確保電路設計之間的正確連通性的系統和方法

2023-05-14 15:59:31

專利名稱：確保電路設計之間的正確連通性的系統和方法
技術領域：
本發明涉及計算機輔助設計，更具體地說，涉及確保電路設計之間的正確連通性的系統和方法。
背景技術：
計算機輔助設計(「CAD」)工具用來創建由兩個或兩個以上互連電路板組成的複雜電子產品、如個人計算機和伺服器的電路設計。各印刷電路板的電路設計通常由不同的設計工程師來創建。設計工程師們商定互連性，然後獨立地創建各印刷電路板設計，其中通過一個或多個連接器來提供印刷電路板之間(以及可選地在印刷電路板與電子產品的其它組件之間)的信號連接。連接器的物理管腳由其相應的管腳編號來標識，並被分配給用於印刷電路板互連的連接信號的信號名稱。
在產品開發過程中，印刷電路板互連性由設計工程師針對正確的幾何形狀、定向以及管腳向信號的分配來檢驗幾何形狀和定向檢驗涉及印刷電路板和部件的物理屬性；管腳分配檢驗包括手動跟蹤通過連接器管腳以及通過基礎印刷電路板的信號路徑。由於信號名稱往往對各印刷電路板是不同的，並且由於到任何給定電路板的連接可能非常密集和複雜，因此信號和管腳分配檢驗過程已經變得越來越困難。
設計工程師之間通常會交流設計變更，每個設計工程師負責對其責任範圍內的印刷電路板作出適當變更。這類變更容易被遺漏或者被錯誤進行。此外，在示意圖審查中，尤其是隨著印刷電路板連接器的密度和規模增加，容易遺漏管腳分配中或者與管腳相關的信號中的錯誤。在開發包括許多互連的板的大系統時，最常見問題之一涉及印刷電路板之間錯接的信號。

發明內容
在一個實施例中，一種系統確保電路設計之間的正確連通性。配置文件定義電路設計的連接。至少一個映射文件將配置文件之間的連接相關。處理部分響應電路設計的變化而更新映射文件，並在產生電路設計時處理配置文件和映射文件。
在另一個實施例中，一種系統確保電路設計之間的正確連通性，其中包括用於產生至少一個使電路設計的配置文件之間連接相關的映射文件的部件；用於響應電路設計變化而更新映射文件的部件；以及用於在產生電路設計時處理配置文件和映射文件的部件。
在另一個實施例中，一種方法確保電路設計之間的正確連通性。產生電路設計的連接的列表。從列表中產生映射文件，使電路設計之間的連接相關。響應對電路設計中至少一個的修改而重新產生映射文件。
在另一個實施例中，一種軟體產品具有存儲在計算機可讀媒體中的指令，其中，這些指令在由計算機執行時完成用於確保電路設計之間正確連通性的步驟，其中包括用於產生電路設計的連接的列表的指令；用於從列表中產生使電路設計之間的連接相關的映射文件的指令；以及用於響應對電路設計中至少一個的修改而重新產生映射文件的指令。


圖1表示一種用於確保電路設計之間的正確連通性的系統。
圖2說明一種定義兩個電路設計之間的互連性的映射文件。
圖3是框圖，說明兩個互連的電路設計及相關符號和幾何文件。
圖4說明影響與第二電路設計的連通性的對一個電路設計的修改。
圖5說明從圖4的修改產生的對圖2的映射文件的更新。
圖6說明從第一電路設計的連通性變化產生的對圖4的第二電路設計的修改。
圖7是流程圖，說明採用公共映射文件來確保電路設計之間的正確連通性的一個過程。
圖8是流程圖，說明用於確保電路設計之間的正確連通性的一個過程。
具體實施例方式
圖1表示一種確保電路設計之間的正確連通性的計算機輔助設計(「CAD」)系統10。在CAD系統10的示範操作中，一位或多位設計工程師利用一個或多個用戶工作站(例如個人計算機)30通過用戶界面22與CAD系統10交互。例如，設計工程師操作CAD系統10以創建一個或多個符號文件12、一個或多個幾何文件14以及至少一個映射文件16(符號文件12和幾何文件14統稱為「配置文件」)。在一個實施例中，設計工程師商定電路設計之間的連接，並共同創建包含列表形式的連通性信息的一個或多個電子表格49。電子表格49則可被輸入用戶界面22以創建映射文件16，下面更全面地進行描述。電子表格49用作一個實例；可採用適當的軟體工具把連通性信息創建為列表或其它類型的文件中的其它數據結構。
CAD系統10的處理部分20在產生一個或多個電路設計32時處理符號文件12、幾何文件14和映射文件16。處理部分20是例如單一處理器、處理器陣列或分布式處理環境。在一個實施例中，處理部分20採用來自映射文件16的信息首先創建電路設計32。在一個可選實施例中，處理部分20產生示意圖36，它例如定義電路設計32的信號和連通性。
電路設計32由布圖軟體包40用來產生最終產品48。例如，電路設計32可由布圖軟體包40用來產生一個或多個印刷電路板，表示產品48並對應於電路設計32。在一個實例中，電路設計32A表示複雜伺服器系統內的底板，電路設計32B對應於與電路設計32A的底板互連的電路板。
符號文件12定義電路設計32的一個或多個部件。在一個實例中，符號文件12A定義電路設計32A內的連接器33A，符號12B定義電路設計32B內的連接器33B。在符號文件12內，已定義部件上的管腳由管腳名稱來描述，以及可選地由與相關幾何文件(以下所述)內的管腳相關的管腳編號來描述。
應該知道，在本例中，連接器33A和33B提供電路設計32A與32B之間的信號連通性。數據通信通路(例如總線、光纜等)在物理上連接在連接器33A與33B之間，從而實現這個信號連通性。或者，連接器33A和33B還可表示在物理上與其它器件接口的接點，從而提供電路設計32A與32B之間的信號連通性。通過閱讀和全面理解本公開，本領域的技術人員理解，在系統10內可包含其它符號文件12，以便表示電路設計32內的其它部件。
幾何文件14定義電路設計32的一個或多個部件的物理特性，而且可定義容納這些部件所需的電路板屬性。在一個實例中，幾何文件14A定義連接器33A的物理特性以及具有基礎電路設計32A的連接器33A的物理屬性；幾何文件14B表示連接器33B的物理特性以及具有基礎電路設計32B的連接器33B的物理屬性。通過閱讀和全面理解本公開，本領域的技術人員理解，在系統10內可包含其它幾何文件14，以便用幾何方式定義電路設計32內的其它部件。
映射文件16使電路設計32之間的連接相關。例如，映射文件16採用連接器33A和33B來定義電路設計32A與32B之間的信號連通性。在一個實施例中，映射文件16分別標識符號和幾何文件12A、14A以及符號和幾何文件12B、14B的管腳名稱(或管腳編號)之間的連通性。通過閱讀和全面理解本公開，本領域的技術人員理解，在系統10內可包含其它映射文件16，以便定義電路設計32的其它部件之間的信號連通性。
在系統10的操作實例中，電路設計32A和32B的設計職責可分配給不同的設計工程師，在用戶工作站30A的第一設計工程師具有電路設計32A的設計職責，在用戶工作站30B的第二設計工程師具有電路設計32B的設計職責。設計工程師合作以產生電路設計32A與32B之間的信號和連通性的列表，以便通過用戶界面22輸入CAD系統10。例如，設計工程師創建列出電路設計32A與電路設計32B之間的信號和連通性的電子表格49。CAD系統10採用電子表格49來產生映射文件16，並用於通過確保電路設計32之間的連通性來幫助設計過程。
在一個實施例中，處理部分20經由用戶界面22與設計工程師和用戶工作站30交互，從而產生電路設計32的示意圖36。例如，處理部分20與在用戶工作站30A的第一設計工程師交互，從而產生電路設計32A的示意圖36A。同樣，處理部分20經由用戶界面22與在用戶工作站30B的第二設計工程師交互，從而產生電路設計32B的示意圖36B。處理部分20還可與設計工程師交互，從而實現對示意圖36的修改，從而實現對電路設計32的修改。
圖2表示示範映射文件16的更詳細情況。圖3分別表示示範符號和幾何文件12、14的更詳細情況，以及表示包括示意圖36的電路設計32的說明性實例。應該結合以下描述來同時查看圖2和圖3。具體來講，圖3表示使圖1的電路設計32A與32B之間的連接相關的示範映射文件16。在一個實施例中，在電路設計32的開發過程中，首先從設計工程師所創建的列表中產生映射文件16。在圖3中，符號文件12A把連接器33A定義為具有三個管腳的插入式連接器，以及符號文件12B把第二連接器33B定義為具有三個管腳的凹進式連接器。在本例中，連接器33設計成耦合在一起，從而形成管腳之間、即連接器33A P0到連接器33B P0、連接器33A P1到連接器33B P1、連接器33A P2到連接器33B P2的電連接。幾何文件14A和14B分別定義連接器33A和33B的大小和幾何尺寸。
如圖3所示，電路設計32A包括連接器33A和設計元件DE1、DE2。設計元件DE1和DE2例如是電路設計32A的組件(例如電阻器、電容器、電晶體)。同樣，電路設計32B包括連接器33B和設計元件DE3和DE4。設計元件DE3和DE4例如是電路設計32B的組件(例如電阻器、電容器、電晶體)。由於連接器33A具有與連接器33B的管腳P0、P1和P2耦合的三個管腳P0、P1和P2，因此這些管腳之間的連接分別由連接11、13、15來說明性地表示。
為了更好地說明電路設計32之間的連通性，現在提供一個說明性實例。在此實例中，DE1產生連接到連接器33A的管腳P0和連接器33B的P0(通過連接11)的信號SA，產生輸入到DE3的信號SA。DE2產生連接到連接器33A的管腳P1和連接器33B的P1(通過連接13)的信號SB，從而產生輸入到DE4的信號SC，如圖所示。在映射文件16中，如圖2所示，各行27、29表示電路設計32之間的一個連接。第一行27表示從DE1到DE3的連接，其中信號SA經由連接器33A的管腳P0經由連接器33B的管腳P0連接到信號SA。同樣，行29表示DE2與DE4之間的連接，其中信號SB經由連接器33A的管腳P1經由連接器33B的管腳P1連接到信號SC。
圖4說明例如由用戶工作站30A處的第一設計工程師所進行的對電路設計32A的示範修改。第一設計工程師修改信號SB的路線，將其連接從連接器33A的管腳P1變更到連接器33A的管腳P2。在一個實施例中，處理部分20檢測到此修改，並自動更新映射文件16，如圖5所示。具體來講，在圖5的映射文件16中，處理部分20把信號SB的連通性從管腳P1變更到管腳P2，如修改23所示。然後，處理部分20進行修改25，同樣把信號SD連通性從連接器33B的管腳P1變更到管腳P2。在一個實施例中，處理部分20可選地更新示意圖36，從而確保電路設計32之間正確的連通性，如圖6所示。具體來講，處理部分20修改示意圖36A以進行修改21，如圖所示，從而保持電路設計32之間正確的連通性。
在一個實施例中，在檢測到電路設計32之間的連通性變化(例如圖4的修改19)時，處理部分20產生包含詳述連通性變化的告警消息的通知17(圖1)。設計工程師經由用戶界面22(和用戶工作站30)接收這些通知，並被提示修改其職責範圍內的示意圖36。例如，負責電路設計32B的設計工程師可能接收到關於修改21(圖6)是保持連通性所必需的通知。
雖然圖1說明兩個用戶工作站30、兩個電路設計32A和32B、兩個示意圖36A、36B，但應該理解，用戶工作站30、電路設計32和示意圖36的數量是說明性而不是限定性的。同樣，符號和幾何文件的數量也是舉例說明，不應該被視為限定性的。
圖7是流程圖，說明採用公共映射文件(例如映射文件16)來確保電路設計(例如圖1的電路設計32)之間正確連通性的一個過程50。過程50例如由圖3的處理部分20在設計產品48的過程中實現。在步驟52，設計工程師把產品設計信息輸入系統10(例如通過用戶界面22)。例如，在步驟52，電路設計32的互連被輸入列表中(例如利用電子表格49)；設計工程師採用電子表格程序(或其它相似的軟體工具)合作生成所有電路設計互連的信號和管腳連接的列表。在步驟54，過程50通過分析在步驟52輸入的連通性信息產生映射文件16。例如，過程50分析電子表格文件49，從而產生映射文件16。步驟56為判定。如果過程50配置成自動創建初始電路設計32和示意圖36，則過程50繼續進行步驟58；否則過程50繼續進行步驟60。在步驟58，過程50確定分析映射文件16所需的連接器的大小和類型。步驟58可以可選地包括來自設計工程師的輸入，以便選擇適當的連接器。在步驟58，過程50還可確定功率要求和「備用管腳」百分比以幫助連接器選擇，作為設計選擇的事項。如果板尺寸和連接位置在步驟52作為輸入被錄入，則在步驟58，過程50還可產生用於「擬合分析」的機械數據。此外，如果在步驟52輸入的數據定義連接器、信號和/或使用連接器的總線，則過程50可確定(在步驟58)連接器的最佳「管腳-輸出」(到管腳的信號的最佳分配)。因此在步驟58，過程50可首先創建電路設計和示意圖(例如圖1的電路設計32和示意圖36)。
在步驟60，用戶工作站30處的設計工程師通過用戶界面22進行交互，以便修改示意圖36，從而修改電路設計32。例如，用戶工作站30A處的第一設計工程師把示意圖36A修改為包括附加組件和電路，從而修改連接器33A的連通性(例如圖4的修改19)。在步驟62，過程50檢測對映射文件16中指定的連通性的變更。例如，在步驟62，過程50檢測第一設計工程師在步驟60進行的對連接器33A的變更(修改19)。步驟64為判定。如果在步驟62中檢測到變更，則過程50繼續進行步驟66。在步驟66，過程50採用在步驟60進行的連通性變更來更新映射文件16。例如，在步驟66，過程50採用第一設計工程師在步驟60對連接器33A進行的變更(修改23)來更新映射文件16。過程50還對映射文件16進行修改25，以便校正電路設計32B的連通性。步驟68為判定。如果過程50配置成採用連通性變化自動更新示意圖和電路設計，則過程50繼續進行步驟70；否則過程50繼續進行步驟72。在步驟70，過程50採用在步驟60進行的連通性變更來更新電路設計32和示意圖36。例如，在步驟70，過程50採用第一設計工程師對連接器33A進行的連通性變更來更新電路設計32B的示意圖36B中的連接器33B(即在此實例中，過程50作出修改21，圖6)。在步驟72，過程50可選地產生關於在步驟60進行的且影響映射文件16的連通性變更的通知17。在步驟72，過程50則經由用戶界面22把通知17發送給與修改相關的負責的設計工程師。例如，在步驟72，過程50產生包含因步驟60中對連接器33A進行的變更(例如修改19)而產生的連接器33B的連通性修改(例如修改21)的詳情的告警消息(在通知17中)。然後過程50結束，如圖所示。
步驟60到72共同表示在交互編輯部分74內，而且在開發產品48的過程中根據需要進行重複，從而允許對電路設計32進行修改，同時自動保持正確的連通性。
圖8是流程圖，說明用於確保某種產品的兩個或兩個以上電路設計(例如圖1的電路設計32)之間的信號的正確連通性的一個過程100。過程100例如在系統10的處理部分20中實現，並用來創建由多個互連電路設計構造的複雜電子產品48。在步驟102，過程100產生電路設計的互連信號的列表。例如，在步驟102，過程100產生電路設計23A與32B之間的互連信號的列表，並將其存儲在電子表格49中。在步驟104，過程100從步驟102中創建的列表中產生映射文件，使電路設計之間的連接相關。例如，過程100從步驟102所產生的電子表格49中產生映射文件16。在步驟106，過程100響應對電路設計中至少一個的修改而重新產生映射文件。例如，響應對電路設計32A的變更而重新產生映射文件16。
通過閱讀和全面理解本公開，本領域的技術人員理解，圖1的CAD系統10可具有若干優點。使用CAD系統10的設計工程師可減少耗費在提供電路設計32內的「備用連接器」方面的精力，因為信號和管腳分配由CAD系統10捕捉。使用CAD程序、如Mentor的設計工程師可看到在通過CAD系統10檢查潛在符號和信號變化以便進一步檢驗CAD程序的其它優點。CAD系統10還可向電路設計提供單接口點(例如用戶界面22)以及獲取新的示意圖；單組管腳分配也可用來同意或不同意編號和信號分配。
在上述方法和系統中可進行變更，只要沒有背離其範圍。因此，應該指出，以上描述中包含的或者附圖所示的事項應該被解釋為說明性而不是限定性的。例如，圖1的CAD系統10可採用客戶機伺服器模型來實現，從而允許設計人員從不同位置進行合作。此外，各設計工程師還可對映射文件16的本地副本進行操作，使得在修改成為對所有電路設計的確認變更之前先經過評估。版本控制機制可用來登錄或退出配置文件和映射文件，以幫助和控制全局變化。儘管如此，以下權利要求意在涵蓋本文所述的所有一般和特殊特徵，以及作為語言問題對本方法和系統的範圍的所有陳述可視為落入該範圍之中。
權利要求
1.一種用於確保電路設計(32A，32B)之間的正確連通性的系統(10)，包括配置文件(12A，12B，14A，14B)，定義所述電路設計(32A，32B)的連接；至少一個映射文件(16)，將所述配置文件之間的連接(11，13，15)相關；以及處理部分(20)，用於響應所述電路設計(32A，32B)的變更(19，21)而更新所述映射文件(16)，並且用於在產生所述電路設計(32A，32B)時處理所述配置文件和所述映射文件。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述映射文件(16)最初是從互連性信號的列表(49)中產生的。
3.如權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述列表(49)包含一個或多個電子表格。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於還包括用戶界面(22)，用於連接到一個或多個用戶工作站(30A，30B)，所述用戶工作站用於輸入對所述電路設計(32A，32B)的變更。
5.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述配置文件包括表示所述電路設計(32A，32B)內的部件的符號文件(12A，12B)以及表示所述部件的物理屬性的幾何文件(14A，14B)。
6.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述處理部分(20)響應對所述電路設計(32A，32B)中至少一個的設計變更(19，21)來自動更新所述映射文件(16)。
7.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述處理部分(20)響應對所述映射文件(16)的更新來更新所述電路設計(32A，32B)中至少一個電路設計的至少一個示意圖(36A，36B)。
8.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述處理部分(20)產生一個或多個通知(17)，指明所述電路設計(32A，32B)之間的連通性變更(19，21)。
9.一種用於確保電路設計(32A，32B)之間的正確連通性的方法(50，100)，包括A)產生(52，102)所述電路設計(32A，32B)的連接(11，13，15)的列表(49)；B)從所述列表(49)中產生(54，104)映射文件(16)，將所述電路設計(32A，32B)之間的連接(11，13，15)相關；以及C)響應對所述電路設計(32A，32B)中至少一個的修改(19，21)而重新產生(66)所述映射文件(16)。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於還包括採用所述重新產生的映射文件(16)中的信息來產生(70)與所述電路設計(32A，32B)中至少一個相關聯的至少一個示意圖(36A，36B)。
全文摘要
系統(10)和方法(50，100)確保電路設計(32A，32B)之間的正確連通性。產生(52，102)電路設計(32A，32B)的連接的列表(49)。從列表(49)中產生(54，104)一個或多個映射文件(16)，將電路設計(32A，32B)之間的連接(11，13，15)相關。響應對電路設計(32A，32B)中至少一個的修改(19，21)而重新產生(66，106)映射文件(16)。可選地採用重新產生的映射文件(16)中的信息重新產生(70)與電路設計(32A，32B)中至少一個相關聯的至少一個示意圖(36A，36B)。
文檔編號G06F17/50GK1584890SQ20041006427
公開日2005年2月23日 申請日期2004年8月19日 優先權日2003年8月19日
發明者P·J·曼泰, J·S·阿特金森, M·J·埃裡克森 申請人:惠普開發有限公司