跨界設計是大勢所趨

　　追求設計有效性是企業(yè)不變的追求，而且產(chǎn)品設計一直會(huì )面臨成本與質(zhì)量的沖突，如何構建一個(gè)有效的設計流程，通過(guò)控制約束條件以符合設計規范，達到質(zhì)量要求，是當今設計師不得不面對的挑戰。在近日Mentor Graphics（明導）公司在京舉辦的“2014 PCB技術(shù)論壇”上，系統設計部的業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理David Wiens提出了新的設計方法。

　　
       Mentor系統設計部 商業(yè)開(kāi)發(fā)經(jīng)理 David Wiens

　　系統設計的三個(gè)挑戰

　　開(kāi)發(fā)組織面臨三大挑戰。首先，設計的復雜度更高。這是因為PCB(印制電路板)的密度更高，線(xiàn)路更多;另外，信號的速度在提升。因此更高密度的電路在更小的空間上會(huì )產(chǎn)生散熱問(wèn)題。

　　第二，現在人員的更替很快。過(guò)去是資深工程師人來(lái)做設計。我國作為制造大國，過(guò)去只是做初級工作，很少涉及高級設計的細節;但現在我國產(chǎn)品的設計意識在提升，更多時(shí)間要面對產(chǎn)品的研發(fā)工作。另外設計人員也出現斷層，很多年輕的工程師來(lái)接班，而上市時(shí)間很緊迫。

　　第三，系統工程的挑戰。傳統上，機械、電子、軟件是相互獨立的，現在所有工作需要并行進(jìn)行。例如PCB的布局&布線(xiàn)、軟件的配置要同時(shí)完成。過(guò)去是從原有的元器件，慢慢去積累、向上堆砌出設計，也許很多模塊未必是你需要的;現在要變成自頂向下的觀(guān)點(diǎn)，進(jìn)行整體控制，其中一些需要的模塊可以是外購的。因此系統化、多板化、系統套系統的邏輯觀(guān)念要存在于設計師的設計意識中。

　　機械、電子、軟件的設計融合

      
       第一個(gè)維度是X軸，即水平維度。從左側的產(chǎn)品需求到右側產(chǎn)品真正上市，從IC角度、PCB角度、模塊化角度，抑或是系統角度，還有傳統軟件的支持?？傊?，你有想法，就能支持你把產(chǎn)品做出來(lái)。

　　第二個(gè)維度是Y軸，即垂直整合，自上而下或自下而上。傳統上，這些工程師不會(huì )相互溝通——做IC的只做IC，做封裝的只做封裝，做PCB的只做PCB，做模塊的只做模塊，做系統的只做系統，各自都有界限，對其他人來(lái)說(shuō)都是黑盒子。如果把他們之間的障礙掃除，可以實(shí)現最佳化。例如，如果更早期知道IC設計時(shí)引腳如何排列，為了讓PCB容易實(shí)現存儲功能，可把存儲器放在合理位置，使信號最強、干擾最小、占用的面積最小。如果板子之間有信號溝通，以前不小心連接器接反了，需要重新做?還是模擬一下。汽車(chē)娛樂(lè )音響控制系統也需要溝通，例如功能和安全的協(xié)調統一，傳感器、視頻和通信融合在一起。系統和系統之間的連接，除了線(xiàn)纜，可以用RF、藍牙、Wi-Fi等。

　　第三個(gè)維度是Z軸，是紅色、橙色和綠色的跨界。我們專(zhuān)注在電子，需要和電子設計溝通，如果有動(dòng)態(tài)溝通的工具，其他部門(mén)可以很快地看到我們的設計。實(shí)際上早期揭露供應鏈上的優(yōu)選信息，整體設計的質(zhì)量會(huì )提高，而不是等到最后出現缺貨的問(wèn)題。新的工具應該讓這些資料打包和溝通，來(lái)知道精度。

　　通常認為，上述負責設計一般發(fā)生在軍工和航天。不過(guò)，在我國，通信系統設計、3C消費類(lèi)電子(智能手機)、汽車(chē)等領(lǐng)域也出現這樣的設計現象，一方面是復雜性在提升，同時(shí)設計非常緊密，需要過(guò)去的IP積累和重用，需要各部門(mén)協(xié)同設計等。

　　Mentor近年來(lái)重要的設計平臺Xpedition VX，經(jīng)歷了10年左右的研發(fā)過(guò)程，現在在易用性、自動(dòng)化和數據管理方面取得了開(kāi)創(chuàng )性的革新。今年已連續推出多個(gè)新產(chǎn)品，例如3月推出最新Xpedition PCB設計平臺，透過(guò)將直觀(guān)的設計環(huán)境與設計人員導向的自動(dòng)化功能結合在一起，能解決設計人員改變中的設計任務(wù)，包括全球化的團隊組織，讓用戶(hù)能達到專(zhuān)家級的執行成果，并獲得最佳的生產(chǎn)力。因此，可顯著(zhù)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、將重新設計次數降至最低，并提升產(chǎn)品質(zhì)量。6月，Mentor推出了用于高效IC封裝PCB設計優(yōu)化、裝配和可視化的Xpedition Path Finder套件。

圖：Xpedition VX適合復雜性高的企業(yè)級設計，而PADS等工具相對較為簡(jiǎn)單