CN113407459A - Pcb设计文件的开短路分析检测方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB设计文件的开短路分析检测方法、装置及电子设备，该方案包括获取Gerber文件和IPC文件；加载IPC文件构建IPC网络；加载Gerber文件构建Gerber网络；将IPC网络中的引脚坐标投影到Gerber网络中；依据IPC网络中的引脚和Gerber网络中被投影命中的物理网络建立映射关系，分别建立第一映射关联表和第二映射关联表；依据第一映射关联表和第二映射关联表检测PCB设计文件是否存在开路或短路并展示和存储，本申请具有可快速识别PCB设计文件中的开短路错误，大大缩短检测时间，可完全避免开短路的情况发生。

Description

PCB设计文件的开短路分析检测方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及PCB生产技术领域，具体涉及PCB设计文件的开短路分析检测方法、装置及电子设备。

背景技术

目前的PCB制造过程中，通常是按照客户提供的资料进行生产，但是客户提供的资料通常是给PCB设计文件或者是给生产资料Gerber文件。当给PCB设计文件时，需要工程人员通过PCB设计软件将其导出Gerber文件，然后人工大略对比一下Gerber文件中的网络情况，有明显的网络(有无开短路情况)不一致时才能发现；当客户只提供Gerber文件时就没办法进行人工对比，没有母PCB设计文件，只提供Gerber文件的话是无法去进行人工比对的，因为没有母PCB设计文件文件作为参考，不知道所提交的Gerber文件在交付之前的过程中有无被修改或损坏。因此如果直接按照客户提供的资料时无法轻易的检查出错误，导致后续生产出的PCB存在缺陷的问题。

因此为了省去人工比对操作，极大地提升识别效率，需要一种自动化对PCB工程资料中开短路缺陷进行前置预审的方法，去发现PCB工程资料中存在的开短路问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了PCB设计文件的开短路分析检测方法、装置及电子设备。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：PCB设计文件的开短路分析检测方法包括以下步骤：

S100、获取PCB设计文件并依据该PCB设计文件导出Gerber文件和IPC文件，或者获取Gerber文件和IPC文件；

S200、加载并获取所述IPC文件中的引脚坐标数据和逻辑网络编号数据，依据所述引脚坐标数据和所述逻辑网络编号数据构建IPC网络；

S300、加载所述Gerber文件并分析计算出物理网络；

S400、将所述IPC文件中的引脚坐标投影到所述物理网络中；

S500、依据所述IPC文件中的引脚坐标和被投影命中的所述物理网络建立映射关系，分别建立第一映射关联表和第二映射关联表，其中所述第一映射关联表用以检测所述PCB设计文件是否存在开路，所述第二映射关联表用以检测所述PCB设计文件是否存在短路；

S600、依据所述第一映射关联表和所述第二映射关联表检测所述PCB设计文件是否存在开路或短路并展示和存储。

工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，可保证从客户获取的资料均为能够进行比对的情况，通过将IPC文件和Gerber文件进行分析并建立映射关系，可实现快速查找出短路和开路的位置，从而根据缺陷进行修改，避免了PCB生产错误的情况发生，检测效率极高，大大缩短了检测时间，节约了成本；

2、不存在人工检测存在的错漏情况，经过IPC文件和Gerber文件的一一对应，可100％检测出开短路问题，而且客户需要提供的资料不需要变化，仍旧是提供PCB设计文件，或者是提供Gerber文件和IPC文件，而无论是Gerber文件和IPC文件都是可以通过PCB设计文件导出的，都是本领域的标准文件，不存在额外的成本。

进一步地，S501、以所述IPC网络的逻辑网络编号为KEY，以所述Gerber网络中物理网络列表为Value，连接KEY和Value构建所述第一映射关联表。此步骤，相当于将IPC网络中的逻辑网络编号为KEY，与Gerber网络中的物理网络列表中的每一个值进行一一对应，因此如果一个KEY中有两个物理网络，就相当于此时电路存在开路情况，通过这个KEY能够快速从IPC文件或Gerber文件上找出开路的地方，方便反馈给客户进行修改或技术人员后续针对性进行修改，无需人工一一比对，极大地提高了检测效率。

进一步地，S502、以所述Gerber网络中对应的物理网络为KEY，以所述IPC网络的逻辑网络编号列表为Value，连接KEY和Value构建所述第二映射关联表。此步骤，相当于将Gerber网络中的物理网络编号为KEY，与IPC网络中的逻辑网络列表中的每一个值进行一一对应，因此如果一个KEY中有两个逻辑网络，就相当于此时电路存在短路情况，通过这个KEY能够快速从IPC文件或Gerber文件上找出短路的地方，方便反馈给客户进行修改或技术人员后续针对性进行修改，无需人工一一比对，极大地提高了检测效率。

进一步地，遍历所述第一映射关联表中每个KEY对应的Value数量大于一的KEY，判定该KEY存在开路。可通过常见的遍历步骤快速筛选出存在开路的KEY。

进一步地，遍历所述第二映射关联表中每个KEY对应的Value数量大于一的KEY，判定该KEY存在短路。可通过常见的遍历步骤快速筛选出存在短路的KEY。

进一步地，获取Gerber文件和IPC文件时，一个Gerber文件对应一个IPC文件。Gerber文件和IPC文件必然是一一对应的，因为订单也是一个个做的，因此不存在一个Gerber文件对应多个IPC文件，或一个IPC文件对应多个Gerber文件的情况，也正因为如此，不需要去验证Gerber文件和IPC文件是否对应，如果不对应，在后续步骤中会存在较多的开短路，明显是不一致的。

进一步地，S700、依据所述第一映射关联表和所述第二映射关联表以及开短路数据建立开短路分析表，所述开短路分析表至少包括短路数量统计和开路数量统计。此步骤，将结果统一在一个开短路分析表中，可极大地方便技术人员进行查阅，并进行针对性修改，也方便了客户进行查阅和修改。

进一步地，所述开短路分析表还包括图层信息，该图层信息包含所述第一映射关联表中的引脚坐标数据和逻辑网络编号数据和所述第二映射关联表中的物理网络。此方案，更进一步地方便了技术人员和客户在分析后进行查阅。

PCB开短路分析装置包括运行有上述的PCB设计文件的开短路分析检测方法的服务端以及客户端，该客户端设有上传端口，该上传端口用于客户上传PCB设计文件或者Gerber文件和IPC文件至服务端，通过所述服务端对PCB设计文件或Gerber文件和IPC文件进行开短路分析并回传至客户端显示。采用本申请方法的装置同样具有无需人工一一比对，极大地提高了检测效率的效果。

PCB开短路分析电子设备包括处理器、存储器及触屏显示器，所述存储器存储有上述的PCB设计文件的开短路分析检测方法，所述处理器用于运行存储器中的可执行命令，所述触屏显示器用于人机交互。采用本申请方法的电子设备同样具有无需人工一一比对，极大地提高了检测效率的效果，可随时随地进行开短路分析。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是本发明装置的IPC文件添加界面图；

图3是本发明方法的物理网络示意图；

图4是本发明方法的一种IPC文件和Gerber文件映射关系图；

图5是本发明方法的第一映射关联表和第二映射关联表的示意图；

图6是本发明方法检测到短路情况示意图；

图7是本发明方法检测到开路情况示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本PCB设计文件的开短路分析检测方法包括以下步骤：

S100、获取PCB设计文件并依据该PCB设计文件导出Gerber文件和IPC文件或获取Gerber文件和IPC文件；

此步骤中，IPC文件是一种记录设计文件各逻辑关系的网络集合文件，在本实施例中为IPC-D-356A格式，IPC-D-356A是美国印刷电路学会所制定的一种特定格式，它是的记录设计文件各逻辑关系的网络集合文件，PCB设计文件内用设计软件输出的与原理图一致的一种逻辑网络，与CAM软件建立的物理网络(Gerber文件)进行对比，它可以检查Gerber文件以及钻孔文件。

获取Gerber文件和IPC文件时，一个Gerber文件对应一个IPC文件。Gerber文件和IPC文件必然是一一对应的，因为订单也是一个个做的，因此不存在一个Gerber文件对应多个IPC文件，或一个IPC文件对应多个Gerber文件的情况，也正因为如此，不需要去验证Gerber文件和IPC文件是否对应，如果不对应，在后续步骤中会存在较多的开短路，明显是不一致的。

优选地，在本实施例中，PCB设计文件通过PCB转换程序(Altium Designer软件)把PCB设计文件转成Gerber文件的同时生成一个IPC文件。

S200、加载并获取IPC文件中的引脚坐标数据和逻辑网络编号数据，依据引脚坐标数据和逻辑网络编号数据构建IPC网络；

此步骤中，由于采用了IPC文件，因此只需要将IPC文件加载就可以非常方便地获取其中的引脚坐标数据和逻辑网络编号数据，在加载后按行读取，分为头部信息及网络内容信息，按IPC格式协议读取，读取的结果按网络名称为key，引脚列表为值构建散列映射表记作IPC_Map，也就是IPC网络。

S300、加载并获取Gerber文件的物理网络，归类物理网络构建成Gerber网络；

此步骤中，将Gerber文件加载就可以直接读取其中的物理网络，或者说是物理相连网络，可参见图3中，把图形中的可连通在一起的元素归为同一个对应的物理相连网络，具体为通过现有碰触判断的链式传导算法实现，该物理相连网络显示对应图中与其他部分颜色不同的图形，可以此去类推其他对应的物理相连网络，每个物理相连网络在构建时产生一个唯一ID，以此ID为key，物理相连网络列表为值构建散列映射表记作GBR_Map，也就是Gerber网络。

S400、将IPC文件中的引脚坐标投影到Gerber文件中；

此步骤，投影命中的物理网络就能够与IPC文件的引脚对应起来，从而能够完全一一对应，未命中的就相当于是IPC文件或者Gerber文件存在错误，其中引脚来自于引脚坐标数据。

S500、依据IPC文件中的引脚和Gerber文件中被投影命中的物理网络建立映射关系，分别建立第一映射关联表和第二映射关联表，其中第一映射关联表用以检测PCB设计文件是否存在开路，第二映射关联表用以检测PCB设计文件是否存在短路；

S501、以IPC网络的逻辑网络编号为KEY，以Gerber网络中物理网络列表为Value，连接KEY和Value构建第一映射关联表。

S502、以Gerber网络中对应的物理网络为KEY，以IPC网络的逻辑网络编号列表为Value，连接KEY和Value构建第二映射关联表。

S503、遍历第一映射关联表中每个KEY对应的Value数量大于一的KEY，判定该KEY存在开路，遍历第二映射关联表中每个KEY对应的Value数量大于一的KEY，判定该KEY存在短路。

500-503步骤，将IPC文件和Gerber文件中的引脚和物理网络一一对应建立起关系后，得到的两个表格可以通过常见的遍历算法快速地检查出PCB设计文件中是否存在开短路，方便反馈给客户进行修改或技术人员后续针对性进行修改，无需人工一一比对，极大地提高了检测效率。

在本实施例中，以Gerber物理网络ID为key，IPC逻辑网络名称列表为值构建映射表第二映射关联表，可用于分析短路情况，当第二映射关联表中任何一个值列表中逻辑网络个数超过1，说明有短路发生。如在IPC文件中存在A、B两种网络，A包括引脚A1和A2，B包括引脚B1和B2，在Gerber文件中有焊盘P1、P2、P3和P4，其中P1和P2连通构成Net1，P3和P4连通构成Net2，假设由Gerber文件投影至IPC文件为：A1对应P1，A2对应P3，B1对应P2，B2对应P4，此时所树立的网络对应树形图为图4，而图5中下半部分图表示为第二映射关联表，可见图中，Net1对应了A1和B1，Net2对应了A2和B2。

具体可参见图6中，以23这行为例，L1和LED-L两个逻辑网络对应一个DFM-Net24物理网络，也可以看表格左边的两个条形部分，右边的部分中有一个L1出现，表示有短路出现，按照正确的设计，L1应该几种在左边的条形部分内，若逻辑网络只对应了一个物理网络则为正常状态。。

对应的，以IPC网络名称为key，Gerber物理网络ID列表为值构建映射表第一映射关联表，可用于分析开路情况，当第一映射关联表中任何一个值列表中物理网络个数超过1，说明有开路发生。假设由IPC文件投影至GBR文件为：A1对应P1，A2对应P3，B1对应P2，B2对应P4，此时所树立的网络对应树形图也为图4，而图5中上半部分图表示为第一映射关联表，可见图中，A对应了P1和P3，B对应了P2和P4。其中第一映射关联表在图中为IPC_GBR_Map，第二映射关联表在图中为GBR_IPC_Map。

具体，可常见图7中，以13这行为例，NetF1-1逻辑网络对应了DFM-Net2和DFM-Net5两个物理网络，因此存在开路，若逻辑网络只对应了一个物理网络则为正常状态。

S600、依据第一映射关联表和第二映射关联表检测PCB设计文件是否存在开路或短路并展示和存储。

S700、依据第一映射关联表和第二映射关联表以及开短路数据建立开短路分析表，开短路分析表至少包括短路数量统计和开路数量统计。

此步骤，也就是在上述的图6和图7中展示的情况一样，将结果统一在一个开短路分析表中，可极大地方便技术人员进行查阅，并进行针对性修改，也方便了客户进行查阅和修改。

优选地，请参阅图6和图7中详情部分，开短路分析表还包括图层信息，该图层信息包含第一映射关联表中的引脚坐标数据和逻辑网络编号数据和第二映射关联表中的物理网络。此方案，更进一步地方便了技术人员和客户在分析后进行查阅，可切换显示逻辑网络或物理网络。

现有技术相比，可保证从客户获取的资料均为能够进行比对的情况，通过将IPC文件和Gerber文件进行分析并建立映射关系，可实现快速查找出短路和开路的位置，从而根据缺陷进行修改，避免了PCB生产错误的情况发生，检测效率极高，大大缩短了检测时间，节约了成本。

不存在人工检测存在的错漏情况，经过IPC文件和Gerber文件的一一对应，可100％检测出开短路问题，而且客户需要提供的资料不需要变化，仍旧是提供PCB设计文件，或者是提供Gerber文件和IPC文件，而无论是Gerber文件和IPC文件都是可以通过PCB设计文件导出的，都是本领域的标准文件，不存在额外的成本。

实施例2

PCB开短路分析装置包括运行有上述的PCB设计文件的开短路分析检测方法的服务端以及客户端，该客户端设有上传端口，该上传端口用于客户上传PCB设计文件和Gerber文件及IPC文件至服务端，通过服务端对PCB设计文件或Gerber文件和IPC文件进行开短路分析并回传至客户端显示。采用本申请方法的装置同样具有无需人工一一比对，极大地提高了检测效率的效果。上传端口的操作方式可参见图2中IPC文件的添加界面示意图。

实施例3

PCB开短路分析电子设备包括处理器、存储器及触屏显示器，存储器存储有上述的PCB设计文件的开短路分析检测方法，处理器用于运行存储器中的可执行命令，触屏显示器用于人机交互。采用本申请方法的电子设备同样具有无需人工一一比对，极大地提高了检测效率的效果，可随时随地进行开短路分析。

本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

用于实现本方案实施例方法的服务器的计算机系统包括中央处理单元CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。

以下部件连接至I/O接口：包括键盘、鼠标等的输入部分；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分。通信部分经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口。可拆卸介质，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的模块也可以设置在处理器中。

尽管本文较多地使用了专业术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.PCB设计文件的开短路分析检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取PCB设计文件并依据该PCB设计文件导出Gerber文件和IPC文件，或者获取Gerber文件和IPC文件；

加载并获取所述IPC文件中的引脚坐标数据和逻辑网络编号数据，依据所述引脚坐标数据和所述逻辑网络编号数据构建IPC网络；

加载所述Gerber文件并分析计算出物理网络；

将所述IPC文件中的引脚坐标投影到所述物理网络中；

依据所述IPC文件中的引脚坐标和被投影命中的所述物理网络建立映射关系，分别建立第一映射关联表和第二映射关联表，其中所述第一映射关联表用以检测所述PCB设计文件是否存在开路，所述第二映射关联表用以检测所述PCB设计文件是否存在短路；

依据所述第一映射关联表和所述第二映射关联表检测所述PCB设计文件是否存在开路或短路并展示和存储。

2.根据权利要求1所述的PCB设计文件的开短路分析检测方法，其特征在于，以所述IPC网络中的逻辑网络编号为KEY，以所述Gerber网络中的物理网络列表为Value，连接KEY和Value构建所述第一映射关联表。

3.根据权利要求1所述的PCB设计文件的开短路分析检测方法，其特征在于，以所述Gerber网络中对应的物理网络为KEY，以所述IPC网络的逻辑网络编号的列表为Value，连接KEY和Value构建所述第二映射关联表。

4.根据权利要求2所述的PCB设计文件的开短路分析检测方法，其特征在于，遍历所述第一映射关联表中每个KEY对应的Value数量大于一的KEY，判定该KEY存在开路。

5.根据权利要求3所述的PCB设计文件的开短路分析检测方法，其特征在于，遍历所述第二映射关联表中每个KEY对应的Value数量大于一的KEY，判定该KEY存在短路。

6.根据权利要求1所述的PCB设计文件的开短路分析检测方法，其特征在于，获取Gerber文件和IPC文件时，一个Gerber文件对应一个IPC文件。

7.根据权利要求1所述的PCB设计文件的开短路分析检测方法，其特征在于，依据所述第一映射关联表和所述第二映射关联表以及开短路数据建立开短路分析表，所述开短路分析表至少包括短路数量统计和开路数量统计。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的PCB设计文件的开短路分析检测方法，其特征在于，所述开短路分析表还包括图层信息，该图层信息包含所述第一映射关联表中的引脚坐标数据和逻辑网络编号数据以及所述第二映射关联表中的物理网络。

9.PCB开短路分析检测装置，其特征在于，包括运行有权利要求1-8任意一项所述的PCB设计文件的开短路分析检测方法的服务端以及客户端，该客户端设有上传端口，该上传端口用于客户上传PCB设计文件或者Gerber文件和IPC文件至服务端，通过所述服务端对PCB设计文件或Gerber文件和IPC文件进行开短路分析并回传至客户端显示。

10.PCB开短路分析检测电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及触屏显示器，所述存储器存储有权利要求1-8任意一项所述的PCB设计文件的开短路分析检测方法，所述处理器用于运行存储器中的可执行命令，所述触屏显示器用于人机交互。

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