Protel99原理图库元件和PCB库元件的创建与管理
Protel 99原理图库元件和PCB库元件
的创建与管理
摘要：
CAD技术的应用，大大推动了电子、微电子技术的进步，技术的进步和市场竞争，又导致了CAD技术的不断完善，构成了计算机应用技术的一个重要分支。EDA是继CAD 之后的新一代计算机设计系统，是电子领域基于性能更强，环境更为完善的操作设计系统。本文着重介绍Protel99软件的体系结构，特点及现存问题；并用这一软件进行原理图库元件和PCB库元件的创建与管理的制作。其中绘制了以常见典型插接件、固态继电器和CPU插座为例的3个原理图库元件以及相应PCB库元件的封装形式；介绍了属性设置对话框中各参数的含义；并生成相应的报告文件。
关键词：
Protel99 ; 绘图; 库元件; 封装
Protel 99 principles component of picture library and PCB storehouse components establishment with managed
Abstract:
The application of CAD technology, has pushed forward the advance of electron, microelectric technique greatly , The progress of technology competes with market, has caused the constant perfection of CAD technology again, Have formed an important branch of application technology of the computer. EDA is that the computer of new generation following CAD designs the system, stronger because of performance in an electronic field , Design the system in operation with more perfect environment. Introducing the system structure of Protel 99 software emphatically, the characteristic and extant question; And carry on establishment of the component of picture library of principle and PCB storehouse component and making of management with this software. Have drawn 3 principles component of picture library and encapsulations form of corresponding PCB storehouse component taking often see the model inserted and connect one, the solid state relay and CPU socketting as example among them ; Have recommended attribute to be set up and talk the meaning of every parameter in the flame ; And produce corresponding reporting the file .
The keyword:
Protel99 ; Drawing; Storehouse component ; Encapsulation
一、引言
Protel99是 Protel Technoloy公司1999年4月推出的全新EDA软件.它不仅是以往版本的升级,更主要的是它融合了目前许多先进的新技术和新成果而使其功能和品质有了质的飞跃。Protel99是一个全面,集成，全32位的电路设计系统。它提供了在电路设计时从概念到成品过程中所需的一切：输入原理图设计，建立可编程逻辑器件，直接进行电路混合信号仿真，进行PCB设计和布线并保持电气连接和布线规则，检查信号完整性，生成一整套加工文件。
虽然Protel99中提供超过16000种元件类型，并且有ANSI(美国国家标准学会)，DEMORGAN,IEEE(电子和电气工程学会)三种模式的丰富元件库，但在使用电路仿真软件绘制原理图或印制电路板时常常需要一些元件库中没有的元件，或者是某种很特殊，新开发的元件，并且随着科学技术的发展,新元件不断的产生,Protel99置的元件也需要不断的更新；在实际应用中，有些元件需要经常选用，可是频繁地进出这些元件库寻找所需的元件实在是太麻烦了．针对这些问题,我们可以自己建立一个元件库，把Protel99置元件库中没有的或者经常使用的元件放入其中，从而使人们在实际设计工作中更加方便、快捷。
二、EDA现状
1. 计算机辅助设计（CAD）
早在本世纪六七十年代，人们就开始用计算机设计硬件，并在电子板设计中诞生了计算机辅助设计(Computer Aided Design)即电子CAD概念。初期的电子CAD系统功能比较简单，自动化，智能化程度很低。随后，经过一段时间的发展，功能大幅度上升，除了纯粹的图形绘制功能外，还把电路的功能设计和结构设计通过电气连接网络表结合在一起，实现了工程设计，这就是CAE(Computer Aided Engineering)的概念。这种CAD/CAE系统可以进行电气原理图输入，逻辑模拟，电路分析，布局，布线和电路板的物理特性分析。
采用电子CAD技术有如下特点：
（1）可以提高设计精度和质量，高精度工业电路板没有CAD根本不可能设计出；（2）大大缩短设计时间，只有抢在竞争对手之前推出产品，才能占领市场；（3）设计的修改和完善非常容易，适合产品更新换代的实行行要求；
（4）设计数据可直接供电路板生产，安装，测试，质量控制和生产管理使用；（5）可以利用设计资源对产品进行逻辑模拟和电路分析，对产品进行性能分析；（6）减轻劳动强度，利于生产自动化，减低产品成本。
2．电子设计自动化（EDA）
EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。
（1）EDA的自动化，智能化程度更高，功能更丰富完善，且界面更友好；
（2）EDA的开放性和数据交换性好；
（3）E DA技术更实用，更面向设计对象，更贴近实践。
利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程在计算机上自动处理完成。
现在对EDA的概念或畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA 技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。EDA 设计可分为系统级、电路级和物理实现级。
如果说CAD技术是软件设计师熟练运用软件技术的杰作，则EDA技术一方面是软件技术，另一方面则是软件设计师们对整个设计过程和相关的生产实践活动潜心研究和透彻理解的结晶。因此用EDA技术进行设计，不仅能大幅度地缩短产品开发周期，减低成本，而且能最大限度的将设计资源应用到产品设计的各个过程和生产，管理的各个阶段，保证设计出来的产品在性能，可靠性和适合工业化生产方面得到满意结果。
三、Protel 简介
3.1 Protel 发展史
随着计算机业的发展，从80年代中期计算机应用进入各个领域。在这种背景下，87、88年由美国ACCEL Technologies Inc推出了第一个应用于电子线路设计软件包--TANGO，这个软件包开创了电子设计自动化（EDA）的先河。这个软件包现在看来比较简陋，但在当时给电子线路设计带来了设计方法和方式的革命，人们纷纷开始用计算机来设计电子线路，直到今天在国许多科研单位还在使用这个软件包。
随着电子业的飞速发展，TANGO日益显示出其不适应时代发展需要的弱点。为了适应科学技术的发展，Protel Technology公司以其强大的研发能力推出了Protel For Dos作为TANGO的升级版本，从此Protel这个名字在业日益响亮。
八十年代末，Windows系统开始日益流行，许多应用软件也纷纷开始支持Windows 操作系统。 Protel也不例外，相继推出了Protel For Windows 1.0、Protel For Windows1.5等版本。这些版本的可视化功能给用户设计电子线路带来了很大的方便，设计者再也不用记一些繁琐的命令，也让用户体会到资源共享的乐趣。九十年代中，Win95开始出现，Protel也紧跟潮流，推出了基于Win95的3.X版本。3.X版本的Protel 加入了新颖的主从式结构，但在自动布线方面却没有什么出众的表现。另外由于3.X 版本的Protel是16位和32位的混合型软件不太稳定。98年，Prote公司推出了给人全新感觉的Proel98。Protel98以其出众的自动布线能力获得了业人士的一直好评。99年，Protel公司又推出了最新一代的电子线路设计系统--Protel99。在Protel99中加入了许多全新的特色。
Protel99SE是Protel公司2000年推出的基于Windows平台的第六代产品, 集强大的设计能力, 复杂工艺的可生产性, 设计过程管理于一体, 可完整实现电子产品
从电学概念设计到生成物理生产数据的全过程, 以及这中间的所有分析, 仿真和验证. 既满足了产品的高可靠性, 又极大缩短了设计周期, 降低了设计成本.
3.2 Protel99 SE各模块功能介绍
(1)多功能高效率的原理图设计 Schematic99 SE
基于WINDOWS平台的Protel99 SE中的Schematic99 SE模块是一个功能完备的多图纸层次化的原理图编辑器，包含快速设计录入、自动连线、多接口输入输出等高级工具。提供了六万多个原理图符号。可以高效实现电子产品从设计构思到电学设计的完整过程。
(2)“规则驱动”为核心，功能强大的PCB设计系统 PCB99 SE
Protel99 SE中的PCB99 SE模块为您提供了一个交互友好和高效强大的PCB设计环境，无论新用户还是有经验的老用户都能尽情地发挥自己的设计空间。在PCB99 SE 中，PCB的物理规则定义和工艺特性要求都由设计参数来全面控制。参数化设计代表了当今CAD发展的潮流。
(3)无与伦比的无网格自动布线器 Route99 SE
Protel99 SE中的Route99 SE模块是一个完全集成的基于形状（Shape-based）的无网格自动布线器。布线效率高，使用方便，布线质量能达到专业设计者的水平。其综合布线能力完全可与传统工作站上的大型EDA软件媲美。
(4)先进的信号完整性分析 Integrity 99 SE
Protel99 SE中的Integrity99 SE模块拥有世界领先水平的信号完整性分析技术，提供非常精确的板级物理信号分析。可以检查出串扰、过冲、下冲、延时和阻抗等问题，并能自动给出具体解决方案。在高速电路和可能存在EMC/EMI（电磁兼容）的设计中，举足轻重，能极大缩短设计周期，降低设计成本。
(5)高级数模混合电路信号仿真 SIM99 SE
Protel99 SE中的SIM99 SE模块是一个基于最新SPICE 3f5/XSPICE标准的仿真器，并与Potel99 SE的原理图设计环境完全集成。为您的设计前端提供了完整、直观的解决方案
(6)通用的可编程逻辑器件设计 PLD99 SE
Protel99 SE中的PLD99 SE模块是一个集成的PLD开发环境。可使用原理图或CUPL硬件描述语言作为设计前端，全面支持各大厂家器件，集成有PLD功能仿真和工业标准JEDEC输出。为所有PLD 和CPLD设计者提供了通用、便捷的解决方案。
3.3 Protel99主要特色
Protel99是基于Win95/Win NT/Win98/Win2000的纯32位电路设计制版系统。Protel99提供了一个集成的设计环境，包括了原理图设计和PCB布线工具，集成的设计文档管理，支持通过网络进行工作组协同设计功能。
Protel99的主要特性如下：
(1) Protel99系统针对Windows NT4/9X作了纯32位代码优化，使得Protel99设计系统运行稳定而且高效。
(2) SmartTool（智能工具）技术将所有的设计工具集成在单一的设计环境中。
(3) SmartDoc（智能文档）技术将所有的设计数据文件储存在单一的设计数据库中，用设计管理器来统一管理。设计数据库以.ddb为后缀方式，在设计管理器中统一管理。使用设计管理器统一管理的文档是在Protel99中新提出来的，以前版本中没有。
(4) SmartTeam（智能工作组）技术能让多个设计者通过网络安全地对同一设计进行单独设计，再通过工作组管理功能将各个部分集成到设计管理器中。
(5) PCB自动布线规则条件的复合选项极大的方便了布线规则的设计。
(6) 用在线规则检查功能支持集成的规则驱动PCB布线。
(7) 继承的PCB自动布线系统最新的使用了人工智能技术，如人工神经网络、模糊专家系统、模糊理论和模糊神经网络等技术，即使对于很复杂的电路板其布线结果也能达到专家级的水平。
(8) 对印刷电路板设计时的自动布局采用两种不同的布局方式，即Cluster Placer（组群式）和基于统计方式（Statistical Placer）。在以前版本中只提供了基于统计方式的布局。
(9) Protel99新增加了自动布局规则设计功能，Placement标签页是在Protel99中新增加的，用来设置自动布局规则。
(10) 增强的交互式布局和布线模式，包括“Push-and-shove”（推挤）。
(11) 电路板信号完整性规则设计和检查功能可以检测出潜在的阻抗匹配、信号传播延时和信号过载等问题。Signal Integrity标签页也是在Protel99中新增加的，用来进行信号完整性的有关规则设计。
(12) 零件封装类生成器的引入改进了零件封装的管理功能。
(13) 广泛的集成向导功能引导设计人员完成复杂的工作。
(14) 原理图到印刷电路板的更新功能加强了Sch和PCB之间的联系。
(15) 完全支持制版输出和电路板数控加工代码文件生成。
(16) 可以通过Protel Library Development Center升级广泛的器件库。
(17) 可以用标准或者用户自定义模板来生成新的原理图文件。
(18) 集成的原理图设计系统收集了超过60000元器件。
(19) 通过完整的SPICE 3f5仿真系统可以在原理图中直接进行信号仿真。
(20) 可以选择超过60中工业标准计算机电路板布线模板或者用户可以自己生成一个电路板模板。
(21) Protel99开放的文档功能使得用户通过API调用方式进行三次开发。
(22) 集成的（Macro）宏编程功能支持使用Client Basic编程语言。