計。

PCB

製造

可以直接在 Layout 環境中創建制造文件和輸出，以 便自動同步最後關頭出現的任何 Layout 更改。以自 動方式和可自定義方式建立及分發製造資料，可以 提高質量、準確性和設計產量。PADS Professional 還 使用 ODB++ 格式，與用於並行 DFM 驗證的 Valor NPI 和經最佳化的製造交接緊密整合，以確保包含和同步 所有制造資料，並且保持設計意圖。此外還支援更 多 CAM 格式和報告，包括 Gerber、NC 鑽孔以及取 放功能。

設計無限

PADS Professional 直接針對您所面臨的技術挑戰， 並提供各種工具和功能予以化解。有了正確的工 具，我們就能滿足緊迫的設計排程並在競爭中保持 領先，而且我們自信不僅能夠從容地應對當前面臨 的複雜挑戰，也能應對未來可能面臨的挑戰。

PADS Professional：兩全其美的解決方案 — 將 Mentor Graphics Xpedition 的強大技術與易於採用、易於學 習、易於使用和價效比高等優點集於一身。