本文要点
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收集信息和配置数据对于多板设计非常重要。 |
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原理图绘制和 PCB layout 与从前无异，但需要在同一环境中处理整个系统的电路板。 |
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多板系统设计有助于设计人员对整个系统进行检查和仿真，不再局限于单个设计。 |
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设计人员需要了解系统连接器的具体规格，并优化连接器来满足电子设计要求。 |
系统内部结构图
一、多板设计流程，PCB 设计的新拼图
PCB 设计是一项复杂的工程。要将设备的要求转化为提供相应功能的有效电路，需要大量的设计决策。PCB 的尺寸、形状和性能要符合相应的标准、工期和成本要求。整个过程就像一张精细的 “拼图”，等待 PCB 设计工程师的完成。
多 PCB 设计系统的出现又增加了一块 “拼图”，不过，它本身就更像是一张全新的 “拼图”，而不仅仅是其中一块。在过去，系统设计通常涉及众多人员和工具，现在则更需要 PCB 设计工程师独当一面，这样的优势是可以集中决策，但同样也带来了更多的责任。那该如何运筹帷幄，为系统设计创建一个实用的工作流程呢？
二、多板设计过程概述
1. 从掌握好信息开始
要想了解一块电路板与目标系统的匹配程度和交互方式，需要大量的信息，这对设计系统中的所有电路板来说更是如此。例如，如果多个电路板在同一个面板中一起制造，则需要权衡各 PCB 的层叠结构。
除了设计团队，还要与制造商一起合作，确保软件和机械要求都已清楚明白。多板设计将多个设计整理到一个环境中，从而缩短开发时间。因此，需要确保设计流程和工作流程实时更新，时刻就位，而不是走单板设计实践程序的陈年老路。
2. 多板设计中的原理图绘制
系统原理图设计与层次化原理图设计类似，但上层模块不是代表不同的电路区域，而是不同的电路板。多板设计的流程是在系统原理图中将单个的原理图链接在一起。除了设计和仿真单个原理图，同时还可以进行系统级的仿真。
3. 整理和设置设计规则
每个 PCB layout 都需要设置设计参数、设计规则及约束条件。多板设计也不例外，每个 layout 的PCB 元件库、层堆叠和设计规则等都需要如此设置，不同 layout 数据库之间的一致性越高，在不同设计之间切换时需要进行的调整就越少。
在整理和设置设计规则之前，可以先把不同的电路板外形模板、层堆叠和设计规则保存在中心位置，就像 PCB 元件库的管理方式一样。这样做有助于让设计井井有条，不必为每个设计手动输入信息，因此能够尽快开始处理 layout。使用模板和副本还有助于减少重复输入同一规则时的常见人为错误。
4. 多板设计实现
多板 PCB layout 与常规 layout 非常相似，依然需要单独设计每个电路板。优点是，我们可以查看不同的电路板以及设计的机械元素，以验证 layout 中元件的摆放。这有助于避免元件、外壳或系统中必须紧密排列的其他物体之间的空间问题。使用 CAD 工具，也可以将设计分割成几个部分，分配给其他团队成员，同时保持多板系统的完整性。
使用 CAD 工具的 3D 功能，可以清晰地查看设计在系统拼接完成后的各个方面情况。除了 3D 障碍检查，还可以直观地视觉验证设计中的各个部分——这在以前是无法实现的。例如，可以查看连接器与电路板和其他电路板、机械障碍和系统外壳的匹配情况。它们也许会通过设计规则检查，但以 3D 方式查看时，可能就会发现不便于检修的设计缺陷。
5. 完整的系统设计同步审查
在整个多板系统设计流程中，很多节点上都需要对照其他电路板和整个系统，对设计进行检查。多板系统的 3D 建模，有助于在制造之前对电路板系统进行虚拟原型验证。与标准的原型构建过程相比，这可以节省大量的时间和金钱。同时，通过检查多板系统中各个 PCB 之间的连通性，还能在不进行实际硬件检查的情况下，验证内部系统连接的正确性。
在多板系统设计流程中，设计人员该如何从系统视角把控核心，实现更好的协作和更多的“一版成功”？
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