技术博客 I 设计数据管理要点_System_电路_航空_航天_船舶_汽车_电子_材料_Cadence_PLM

技术博客 I 设计数据管理要点

本文要点

什么是设计数据管理？
为什么说管理设计数据非常重要？
有效的设计数据管理要注意哪些事项？

PCBA 开发和/或生产的各个方面都取决于设计数据的清晰度和准确性。这些数据包括原理图捕获、PCB layout 和物料清单 (BOM)。然而，这些数据可能是动态的，尤其是在原型验证和开发过程中，而且经常包括不能遗漏的新增内容。根据具体项目，设计数据管理很可能是一个复杂的过程，涉及许多文件、由多人访问，需要借助先进的软件才能有效管理。

什么是设计数据管理？

设计数据管理包括与生成、获取、修改和利用数据相关的所有活动，这些数据与 PCBA 或电子产品设计有关。数据来源可能包括：

原理图文件
部件库文件
物料清单文件
PCB Layout 文件
CAM 文件
钻孔文件
工程变更单 (ECO)
检查文件
测试结果文件

上述文件可能有多种格式，具体取决于设计软件、元件来源和合同制造商的制造偏好。在电路板制造和组装过程中，至少需要使用 CAD 文件（例如 IPC-2581 或 ODB++）和 BOM 文件。

为什么说管理设计数据非常重要？

许多电路板设计需要耗时数年，经历多次修改才能实现最佳设计。因此，工时、材料和加工方面的投入可能很大。而一旦设计达到了这个水平，就必须能够以很高的良率实现高度一致的批量生产，以满足客户的期望并最大限度地提高投资回报率。只有进行全面、准确的设计数据管理，才能做到这一点。

先前通过审查的 PCBA 设计有另一个常见用途——用作大型系统设计的子组件。这种策略可以大大缩短开发时间并降低成本。这是因为与常规新产品导入 (NPI) 相关的大部分一次性工程费用 (NRE) 是可以避免的。

对于复杂的设计，我们往往需要或希望利用多名设计师或工程师的专业知识。此时必须通过监控和控制确保设计的存取权限充分，同时保护进行中的工作并确保已完成的任务不会丢失，这样才能实现这种团队设计。对于为缩短开发周期而进行的并行工程设计或并行原型验证而言，这也同样重要。

电路板已成为电子系统执行智能功能时不可或缺的元件，它们在复杂和关键系统中的应用也越来越普遍。事实上，几乎所有载人车辆都在一定程度上依赖电子设备来确保乘客安全。这并不局限于地面应用，船舶和航空航天平台也同样依赖电子设备。因此，许多机构都发布了监管标准和规则，规定了高质量设计数据管理必须具备的某些基本要素。

有效的设计数据管理要注意什么？

如上所述，PCBA 设计数据管理之所以重要是有据可循的，而且应成为开发流程中不可或缺的一部分。此外，对于汽车、医疗器械等关键行业来说，质量管理体系法规对数据管理提出了要求，这些要求通常会延伸至产品的运行生命周期或贯穿整个生命周期，以便协助和改善风险管理。根据这些要求，设计数据管理策略必须满足以下要点——

灵活

设计数据管理的一个基本要求是灵活性。其中包括能够一致地容纳和整合多种来源和格式的数据，以便进行有效的评估和分析。

易于访问

因为可能有许多人需要访问设计数据，所以必须能够尽快提供最新完成的设计任务（包括修订）。

安全

在最大限度提高可访问性的同时，还要确保能够锁定设计同步的任务，防止丢失重要的更改或数据。这对并行工程设计而言至关重要。

协作

很多时候，供应商提供的器件信息和/或数据极少。应避免与这类分销商合作。准确的器件信息是有效进行数据管理的必要前提，而且缺少信息可能暗示了器件是假冒伪劣产品，这也正是数据管理的目的之一。

合规

有必要了解相关法规，并确保 PCBA 设计数据管理策略和执行效果达到或超过相关法规要求。未能满足这些要求可能会导致罚款、产品无法上市和收入损失等严重后果。

要想成功满足上述基本要点，最好的办法是利用涵盖设计和库数据管理功能的先进软件工具。Cadence Allegro X Pulse 工具将管理人员、工程团队和其他有业务利益的相关方与正在进行的设计数据联系起来，确保每个人都能在项目早期阶段获得近乎实时的项目信息。他们可以一起推动项目进展，同时不会为设计团队带来不必要的负担。

管理人员可以一目了然地查看项目能否按时完成，是否符合成本预算和相关标准，而工程师可以在设计环境中访问所需的最新器件和供应链数据。器件工程团队或供应链各方能够尽早对首选零件发表意见，并在设计过程中强制应用他们的选择，从而确保零件合规万无一失。

Allegro X Pulse 为在制品物料清单（WIP-BOM）提供了实时协作视图，拉近了各方之间的距离，允许公司实时管理项目成本和控制风险。电子设计流程是公司推出最终产品不可或缺的一个环节。Allegro X Pulse 可与企业的产品生命周期管理（PLM）无缝集成，工程师无需在业务系统中浪费时间。借助 Allegro X Pulse，工程师的数据可以自动执行版本控制，在企业范围内实现协作和整合，让工程师专注于设计，管理人员专注于提高生产力，并帮助公司顺利交付最终产品。

来源：Cadence楷登

Imagination 利用 Cadence 系统设计与验证工具开发节能半导体 IP

Imagination Technologies 成立于 1985 年，现已巩固了其作为半导体知识产权 (IP) 解决方案领先供应商的地位。公司以其创新的 IP 设计而闻名。这些高性能、高能效的 IP 处理器服务于多个技术领域，包括移动设备、汽车、消费电子和人工智能物联网 (AIoT) 设备。Imagination 的目标是助力汽车、消费电子、数据中心等行业解决复杂应用问题。该公司从零开始开发 IP 模块，旨在为客户提供优质产品。作为分块式延迟渲染技术的创造者，Imagination 有能力生产节能处理器。为了达到这一能效水平，他们使用了 Cadence 的 Verisium Manager、Xcelium Logic Simulation、Jasper 等工具。 “Imagination 想要从整体上解决复杂的问题，我们构建的基础设施将帮助我们实现这一目标。如今，Imagination 的目标是助力汽车、消费电子、数据中心等行业，解决复杂的现实问题。Imagination 是分块式延迟渲染技术的创造者，它掌握着几代原创技术和专利，因此有能力生产节能图形处理器。我们积极参与高度复杂的软件开发，确保我们的硬件能够高效且节能地运行，这就是我们的工作。RTL 设计通常聚焦于验证设计意图，我们大规模地使用 Xcelium 验证工具来执行数千秒的仿真，并使用 Verisium Manager 等工具来管理这些数据和上下文，实现设计收敛和签核。在解决这些难题时，需要深入关注问题本身。因此，拥有一款每次都能派上用场的工具非常重要。Cadence 为我们提供了这样的工具。”—— Ozgur Ozkurt ( Senior Director of Hardware Engineering, Imagination )“实际上，我们主要给客户提供授权 IP，我们正在从零开始开发 IP 模块，我们在内部进行设计和验证，尽可能地提高 IP 质量。当前的 Formal 验证工作是由专家团队负责，但这是整体战略的一部分。我们希望将来可以将 Verisium Manager 与各类指标联系起来，从基于功能的验证计划开始，结合使用 Jasper 获取的形式化结果，或使用来自 Xcelium 工具的仿真结果，以及覆盖率反馈。近日，我们还开始使用第三方覆盖扩展技术。这让我们十分振奋。我们利用这种技术提升架构覆盖率，即我们在 C 模型验证中收集的覆盖率，将这一数据反馈给 Verisium Manager，这样，我们就能全面了解所有这些不同方法。我喜欢 Verisium Manager 的一点是，它让我们不再局限于验证或受制于指标。实际上，我们上升了一个抽象层次，开始思考客户最需要什么，客户需要的是功能完备的产品。如果我们从这个需求出发，便可将其分解为具体的功能。这样一来，功能就成为了我们验证的驱动力，而不仅仅是指标。我们使用指标来评估功能验证效果，但它们并非控制因素。Verisium Manager 为我们提供了很大的帮助，而验证规划方法论则帮助我们提升抽象层次，进而提高工作效率。”—— Pim Palmen ( Verification Architect, Imagination )“我想每个人都会告诉你，Verisium Manager 让他们的工作变得轻松了许多。对于我来说，我们能够看到以前被丢弃的所有数据，这些数据都集中在一个数据库中，我们能够基于这些数据构建视图，这一切都被无缝集成在 Verisium Manager 中并映射至项目的验证计划。”—— Kush Raval (Software Engineer, Imagination)来源：Cadence楷登