PCB规则驱动设计的经验总结

自2001年起，HW互连部的技术水平进入了快速上冲的阶段，用老毛的话说就是“百花齐放，百家争鸣”，主要大事如下：

与外界的交流开始常态化

派人出国参加国际PCB设计大会

了解国外同行的PCB设计水平（如通过阿波玛可的设计合作）

与cadence合作全自动布线技术的技术研究及推广（最终演变为规则驱动设计）

IPC培训的引入及考试认证

SI/PI仿真技术的研究及推广

EMC CONTROL的研发及推广

Skill的研发及推广

高速实验室的组建

背板业务成功从其它部门夺取并成立背板组

我们是2001年底被部门派到美国参加DESIGN CONFERENCE的，还到CADENCE总部进一步培训自动布线的项目（当时使用SPECCTRA软件），期间还拜访几家DESIGN HOUSE，这些活动影响到我们PCB设计者以后的职业方向选取（如DESIGN HOUSE的成立）。

去美国签证的时间在美国911之后不久，那时签证特别困难。同行共四个人，另两人贾可，张柯使用因公护照不需要面签，只有我与STAR WANG办因私护照需要面签这个环节。在公司内部NOTES上看攻略，做足了功课：面签官可能问的问题及怎样回复，是否有移民倾向等……

一大早就到美国使馆去排队，那时美大使馆在白天鹅宾馆附近，进去一看前面已排了三十几号人，面签开始后除了前面2-3个成功签证外其它的都被拒绝了（从他们面上表情猜到的），轮到我们的时候，还真有点紧张（因为据说被拒过一次，以后的通过率就比较低了）。看完材料后，签证官問了啥问题现在记不太清楚了反正我们没有用到她旁边的翻译，基本是自己回答的，当发现签证官开始整理我们的材料时，发现不对劲，我就用很憋足的英语开口了：Huawei is the biggest communication company in china and Cadence is the famous big EDA software in American…”。不知她听懂了几成，反正我厚着脸皮说了，奇迹出现了：面签官拿起材料到后台去了，我们忐忑地等着，过了好一会她出来并把PASSPORT还给我们。“Have a nice trip”，听到这句话，过一会才反应过来。那时的感觉是：要敢开口，美国人还是挺讲道理的。

从香港出发并住了一晚，酒店门口一个印度人与我们说了半天英语，想不明白怎么这么热情，后来才知道他想给他小费。坐了12个小时的飞机终于才到达了硅谷，一台加长的林肯来接我们，第一次坐这么长的车挺有新鲜感的。

晚上在宾馆由于时差原因怎么都睡不着？深夜时睁眼一看黑暗中一双眼睛在盯着我，吓我一跳，原来是同房间的STAR WANG也没睡着，两人到走廊的自动售卖机去买可乐喝，第二天在CADENCE总部培训交流时老是提不起精神。给我们上课的老外还是很敬业的，会把解答不了的问题带回去，第二天上课的时候再回复，处理不了的问题就转给他们的研发部门。4 O， c0 @1 `4 R1 Y$ r： Y8 _7 T7 W

STAR WANG是个很有激情及想法的人，他总会给人正能量。项目从开始的“自动布线”最后演变为“规则驱动设计”的理念与他有很大的关系。那时候部门的学习研究风气很盛，并且也是出成果最多的时候，部门进来的人要本科以上，PCB设计水平从那个时候起，经过多年的积累及共享，互连的设计仿真水平进入了一个快速上升通道。很多新进入的领域初期还真应感谢软件供应商带我们入门。

与CADENCE合作的全自动布线项目对我们的帮助很大，国内培训期间，我们做法是：白天我们学习完后，让大家写心得及操作技巧，晚上再交流，遇到大家都解决不了的问题我们再交给CADENCE处理，经过这种方式，大家的水平都提高得很快------平台及氛围太重要了！

项目开始时的全自动布线的思路是“通过一个DO 文件控制（如下图1）自动布线软件SPECCTRA，最终完成PCB布线的全面自动化”。后来经过实践发现这想法太理想了。最终演变成：研究好格点，FANOUT及把PCB的设计精力放在规则的制定，拓扑，T点的摆放及仿真及各种信号接口的认识上，终于把业务与技能推到更前端并引出规则驱动设计的概念。

图1 DO文件

这些仿真技术经过研究及储备后，最终在整个公司推广自动布线，经过一轮的推广，发现硬件人员比较难以接受自动布线效果，理论上说自动布线对于低速数字信号还是可行的。但硬件人员在单板调不出来的时候推说是PCB布线的问题，于是折衷为FANOUT，重要的信号线及时钟线手工布线，仿真拓扑，T点的摆放…剩余的线自动布线，直到几年后又改为全部手动布线了。） T” Q& C9 K/ u7 u4 D2 h# |（ r

看起来我们好像走了一圈又回到原点一样，但是这时的手工与以前有的手工布线本质的区别了，在理念上有了本质的全新认识。这时的手工布线已是在会仿真制定规则及多种技巧的前提下进行的，所有LAYOUT人员的SI水平上了一个层次，硬件人员不能再因为线有个直角或靠近点就在指手划脚了。 a$ J6 y; f2 z6 }

 1）首先PCB设计师SI仿真水平全面提高

 2）仿真的基本概念有了清晰的认识

 3）FANOUT，格点，差分对布线手工布线的技巧

 4）TOPOLOGY的仿真及制定

 5）仿真报告的交付

图2 一些仿真概念示意图

部门国内PCB设计师与国外同行有本质区别是，国外的PCB布线规则基本由硬件人员定制，LAYOUT人员基本是按要求做就行，或更偏于PCB设计，制造及加工。HW则是PCB设计师给的规则或建议（或部分给），这与公司那时招的员工学历及素质相对比较高也有很大的关系。

由于主控PCB板很复杂且布线规则非常多，规则驱动设计在HW主控组推广，主控组主要成员为STAR WANG，JXD，李文新，韦竹林，赵卫东等，为推广自动布线技术他们把那个最难搞的硬件经理说服还真花了不少功夫。3 u; b8 s j2 S0 j

这个合作项目在华为成功实施，并经过多个项目的实践后，华为的PCB设计水平及理念那时候在国内相对是比较领先的了。后来主控组的部分员工离开公司在外面创业，并把这些PCB设计理念进行了推广，随着软件的进一步成熟及人员之间的流动，现HW公司的水平与外面DESIGN HOUSE的水平很难拉开很大的距离，在很多方面外部DESIGN HOUSE的员工技能面比HW公司的知识面还广（符合华为的“窄频带，高振幅”）。6 T/ c’ b“ c7 d

HW的PCB设计平台有一个先天的缺陷，这个缺陷会或多或少影响到规则驱动设计的效率：就是它的PCB设计软件与原理图设计软件不是同一家公司的，由于接口等問题，做不到原理图的规则或各种特性与PCB LAYOUT软件间的实时数据互传，这对工作效率及系统性来说是不完美的。这些是历史原因导致的，当年整个公司使用的是WINDOWS95，而PCB LAYOUT平台刚把CADENCE从UNIX平台转到了 WINDOWS平台，但CADENCE平台的原理图CONCEPT必须要使用WINDOWS NT版本，原理图使用者主要是硬件部门，想把公司硬件部门的平台换成NT是不可能的，就导致了原理图软件使用另一家EDA的，且这个原理图代码是文本文件便于二次开发。随后十几年由于各个部门对原理图的二次开发，再要更换原理图就比较困难了……船大不好调头啊。按目前的绩效为向导的HW，转换就更困难了！这种PCB LAYOUT与原理图的组合方式也许是全球500强企业中最奇葩的了。

当然还有更奇葩的事：由于HW的元件封装库有约定的命名方式，原理图工具生成的网表在allegro中调入总出现其它一些小问题，经常调不入，这些问题会导致不同部门间的确认及其它问题，很浪费时间。为解决这个问题我专门写了一个网表转换程序，把原理图生成的网表进行处理：去除多余的信息及按华为的封装库命名处理------重新构建新网表，这时PCB LAYOUT调入网表就不会再出问题。这个程序在华为经过了十多年及上千上万个PCB板的验证，没有出过错，程序还不受EDA版本升级的限制，现在HW PCB设计调入网表前还需要使用个转换程序，很有成就感！这个可算是奇葩平台中的另一个奇葩程序。前段在网上有人问起网表转换的问题，我一看就知是从华为出来的……0 q- ^. N6 S8 _+ X5 y# g

规则驱动设计（规则表如下图3所示）的引入及在项目上的成功实施是因为先前华为有一群人在钻研这方面，这个成果对国内整个中国PCB行业的设计水平提高及EDA软件商的进一步完善起着至关重要的作用。/ I/ G（ ］3 Q” b3 a0 {5 u

图3 规则驱动表示意图

也许你刚进入PCB设计的行业，你师傅教完你设计步骤与方法时，你没有认真想过为什么会用这种设计方法与步骤：因为它里面包含了前人无私的分享。