摘　要：为了更好地填补传统式印刷线路板标准体系Gerber 不可以开展双重数据传输的缺点，详细介绍了新PCB 标准体系的三个备选文件格式：IPC 的GenCAM、Valor 的ODB 及其EIA 的EDIF400 ;剖析了PCB 设计方案/ 生产制造数据传输技术性的科研过程；探讨了执行PCB 数据传输的核心技术和规范化市场前景。强调务必将现阶段PCB 设计方案和生产的点到点互换方式转变成单一的理想化互换方式。

　　前言

　　20 很多年来，世界各国电子电路设计/ 加工制造业已经产生一场由高端集成电路芯片( Integrated Circuit ， IC) 集成ic、快速pcb电路板( Printed Circuit Board ， PCB) 和电子电路设计自动化技术( Electronic Design AutomaTIon ， EDA) 技术性引起的转型。在电子器件加工制造业，PCB做为电子设备的分系统，饰演关键控制模块模块的人物角色。据调查，电子设备的制定周期时间占全部研发生产周期的60%之上;而成本费的80%～90%也是在集成ic和PCB分系统设计方案阶段确定的。PCB 设计方案/ 生产制造数据信息由电子器件室内设计师用EDA专用工具转化成，包含PCB的光制作版(fabricaTIon) 、拼装(assembly) 和检测(test) 等各个阶段。PCB数据类型规范是标准PCB版图设计的一种叙述式语言表达，用于完成EDA专用工具或室内设计师中间的信息传送、电路原理图和板图中间的数据传输及其制定与生产制造检测中间的无缝衔接等。

　　Gerber是实际上的PCB 数据信息行业标准，仍在广泛运用。从1970 年诞生的Gerber 原形到1992年的Gerber 274X ，虽经持续改进，但针对日趋繁杂的设计方案，一些与PCB 生产加工和拼装的有关信息在Ger2ber 文件格式中仍没法表述或包括，比如PCB 板材种类、物质薄厚及加工工艺全过程主要参数等。尤其是Gerber 文档交给PCB 加工者之后，根据查验光绘实际效果，经常会看到设计方案标准矛盾等难题，这时候务必回到技术部再次转化成Gerber 文档，再开展PCB 的生产加工。这类返修消耗了研发周期时间的30 % ，其病根取决于Gerber 归属于单边数据信息传输，不可以开展双重数据传输。Gerber 撤出PCB 文件格式的流行圈已是思维定势，可是由哪一个来替代Gerber 变成PCB 数据信息新一代的规范，现阶段暂无结论。

　　海外已经积极主动斟酌方案策划新的PCB 数据传输规范，三个认可备选文件格式是:英国封裝互联研究会( InsTItute for Packaging and Interconnect ，IPC)的GenCAM(generic computer aided manufacturing) 、Val2or 的ODB 和英国电子器件行业协会(Electronic Indus2tries AssociaTIon ， EIA) 的EDIF400。往往劳师动众科学研究规范，是由于近些年因为数据传输的不合理，早已导致数百万美元的损害。据报道，每一年有超出3 %的印制电路板生产加工花费消耗在解决和认证数据信息上。换句话说，每一年对全部电子产业导致的消耗竟达到数十亿美元! 除开立即的消耗，因为信息不规范，设计方案方和生产制造方中间不断的互动也耗费了大批量的时间精力和時间。针对低毛利率的电子器件加工制造业，这也是一笔隐形的花销。

　　IPC GenCAM

　　GenCAM是IPC科学研究开发设计的一种PCB设计/ 生产制造数据传输规范原型，而IPC 是英国我国标准局(ANSI) 认同的PCB 层面的规范化科学研究组织。Gen-CAM的宣布文件命名为IPC - 2511 ，包括IPC - 2510系列产品的好多个子规范( IPC - 2512～IPC - 2518) 。IPC -2510 系列产品规范根据GenCAD 文件格式(由Mitron 企业发布) ，各子标间呈相互之间依赖关系。该规范的材料包含了板形、焊层、贴片式、插装、板内电源线等信息内容，基本上全部PCB 生产加工的消息可以从GenCAM的技术参数中

　　获得。

　　GenCAM的文档构造使室内设计师和生产技术工程师都能浏览数据信息。在向生产制造方輸出的统计数据中，还能够拓展数据信息，比如加上生产过程容许的输出精度、为控制面板生产制造得出多种多样信息内容等。GenCAM 选用ASC Ⅱ文件格式，适用14 种符号图片。GenCAM一共包含20 个信息内容节，详细说明设计方案规定和生产制造关键点。每一节表述一个作用或一项工作。每一节在逻辑关系上是单独的，都能够做为一个独立文档。GenCAM 的20 个信息内容节是:文件头( header ) 、订购信息内容( administratio ) 、基元(primitives) 、图型( artworks ) 、层( layers ) 、电弧焊接块( pad-stacks) 、标准库(patterns) 、封裝及库(packages) 、元器件编码序列(families) 、元器件( devices) 、机械设备信息内容(mechani2cals) 、元器件(components) 、走线(routes) 、开关电源/ 地(power) 、测试用例(testconnects) 、板信息内容(boards) 、生产制造拼装操纵(panels) 、置放(flxtures) 、制作(drawings) 及其变动(changes) 等。

　　GenCAM容许且只容许以上20 个信息内容展在文档中发生一次，根据搭配的转变向生产制造工艺流程给予不一样的信息内容。GenCAM 保存了信息内容词义的层次性和构造，每一个生产制造机器设备只解决与其说工作有关的信息内容节內容。

　　GenCAM 2. 0 之前版本号的文档合乎巴科斯方式(BNF) 标准。GenCAM 2. 0 版本号使用了XML 格式文件规范和XML 计划方案，但IPC - 2511A 中压根的消息实体模型基本上都没有更改，最新版本仅仅改变了消息的结构方法，而信息内容的內容不变。

　　现阶段，现有许多EDA 和PCB 的CAM 软件厂商适用GenCAM做为数据传输文件格式。这种EDA 企业中有Mentor ，Cadence ， Zuken ，OrCAD ， PADS 及Veribest等;而PCB 的CAM 软件厂商中有ACT ， IGI ， Mitron ，RouterSolutions ， Wise Software 及GraphiCode 等。

　　Valor ODB

　　对外开放数据库查询(Open Data Base ，ODB ) 由非洲Valor 测算系统软件集团公司发布，它容许将朝向生产的设计方案(DFM) 标准反映在设计过程当中。ODB 选用可拓展的ASC Ⅱ文件格式，可在单独数据库查询中储存PCB 生产制造和安装所必需的所有工程项目数据信息。单独数据库查询包括图型、打孔信息内容、走线、元器件、网表、规格型号、制图、工程项目解决界定、表格作用、ECO 和DFM結果等。室内设计师在开展DFM 设计方案时能够升级这种数据库查询，便于在安装以前发觉不确定性的合理布局布线问题。

　　ODB 是一种双重文件格式，容许数据信息的传出和上涨。一旦设计方案数据信息以ASC Ⅱ方式传到PCB 板生产加工生产车间，加工者就可顺利执行步骤实际操作，如蚀刻加工赔偿、控制面板显像、輸出打孔、走线和拍照等。

　　ODB 选用较为智能化的显式构造，具体办法有：①包含了特性阻抗、电镀金/ 非电镀金过孔、特殊过孔联接板层等大量的系统属性；②选用眼见为实(WYSIWYG) 的信息内容叙述方法以清除模模糊糊的信息内容叙述；③全部目标的特性处在单特点等级上；④独一无二的板层和顺序界定；⑤精准的元件封裝和引脚模型；⑥适用电子器件明细(BOM) 数据信息的置入。

　　ODB 选用一种规范的文档构造，它将一个设计方案表明为一个文件路径树，设计方案文件夹名称下包括一系列有关设计方案信息内容的子文件夹名称。该途径树可在不一样操作系统间移殖而不损失数据信息。与单一大文件对比，在对资料开展存取数据时，该树形结构容许设计方案中的一些数据信息被独立读写能力而不用读写能力全部大文件。ODB 文件路径树的13 个层级各自为双层步( steps) 、多步引流矩阵(matrix) 、步内标记(symbols) 、堆叠( stackups) 、工作中界定表(work forms) 、工作内容(work flows) 、特性(attributes) 、直径表(wheels) 、接纳多键入(input) 、輸出(output) 多种多样机器设备文件格式、客户自定(user) 、第三方

　　拓展(extension) 及日志(log) 等。

　　一个一般的ODB 设计方案，在以上文件夹名称中最大可包括53 种设计方案文档，在ODB 库设计方案中还此外包括2 种文档。ODB 共适用26 种规范符号图片。

　　因为PCB 设计方案的独特性，数据库查询中有一些大文件不适合结构型的储存方法。因此，ODB 选用了行纪录文字的文档方法，每一行均包含好几个信息内容位，中间以空格符分离。文档中国银行的先后顺序很重要，特殊行能够规定事后行务必遵循某类次序方式。每一行行首的标识符又可以界定这家银行所叙述数据的种类。

　　Valor 于1997 年向社会公众公布ODB ；2000 年发布适用XML 规范的ODB (X) 1. 0 版本号；2001年公布了ODB (X) 3. 1A 版本号。ODB (X) 改变了ODB 的信息资源管理方法，目地是更便捷设计方案与生产制造间的数据传输，而其信息内容实体模型并沒有很大更改。一个ODB (X) 文件包含六大子原素，即內容(ODX-CONTENTS) 、物料(ODX-BOM) 、受权生产商(ODX-AVL) 、协同设计(ODX-CAD) 、供求信息(ODX-LOGISTICS-HEADER) 及变动(ODX-HISTORYREC)等，以组成一个高級原素(ODX) 。

　　EDA 软件厂商，如Cadence ，Mentor ， PADS ，VeriBest和Zuken 等，早已逐渐适用ODB / ODB (X) 。PCB 的CAM 软件厂商，如Mitron ，FABmaster ，Unicam 和Graphic 等也早已采取了ODB 技术性。这种软件开发公司间构成了Valor 客户同盟，只需将EDA 数据传输中性化文档实现解决，就可以产生机器设备驱动软件、检验程序流程等。

　　EIA EDIF400

　　电子电路设计互换文件格式( Electronic Design InterchangeFormat ，EDIF) 由EIA 制订并公布。它实际上是一种模型的語言叙述计划方案。EDIF 选用BNF 叙述方法，　是一种结构型的ASC Ⅱ文本文档。EDIF300 之后的版本号均采取了EXPRESS3 信息内容建模语言。EDIF300叙述的信息内容分成层级信息内容、连接性信息内容、库信息内容、图型信息内容、可创建对象目标信息内容、设计方案信息管理、控制模块行为信息、模拟仿真信息内容及其注解信息内容等一部分。

　　EIA 于1996 年公布了最新版本EDIF400。除开EDIF300 所具备的适用电路原理图( schematics) 和连接性(connectivity) 的功能外，EDIF400 增加了对pcb电路板和多处理器控制模块(MCM) 的加工工艺安装的叙述方式。在PCB 设计方案与生产制造间产生的众多难题，包含Gerber数据信息的校正、不一致的数据类型、不正确的元件库启用和给予电子数据的方法等，EDIF 400 都提供了比较好的解决方法。它把EDA 专用工具产生的单一实体线(entities) 数据信息，转换成生产制造拼装过程中所需的各种信息内容。包含Mentor 和Candence 以内的很多EDA 房地产商都现已宣布选用EDIF400。

　　别的PCB数据传输文件格式

　　除开以上Gerber ， GenCAM， ODB 及其EDIF400 外，也有一些在使用 的PCB 数据传输规范，他们是：①初始图型互换规格型号( Initial Graphics ExchangeSpecification ， GES) ———ANSI 规范，用以三维立体几何模型和工程项目叙述，包含技术性叙述、工程项目图型、电子电路设计数据信息、生产制造设计方案信息和数控机床信息内容等；②产品模型数据传输规范(STEP) ———ISO 规范，其最后目标是替代全部现有的世界设计方案/ 生产制造数据传输规范；③硬件配置描述语言(VHSIC Hardware Description Language ，VHDL) ———IEEE 规范，用以界定数字电路设计系统软件的基本功能和逻辑结构关联，还可以对PCB 开展方式和逻辑结构叙述；④DPF 和BARCO 文件格式———IPC - D - 351规范; ⑤EIA494 - CNC 文件格式———IPC - D - 352 规范；⑥IDF 2. 0 和IDF 3. 0 文件格式———IPC - D - 356 ，IPC - D- 355 规范；⑦INCASES 文件格式(SULTAN) ———IEC 1182- 10 规范。

　　PCB数据传输技术性及规范化

　　当今，在EDA 手机软件、CAM 机器设备历经极大转变的与此同时，有医生称，在PCB 商品数据传输行业的进度已落后了20 很多年，数据传输缺乏规范化间接性致使了设计方案/ 生产制造的成本增加。

　　更改PCB数据传输方式的急迫性

　　目前的PCB 标准体系，比如IPC D350 ，广泛偏向于在2个特殊目标(设计工具和设计工具、设计工具和生产制造运用) 中间做点到点的互换。图1 可具象化地表明这类错乱局势。在其中， T 意味着不一样的专用工具，D 意味着不一样的PCB 算法设计， A 意味着不一样的运用，多线箭头符号表明点到点的PCB 数据传输。EDA 专用工具輸出和生产制造运用中间多对多的映照关联，是不正之风的根本原因。

　　图1 设计工具与生产制造运用中间一对一的互换

　　在EDA 专用工具T 的输入输出端和生产制造运用机器设备A 的键入端，假如用以互换的仅有单一的PCB 数据类型规范D ，则将大大简化PCB 的信息交换(如图2) 。

　　图2 设计工具与生产制造运用中间理想化的单一PCB 数据交换

　　PCB数据类型的市场竞争

　　在PCB 数据传输文件格式规范化的过程中，最剧烈的竞争力在GenCAM和ODB 中间进行。Valor 表明想要把ODB 捐助给IPC ，并建议该机构公布ODB 为IPC/ ANSI 规范; 反过来， IPC规定Valor 选用GenCAM做为标准体系，而将ODB 做为本地数据库。殊不知，Valor 觉得ODB 是较好的数据库查询，回绝选用GenCAM。IPC觉得，假如将ODB 做为一个宣布规范，那麼文件格式的更新将由Valor 操纵，这对PCB 领域不好;Valor 则觉得，在实行一个数据类型时，做为企业个人行为，很有可能会比IPC 那样的领域机构更接近客户而表现出优点。本质上，ODB 与GenCAM 二者的消息实体模型很类似。相比而言， GenCAM 在蚀刻加工和湿润加工工艺层面不太好，但在生产制造行业却很好用。其具体优点就在于它能比较好地适用电源电路cts测试、人力易读性强，及其有着国际海事组织适用与保护等。而ODB 则沒有涵盖非常的生产信息内容、电路原理图及其检测固定不动信息内容，并且文档很大。

　　现阶段大部分EDA 和CAM 的软件厂商均与此同时兼容这俩种文件格式。虽然存有强烈市场竞争，ODB 和GenCAM的进步依然是密切相关的。Valor 是IPC 的一个长期性vip会员，ODB 和GenCAM 中间的这类市场竞争将促进这俩种文件格式日趋健全。

　　PCB数据传输技术性的重要

　　以设计方案为根源的PCB 数据传输计划方案和规范化过程，务必切实处理下列重要的工艺难题，才可以取得成功：①寻找健全的PCB 单一算法设计；②研发出EDA 专用工具的PCB 輸出交换机；③研发出CAM 手机软件和制作设施的PCB 键入交换机，便于将设计方案数据信息顺利转换成推动机器设备控制参数； ④征求PCB 设计方案加工制造业各厂家的多方位认同。

　　PCB数据传输科学研究和市场前景

　　近些年，在PCB 加工制造业危害较大的设计方案/ 生产制造数据传输科学研究新项目是电子电路设计/ 生产制造数据传输(Electronic CAD/ CAM Exchange ，ECCE) 和数据传输汇聚新项目(Data Exchange Convergence Project ， DECP) ，在其中，ECCE 新项目现已进行，DECP 已经开展之中。ECCE新项目由IPC 和EIA 两大标准化组织协同推动: IPC 承担制订文件格式和基本参数规范，EIA 承担创建　信息内容实体模型。研究方向涉及到设计方案/ 生产制造互联( EDIF 400拓展运用) 和CAM 文件格式规范的筹备( IPC - 2510 系列产品) 。项目实施的最后結果是使IPC 公布了更为健全的GenCAM数据传输规范。

　　DECP 新项目的策划人是英国我国电子器件生产制造研究会(National Electronics Manufacturing Initiative ，NEMI) ，参加者有IPC 及其Valor 企业;其意义是推动PCB 设计方案/ 生产制造统一数据传输规范的产生。NEMI 竭力说动IPC 和Valor 完成协作，以Valor 企业的ODB (X)数据类型为原形，吸收IPC GenCAM 的强悍一部分，进而造成一个待发布的融合规范IPC - 2581 ，并最后交给IPC 维护保养和管理方法。

　　现阶段， PCB 领域已经有数十家EDA 和CAM 的软件厂商及其供应链管理各阶段的安排都参加到DECP 中。假如在全产业链各阶段可以取得成功执行，将产生成本费和研发周期时间的很大盈利。完成这一总体目标，显而易见是任重道远。参加者和业内对于此事持慎重的自信心态。

　　结语

　　伴随着PCB 进到高频、密度高的环节，促进设计方案　师务必大量地折中考虑到检测与生产制造要求，吸收生产制造安装方的加入和互动交流。这类交流的效果将经常地更改初始设计方案，进而预防或降低生产制造中的不正确。室内设计师、软件测试、生产制造技术工程师都必须得到 完全的数据信息，才可以开展需要的双向交流。因而，务必舍弃以EDA 专用工具輸出为核心的传统式互换构造，选用以信息为核心的新式方式。以信息为核心的PCB 数据传输方式，召唤着能融入各种各样EDA 手机软件和制作设施的数据类型规范的问世。

　　PCB 设计方案/ 生产制造信息的互换是电子电路设计生产制造一体化信息内容集成化的重要，因而，制订新的PCB 数据传输文件格式规范早已势在必行。现阶段大部分科学研究处在产品测试，如DECP 数据传输新项目仍在再次开展。能够预料，一套统一、健全的数据传输文件格式规范将要面世。因为中国对这一科学研究主题活动的进行水平一直很低，促进并干预相对应信息的讨论拥有充分的实际意义。