目前的電子設(shè)計(jì)大多是集成系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)，整個(gè)項(xiàng)目中既包含硬件整機(jī)設(shè)計(jì)又包含軟件開發(fā)。這種技術(shù)特點(diǎn)向電子工程師提出了新的挑戰(zhàn)。首先，如何在設(shè)計(jì)早期將系統(tǒng)軟硬件功能劃分得比較合理，形成有效的功能結(jié)構(gòu)框架，以避免冗余循環(huán)過程；其次，如何在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出高性能高可靠的PCB板。因?yàn)檐浖拈_發(fā)很大程度上依賴硬件的實(shí)現(xiàn)，只有保證整機(jī)設(shè)計(jì)一次通過，才會(huì)更有效的縮短設(shè)計(jì)周期。本文論述在新的技術(shù)背景下，系統(tǒng)板級(jí)設(shè)計(jì)的新特點(diǎn)及新策略。 

*，電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，而這種變化的根源，主要一個(gè)因素來自芯片技術(shù)的進(jìn)步。半導(dǎo)體工藝日趨物理極限，現(xiàn)已達(dá)到深亞微米水平，超大規(guī)模電路成為芯片發(fā)展主流。而這種工藝和規(guī)模的變化又帶來了許多新的電子設(shè)計(jì)瓶頸，遍及整個(gè)電子業(yè)。板級(jí)設(shè)計(jì)也受到了很大的沖擊，zui明顯的一個(gè)變化是芯片封裝的種類極大豐富，如BGA，TQFP，PLCC等封裝類型的涌現(xiàn)；其次，高密度引腳封裝及小型化封裝成為一種時(shí)尚，以期實(shí)現(xiàn)整機(jī)產(chǎn)品小型化，如：MCM技術(shù)的廣泛應(yīng)用。另外，芯片工作頻率的提高，使系統(tǒng)工作頻率的提高成為可能。 

而這些變化必然給板級(jí)設(shè)計(jì)帶來許多問題和挑戰(zhàn)。首先，由于高密度引腳及引腳尺寸日趨物理極限，導(dǎo)致低的布通率；其次，由于系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的提高，引起的時(shí)序及信號(hào)完整性問題；第三，工程師希望能在PC平臺(tái)上用更好的工具完成復(fù)雜的高性能的設(shè)計(jì)。由此，我們不難看出，PCB板設(shè)計(jì)有以下三種趨勢(shì)： 

高速數(shù)字電路（即高時(shí)鐘頻率及快速邊沿）的設(shè)計(jì)成為主流。 
產(chǎn)品小型化及高性能必須面對(duì)在同一塊板上由于混合信號(hào)設(shè)計(jì)技術(shù)（即數(shù)字、模擬及射頻混合設(shè)計(jì)）所帶來的分布效應(yīng)問題。 
設(shè)計(jì)難度的提高，導(dǎo)致傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)方法，以及PC上的CAD工具很難勝任當(dāng)前的技術(shù)挑戰(zhàn)，因此，EDA軟件工具平臺(tái)從UNIX轉(zhuǎn)移到NT平臺(tái)成為業(yè)界*的一種趨勢(shì)。 
高速數(shù)字系統(tǒng)PCB板解決方案 

一般情況下，當(dāng)信號(hào)的互連延遲大于邊沿信號(hào)翻轉(zhuǎn)閥值時(shí)間的20%時(shí)，板上的信號(hào)導(dǎo)線就會(huì)顯示出傳輸線效應(yīng)，即連線不再是顯示集總參數(shù)的單純的導(dǎo)線性能，而是呈現(xiàn)分布參數(shù)效應(yīng)，這種設(shè)計(jì)即為高速設(shè)計(jì)。 

在高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者必須解決由寄生參數(shù)所導(dǎo)致的錯(cuò)誤翻轉(zhuǎn)及信號(hào)失真問題－即時(shí)序和信號(hào)完整性問題。目前這也是高速電路設(shè)計(jì)者必須解決的瓶頸問題。 

傳統(tǒng)的物理規(guī)則驅(qū)動(dòng) 

我們可以發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)的高速電路設(shè)計(jì)中，電氣規(guī)則設(shè)定和物理規(guī)則設(shè)定是分開的。這就帶來了以下的缺陷： 

在設(shè)計(jì)早期工程師不得不花費(fèi)很多精力進(jìn)行詳盡的前后端（即，邏輯建立－物理實(shí)現(xiàn)）分析，以規(guī)劃出滿足電氣需求的物理布線策略。 
高*應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的課題，不能簡(jiǎn)單的通過布線長(zhǎng)度及并行線的控制達(dá)到預(yù)期的效果。 
設(shè)計(jì)者必然會(huì)面對(duì)這樣的困境，帶有假象成分的物理規(guī)則在實(shí)際布線中根本不適用，他不得*進(jìn)行規(guī)則修改，使其具有實(shí)用價(jià)值。 
當(dāng)布線完成之后，可以用后驗(yàn)證工具進(jìn)行分析。但如果發(fā)現(xiàn)問題，工程師必須返回到設(shè)計(jì)中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)或規(guī)則的調(diào)整。這是一個(gè)循環(huán)的冗余過程。必然會(huì)影響產(chǎn)品上市時(shí)間。 
當(dāng)設(shè)計(jì)中僅有幾根或幾十根關(guān)鍵線網(wǎng)時(shí)，物理規(guī)則驅(qū)動(dòng)可以很好的完成設(shè)計(jì)任務(wù)；但當(dāng)設(shè)計(jì)中幾百根，甚至幾千根線網(wǎng)時(shí)，物理規(guī)則驅(qū)動(dòng)的方法就根本無法勝任設(shè)計(jì)任務(wù)。 
電子技術(shù)的發(fā)展呼喚新方法、新工具出現(xiàn)，來解決設(shè)計(jì)面臨的瓶頸問題。為解決物理規(guī)則驅(qū)動(dòng)高速設(shè)計(jì)的缺陷，業(yè)界從事高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)EDA工具研發(fā)的有識(shí)之士，在三年前提出了實(shí)時(shí)電氣規(guī)則驅(qū)動(dòng)物理布局布線的構(gòu)想，從設(shè)計(jì)思想上對(duì)高速數(shù)字設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了改革。 

全新的電氣規(guī)則驅(qū)動(dòng)：互連綜合 

互聯(lián)綜合是實(shí)時(shí)電氣規(guī)則驅(qū)動(dòng)方法的一個(gè)典型術(shù)語，即在物理布局布線過程中，互聯(lián)綜合器實(shí)時(shí)根據(jù)電氣規(guī)則約束條件，進(jìn)行分析，提取出滿足設(shè)計(jì)者要求的布線策略，使設(shè)計(jì)一次通過成功。這種方法通過互聯(lián)綜合將電氣需求和物理實(shí)現(xiàn)的集成起來，從根本上消除物理規(guī)則驅(qū)動(dòng)方法的缺陷。 

互聯(lián)綜合流程如下： 

在工具中輸入噪聲約束及時(shí)序約束規(guī)則； 
時(shí)序控制布局，使之滿足時(shí)序約束要求； 
執(zhí)行信號(hào)完整性預(yù)優(yōu)化； 
板級(jí)綜合，確保關(guān)鍵線網(wǎng)滿足電氣需求； 
完成普通線網(wǎng)的布線； 
布線綜合優(yōu)化。 
通過電氣規(guī)則驅(qū)動(dòng)的方法就能有效的在設(shè)計(jì)布局布線之前進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，檢測(cè)信號(hào)失真情況，確定匹配的線網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及恰當(dāng)?shù)慕K端匹配結(jié)構(gòu)和阻值。在完成布局布線后，可進(jìn)行后驗(yàn)證，用軟件示波器直觀的檢測(cè)波形。對(duì)于這時(shí)所發(fā)現(xiàn)的時(shí)序及失真問題，可用布線綜合優(yōu)化功能予以解決。 

黃金工具組合及設(shè)計(jì)流程 

現(xiàn)在有許多EDA廠商均可以提供高速系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)的EDA工具，幫助用戶在這一領(lǐng)域中有效的提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期。在應(yīng)用電氣規(guī)則驅(qū)動(dòng)方法的EDA系統(tǒng)板級(jí)工具中代表性的當(dāng)數(shù)美國(guó)Mentor Graphics公司ICX軟件包。它zui早提出了互聯(lián)綜合概念，也是目前業(yè)界zui成熟的工具組合。該軟件包有目前業(yè)界流行的即插即用的特點(diǎn)，它可以集成在許多廠商的PCB經(jīng)典EDA設(shè)計(jì)流程中。 

混合信號(hào)設(shè)計(jì)解決方案 

由于設(shè)計(jì)小型化成為時(shí)尚，消費(fèi)者需要高性能、低價(jià)位的商品，廠商為適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，要求研發(fā)人員在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，開發(fā)出不同種類、不同功能配置的高性能低成本的產(chǎn)品，占領(lǐng)市場(chǎng)。這就帶給設(shè)計(jì)者許多新的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。例如：在同一塊基板上利用數(shù)?；旌霞夹g(shù)，甚至射頻技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)小型化及提高產(chǎn)品功能的目的。的手機(jī)就是一個(gè)zui典型的例子。 

業(yè)界同樣已有相應(yīng)的解決方案－設(shè)計(jì)小組、并行設(shè)計(jì)、派生及設(shè)計(jì)復(fù)用是zui典型的策略。