CN110852035A - 可自主学习的pcb设计平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供可自主学习的PCB设计平台，包括一个PCB设计服务器和多个PCB设计终端，其中PCB设计服务器为网络服务器，PCB设计终端为支持PCB设计软件运行的计算机，PCB设计服务器与多个PCB设计终端通过网络进行相互通讯。本发明的自主学习的PCB设计平台，提供了一种使用已有原理图或在已有基础上修改后的原理图的方法，可以大大提高PCB绘制效率。

Description

可自主学习的PCB设计平台

技术领域

本发明属于领域PCB设计领域，具体涉及一种可自主学习的PCB设计平台。

背景技术

当前全球化下的高度竞争，产品上市时间是企业盈利和生存核心竞争力之一。尤其在通讯和消费类电子领域，转瞬即逝的市场窗口要求企业必须大幅度缩短产品开发和设计周期，而缩短PCB设计时间是必然要求。就PCB布局布线而言，目前都是通过个人或者团队间协同设计来缩短设计时间。当今电子行业相同电路模块被应用在不同的产品中是屡见不鲜的事情。因此将过往的设计成果应用在新的PCB设计中，不失为缩短设计时间的优选方案。然而市面上现有的PCB设计软件CAD(计算机辅助设计)均只能通过人工保存或者是特殊命令来复制已经设计好的模块，并且模块复制后一旦空间不符合仍需要PCB设计师自行调整。这样无形中还是会增加工作时间，无法满足快速发展的电子行业需求。

而且就目前而言，任何一款PCB设计软件在原理图导入PCB过程中，都是将元器件杂乱无章的摆放在PCB中，不能直接将元器件按照原理图的设计来自动布局、布线。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种可自主学习的PCB设计平台，此PCB设计平台，1)当使用的原理图与已有原理图完全相同、PCB空间足够大时，原理图导入PCB时，此设计平台会通过参数对比，在存储模块中查找到相关参考，并将模块的布局布线完完整整的复制到PCB中；2)当使用的原理图与已有原理图完全相同但是设置此模块的空间不足时，在原理图导入PCB阶段，此平台会通过参数对比与存储模块中的相关参考，在制定空间内对各类元器件进行相应自动调整(此调整均是由PCB学习模块通过前期大量的数据收集分析总结出来的，不是随意摆放的)，调整后根据存储模块中参考布线方式自动将线布置完成；3)没有参考的PCB，系统根据收集到的大数据对元器件进行分析，并推荐自己分析出的布局布线方式供终端参考。

本发明技术方案:可自主学习的PCB设计平台，包括一个PCB设计服务器和多个PCB设计终端，其中PCB设计服务器为网络服务器，PCB设计终端为支持PCB设计软件运行的计算机，PCB设计服务器与多个PCB设计终端通过网络进行相互通讯；

所述PCB设计服务器，具有原理设计模块、PCB设计模块、学习模块一、分析模块、存储模块；所述PCB设计终端，具有原理设计模块、PCB设计模块、学习模块二；PCB设计服务器和PCB设计终端的原理设计模块、PCB设计模块功能相同；

所述原理设计模块进行PCB设计原理图的设计并为元器件定义属性；

PCB设计模块用于进行PCB设计图的设计；

所述存储模块为PCB设计服务器的学习模块一和分析模块，PCB设计终端的学习模块二提供数据的存储空间；

PCB设计服务器的学习模块一，收集元器件属性信息及坐标位置；

PCB设计终端的学习模块二，实时记录用户PCB设计过程，来实现元器件的坐标位置信息的记录，并将记录的坐标位置信息发送给PCB设计服务器，用以更新元器件的坐标位置信息；或者在PCB设计原理图导入PCB过程时，将PCB设计原理图发送给PCB设计服务器；

分析模块，将PCB设计终端发来的PCB设计原理图和存储模块中存储的PCB设计原理图，分析PCB设计终端发来的PCB结构尺寸和存储模块中的PCB设计图尺寸，来输出PCB设计图或调整输出PCB设计图。

其特征在于，学习过程中，首先由PCB设计终端的学习模块二将设计好的PCB设计原理图和PCB设计图上传到PCB设计服务器的存储模块中；由PCB设计服务器中的学习模块一调用所上传的PCB设计原理图和PCB设计图，得到元器件属性信息及坐标位置，完成数据的收集工作。

其特征在于，数据收集完成后，PCB设计服务器中的学习模块一将上述数据存储到存储模块中；最后由PCB设计服务器的分析模块执行分析过程。

其特征在于，得到的PCB设计原理图数据包括：元器件规格和元器件网表。

其特征在于，得到的PCB设计图数据包括：元器件规格、元器件网表、元器件坐标、元器件旋转角度、元器件每个管脚的坐标、连线粗细、过孔数量、元器件封装尺寸、元器件位号坐标、整个模块占用尺寸。

其特征在于，分析过程中，首先计算元器件之间相对坐标；再将元器件按照封装尺寸占用面积由大到小进行排序，并按照排序结果顺序为元器件添加编号；最后通过元器件坐标和元器件每个管脚的坐标以及元器件网表，循环计算出PCB设计图中当前最小编号的元器件管脚周边与之相连接的元器件的管脚应当距离此管脚的直线距离长度，最终确定与之相连的元器件能够摆放的元器件坐标调整范围是：以此元器件的管脚为圆心，以上述直线距离长度为半径的范围内，并将计算结果存储在存储模块中。

其特征在于，若使用者在PCB设计终端执行PCB设计原理图导入PCB设计图命令时，开启应用过程，启用PCB设计终端的学习模块二，学习模块二将PCB设计原理图和使用者定义的当前的PCB空间尺寸传输给存储模块，并开启PCB设计服务器的分析模块，分析调用存储模块中的已有PCB设计模块的PCB设计原理图，将PCB设计终端上传的PCB设计原理图数据和存储模块中已有PCB设计原理图进行对比，

1)若比对一致，则进一步对比PCB设计终端上传的使用者定义的当前的PCB空间尺寸与已有PCB设计模块的PCB空间尺寸信息，若使用者定义的当前的PCB空间尺寸比已有PCB设计模块的PCB空间尺寸信息大，直接将已有PCB设计模块的PCB空间尺寸信息传输给PCB设计终端进行复用；若使用者定义的当前的PCB空间尺寸比已有PCB设计模块的PCB空间尺寸信息小，则分析模块读取存储模块中的元器件坐标调整范围，并根据元器件坐标调整范围和PCB设计终端上传的使用者定义的当前的PCB空间尺寸对已有PCB设计模块的元器件进行调整，来缩小已有模块的占用面积，直到能够满足设计尺寸为止，并按照得到的PCB设计图数据，进行自动布线后，传输给PCB设计终端后，完成复用过程；

2)若比对不一致，对存储模块中存储的其他PCB设计原理图进行分析，并找到相似度最高的已有PCB设计模块，如果相似度低于80％，则不进行复用，结束PCB设计原理图导入PCB设计图命令；如果存在相似度大于80％的已有PCB设计模块，则分析模块读取存储模块中的元器件坐标调整范围，并根据元器件坐标调整范围和PCB设计终端上传的使用者定义的当前的PCB空间尺寸对已有PCB设计模块的元器件进行调整，来缩小已有模块的占用面积，直到能够满足设计尺寸为止，并按照得到的PCB设计图数据，进行自动布线后，传输给PCB设计终端后，完成复用过程。

其特征在于，所述原理设计模块和PCB设计模块，采用Altium Designer、Cadence或Mentor软件实现。

发明的有益效果：本发明的自主学习的PCB设计平台，提供了一种使用已有原理图或在已有基础上修改后的原理图的方法，可以大大提高PCB绘制效率。

附图说明

图1 PCB设计平台组成

图2元器件添加编号示意图

图3学习过程流程图

图4应用过程流程图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的连接结构进行详细说明。

可自主学习的PCB设计平台，包括PCB设计软件服务器(以下简称服务器)和多个PCB设计终端(以下简称终端)，其中PCB设计服务器为网络服务器，PCB设计终端为可支持PCB设计软件运行计算机。并且PCB设计服务器与多个PCB设计终端可以通过网络进行相互通讯；PCB设计平台的组成如图1所示。

PCB设计软件服务器需要安装软件的原理设计模块、PCB设计模块、学习模块、分析模块、存储模块四大部分。

PCB设计终端需要安装原理设计模块、PCB设计模块、学习模块三大部分。

一、原理设计模块和PCB设计模块均为现有技术，如Altium Designer、Cadence、Mentor等PCB设计软件。

二、学习模块、分析模块为本发明的创新部分。

三、存储模块为PCB设计软件服务器专门为学习模块和分析模块存储数据的存储空间。

模块复用过程需要学习过程和应用过程两个阶段。

学习模块执行学习过程：整体学习过程可参考图3流程

步骤1.由终端将现有模块的原理图和PCB图上传到服务器的存储模块中；

步骤2.激活学习模块，由学习模块调用步骤1中上传的原理图和PCB图并进行数据收集工作。原理图数据收集内容包括：元器件规格、网表；PCB图数据收集内容包括：元器件规格、元器件网表、元器件坐标、元器件旋转角度、元器件每个管脚的坐标、连线粗细、过孔数量、元器件封装尺寸、元器件位号坐标、整个模块占用尺寸。数据收集完成后，学习模块将上述数据存储到存储模块中。

步骤3.激活分析模块，

激活后分析模块执行分析过程，分析内容主要包括a.计算元器件之间相对坐标；b.将元器件按照封装尺寸占用面积由大到小进行排序并为元器件添加编号如图2编号顺序为U1：1、U2：2，R1：3；c.通过元器件坐标和元器件每个管脚的坐标以及网络表计算出小编号的元器件管脚周边与之相连接的管脚应当距离此管脚的直线距离长度，最终确定与之相连的元器件可以摆放的范围是以此管脚为圆心以上述直线距离长度为半径的范围内，如图2所示需要计算U1的1号管脚与R1的直线间距L，则可确定R1摆放位置应在U1的附近且范围应为以U1的1号管脚中心，L为半径的圆范围内。此分析过程应当从编号小的元器件开始，并需要对所有管脚进行逐一分析。

应用过程：过程应用如图4。

终端学习模块不但在应用阶段会启用，在终端进行PCB设计时会同时启用来记录元器件的位置直到PCB图面设计完成。将此数据发送给存储器模块，用以更新元器件坐标调整范围来保证存储的模块信息都是最新的。

Claims (8)

1.可自主学习的PCB设计平台，包括一个PCB设计服务器和多个PCB设计终端，其中PCB设计服务器为网络服务器，PCB设计终端为支持PCB设计软件运行的计算机，PCB设计服务器与多个PCB设计终端通过网络进行相互通讯；

所述PCB设计服务器，具有原理设计模块、PCB设计模块、学习模块一、分析模块、存储模块；所述PCB设计终端，具有原理设计模块、PCB设计模块、学习模块二；PCB设计服务器和PCB设计终端的原理设计模块、PCB设计模块功能相同；

所述原理设计模块进行PCB设计原理图的设计并为元器件定义属性；

PCB设计模块用于进行PCB设计图的设计；

所述存储模块为PCB设计服务器的学习模块一和分析模块，PCB设计终端的学习模块二提供数据的存储空间；

PCB设计服务器的学习模块一，收集元器件属性信息及坐标位置；

PCB设计终端的学习模块二，实时记录用户PCB设计过程，来实现元器件的坐标位置信息的记录，并将记录的坐标位置信息发送给PCB设计服务器，用以更新元器件的坐标位置信息；或者在PCB设计原理图导入PCB过程时，将PCB设计原理图发送给PCB设计服务器；

分析模块，将PCB设计终端发来的PCB设计原理图和存储模块中存储的PCB设计原理图，分析PCB设计终端发来的PCB结构尺寸和存储模块中的PCB设计图尺寸，来输出PCB设计图或调整输出PCB设计图。

2.如权利要求1所述的可自主学习的PCB设计平台，其特征在于，学习过程中，首先由PCB设计终端的学习模块二将设计好的PCB设计原理图和PCB设计图上传到PCB设计服务器的存储模块中；由PCB设计服务器中的学习模块一调用所上传的PCB设计原理图和PCB设计图，得到元器件属性信息及坐标位置，完成数据的收集工作。

3.如权利要求2所述的可自主学习的PCB设计平台，其特征在于，数据收集完成后，PCB设计服务器中的学习模块一将上述数据存储到存储模块中；最后由PCB设计服务器的分析模块执行分析过程。

4.如权利要求3所述的可自主学习的PCB设计平台，其特征在于，得到的PCB设计原理图数据包括：元器件规格和元器件网表。

5.如权利要求4所述的可自主学习的PCB设计平台，其特征在于，得到的PCB设计图数据包括：元器件规格、元器件网表、元器件坐标、元器件旋转角度、元器件每个管脚的坐标、连线粗细、过孔数量、元器件封装尺寸、元器件位号坐标、整个模块占用尺寸。

6.如权利要求5所述的可自主学习的PCB设计平台，其特征在于，分析过程中，首先计算元器件之间相对坐标；再将元器件按照封装尺寸占用面积由大到小进行排序，并按照排序结果顺序为元器件添加编号；最后通过元器件坐标和元器件每个管脚的坐标以及元器件网表，循环计算出PCB设计图中当前最小编号的元器件管脚周边与之相连接的元器件的管脚应当距离此管脚的直线距离长度，最终确定与之相连的元器件能够摆放的元器件坐标调整范围是：以此元器件的管脚为圆心，以上述直线距离长度为半径的范围内，并将计算结果存储在存储模块中。

7.如权利要求6所述的可自主学习的PCB设计平台，其特征在于，若使用者在PCB设计终端执行PCB设计原理图导入PCB设计图命令时，开启应用过程，启用PCB设计终端的学习模块二，学习模块二将PCB设计原理图和使用者定义的当前的PCB空间尺寸传输给存储模块，并开启PCB设计服务器的分析模块，分析调用存储模块中的已有PCB设计模块的PCB设计原理图，将PCB设计终端上传的PCB设计原理图数据和存储模块中已有PCB设计原理图进行对比，

1)若比对一致，则进一步对比PCB设计终端上传的使用者定义的当前的PCB空间尺寸与已有PCB设计模块的PCB空间尺寸信息，若使用者定义的当前的PCB空间尺寸比已有PCB设计模块的PCB空间尺寸信息大，直接将已有PCB设计模块的PCB空间尺寸信息传输给PCB设计终端进行复用；若使用者定义的当前的PCB空间尺寸比已有PCB设计模块的PCB空间尺寸信息小，则分析模块读取存储模块中的元器件坐标调整范围，并根据元器件坐标调整范围和PCB设计终端上传的使用者定义的当前的PCB空间尺寸对已有PCB设计模块的元器件进行调整，来缩小已有模块的占用面积，直到能够满足设计尺寸为止，并按照得到的PCB设计图数据，进行自动布线后，传输给PCB设计终端后，完成复用过程；

2)若比对不一致，对存储模块中存储的其他PCB设计原理图进行分析，并找到相似度最高的已有PCB设计模块，如果相似度低于80％，则不进行复用，结束PCB设计原理图导入PCB设计图命令；如果存在相似度大于80％的已有PCB设计模块，则分析模块读取存储模块中的元器件坐标调整范围，并根据元器件坐标调整范围和PCB设计终端上传的使用者定义的当前的PCB空间尺寸对已有PCB设计模块的元器件进行调整，来缩小已有模块的占用面积，直到能够满足设计尺寸为止，并按照得到的PCB设计图数据，进行自动布线后，传输给PCB设计终端后，完成复用过程。

8.如权利要求7所述的可自主学习的PCB设计平台，其特征在于，所述原理设计模块和PCB设计模块，采用Altium Designer、Cadence或Mentor软件实现。

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