top_down_设计流程简介
Top-Down设计概念介绍
建筑设计
总结词
建筑设计也采用Top-down设计理念，从整体建筑的功能和外观出发，逐步细化到各个空间和细节。
保证设计的一致性
统一设计规范
Top-down设计要求遵循统一的设计规范，确保各个模块 在设计风格、色彩、字体等方面保持一致。
01
模块化设计
Top-down设计将整体设计分解为若干 个模块，每个模块遵循统一的设计规范， 保证了设计的一致性。
02
03
减少设计偏差
由于Top-down设计从整体到局部，能 够更好地控制各个模块的设计方向， 减少了设计偏差的出现。
Top-down设计概念 介绍
contents
目录
• 什么是Top-down设计 • Top-down设计的优势 • Top-down设计的实施步骤 • Top-down设计的应用案例 • 总结
01
什么是Top-down设计
定义
• 定义：Top-down设计是一种从整体到局 部的设计方法，即先确定整体架构和主要 功能模块，再逐步细化每个模块的具体实 现。
相结合的设计理念，以实现整体与局部的平衡。
动态设计和调整
02 随着技术的不断进步，未来设计可能更加注重动态调
整和适应性，以满足不断变化的需求和市场环境。
人性化和智能化设计
03
未来设计将更加注重人性化、智能化和情感化，以满
足人们日益增长的个性化需求。
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自顶向下设计
自顶向下（Top-down）设计方法目前，很多人在利用三维软件进行机械产品设计时，首先设计好各个零部件，然后在组件模式下将这些零部件通过匹配、对齐、插入、相切等约束进行装配。
如果在装配过程中发现干涉现象或者某些零部件根本安装不上去等等，这时需要对零部件进行重新设计与装配，而在装配过程中存在很多父子关系，当修改完某些零件后，会发现以这些零件的点、线、面为基准的其它零件装配不上去，缺失装配基准，这样会造成蝴蝶效应，更严重的是有时候还必须从头开始进行装配，大大延长了设计周期，降低了设计效率。
这是一种传统的自底向上的设计方法，由于事先没有一个很好的规划，没有一个全局的考虑，修改起来特别麻烦，重复工作量大，造成人力和时间的浪费，这对产品快速推出市场有很大的影响。
为了缩短设计周期，提高设计效率，吸音板自动生产线布料机的设计采用了与之相反的一种设计方法即自顶向下的设计方法。
产品的设计尤其是新产品的开发设计是一个复杂的过程，是将产品市场需求映像成产品功能要求、并将产品功能要求映像成几何结构的过程。
要实现该过程，首先要分析产品的功能要求，先设计出初步方案及装配结构草图，得到产品的功能概念模型，再对功能概念模型进行分析，设计计算，确定每个设计参数，将概念模型映像成装配体模型，通过装配体模型传递设计信息，然后各设计小组在此装配体模型的统一控制下，并行地完成各子装配体及零部件的详细设计，最后对设计产品分析，返回修改不满意之处，直至得到满足功能要求的产品。
即要经过概念设计、功能结构设计、产品详细设计及产品分析等阶段，是一自顶向下的设计过程[8]，如图3.1所示。
图3.1 自顶向下设计流程Fig.3.1 Top-down design process从图3.1可以看出自顶向下设计方法强调在设计中首先从整体和全局入手，通过装配体模型自顶向下地传递总体设计信息，然后在统一模型的约束下对各个部分进行详细设计。
在整个过程中，可随时对设计进行修改。
Top-Down
所有产品开发初期，最重要的步骤就是清理设计意图。产品的整体的概念，目的，功能等，转化为设计的规范和约束。
1. 了解目前的状况
2. 定义新的空间与运动
3. 攫取关键的设计意念
3.2设定初步的产品架构'H
设定初步的产品构架的目的：
快速定义产品结构阶层 - 在任何组件几何定义之前
1 Top-Down Design在行业中应用的优势。
在机械行业和其他重型工业中，产品构造的复杂性带来了装配的困难，为了解决这些问题，Top-Down Design技术应运而生。Top-Down Design自顶向下设计有许多优点，它既可以管理大型组件，又能有效地掌握设计意图，使组织结构明确，更能在设计团队间迅速传递设计信息，达到信息共享的目的。
top-down设计方法
中文名称就是至顶向下设计方法
一般在电子行业用的较多。
主要思路如下：
首先：建立一个新的asm文件
然后在asm里面第一需要建立的是整个asm的基准，后续不断的插入空的prt文件，
把需要的prt空文件建完以后，根据顶层的基准创建第一个prt的feature，完善第一个prt以后
第四，创建完成以后如需重新修改，则需考虑零件之间的父子关系，否则很容易重定义失败甚至报错，这个时候需要重新定义子零件或者子特征的参考；
以上是本人的一点小小总结，欢迎拍砖 谢绝自带口水
不过貌似proe大有被solidwork取代之势啊 饭碗越来越难保了
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数字 IC top-down 设计流程
Mentor 的 Leonardo Spectrum。 4. 形式验证 是从功能上对综合后的网表进行验证。常用的就是等价性检查方法，以 HDL 为 参考，对比综合生 成的网表功能，验证他们是否在功能上存在等价性。这样做是为了保证在逻辑 综合过程中没有改变 原先 HDL 描述的电路功能。形式验证工具有 Synopsys 的 Formality，Mentor 的 FormalPro。 这些都没有问题了就可以进入后端设计了。
度。 11.整体物理版图验证 主要包括 LVS，DRC，ERC（Electrical Rule Checking 电气规则检查，检查短 路,开路等电气规 则违例）。工具前面已经介绍，这一步的完成基本上就是是整个芯片设计阶段 完成，下面的就是芯 片制造了。物理版图以 GDSII 的格式交给掩膜版厂做掩膜，然后到芯片代工厂 （Foundry）流片（tape out），在晶圆硅片上做出实际的电路。流片出来后要对样片进行各种测试，满 足要求后就可以批量 生产了。 附： DFT（Design For Test 可测性设计）。IC 设计时内部往往都设计为自带测试电 路的结构，DFT 的目 的就是在设计的时候就考虑将来的测试。DFT 的常见方法就是，在设计中插入 扫描链，将非扫描单元 （如寄存器）变为扫描单元，DFT 工具 Synopsys 的 DFT Compiler，Mentor 的 FastScan 等，需前后端设 计员合作，并参与 tapeout 后测试。还有随着制造工艺不断进步产生的 DFM （可制造性设计）问题等 等。 总结： Specification ->Architecture->RTL->SIM->DC->SIM->PT->DC->ASTRO->PT>DRC,LVS，ERC->TAPE OUT 数字 IC 设计中常见文件格式： .alf：Advanced Library Format describing IC technology, cells and blocks .cif：Caltech Intermediate Format，纯文本的中间文件，主要用于版图的导 入输出，不用于生产 .ctlf：Compiled Timing Library Format .db：data base .def:design exchange format .dspf：寄生参数交互格式 .edif：Electronic Data Interchange Format .gcf：General Constraint Format .GDSII： Graphic Design System II，Foundry 最常用的最终版图格式 .lef：Layout Exchange Format .lib：DC 工具用的库文件格式 .sdf：增量标准延时格式，用作静态时序分析模块 Prime Time 的输入 .spef：标准寄生参数交换格式 .tdf：工艺库对 pad 的定义文件 .tf ：Technology File format .tlf：timing library format
TOP-DOWN设计思想
第一章布局及组件结构简介可以使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 采用自顶向下设计流程来创建复杂的组件。
在自顶向下设计流程中，组件设计是通过创建布局来开始的。
布局包括可用于控制整个组件的规范和参数。
您将创建一个初步的组件结构，其中包含一个子组件和元件的列表以及它们在该组件内部的层次。
创建了布局后，就可使用骨架来定义关键元件尺寸、安装位置、空间要求和组件各元件之间的运动。
最终，通过参照骨架和共享组件结构各级之间的设计信息来创建单个元件几何。
目标学习此模块后，您将能够：说明自顶向下设计流程。
使用布局记录设计信息。
创建组件结构。
简介自顶向下设计流程可以使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 采用自顶向下设计流程来创建复杂的组件。
在自顶向下设计流程中，组件设计是通过创建布局来开始的。
布局包括可用于控制整个组件的设计规范和参数。
您将创建一个初步的组件结构，其中包含一个子组件和元件的列表以及它们在该组件内部的层次。
然后，使用骨架来定义组件的设计框架。
使用骨架可定义关键元件尺寸和安装位置、空间要求和组件各元件之间的运动。
接着，可声明布局的骨架和组件元件。
这样就能够分布关键设计信息，包括整个组件结构中心位置的设计更改。
下一步，使用发何和复制几何功能，将关键设计参照从骨架中选取并复制到低级元件中。
最后，通过参照包含来自骨架的关键设计参照的复制几何特征，在单独的元件中完成设计几何。
自顶向下设计流程传统设计流程∙使用传统设计流程（又称为自底向上方式）可以创建独立于组件的单独元件。
∙将元件放置到子组件中，然后装配子组件来创建顶级组件。
∙创建顶级组件之后，经常发现某些元件无法正确拟合（例如两个模型的关键界面不匹配），您必须手工调整元件和组件来纠正这些问题。
∙当装配更多的元件时，查找和纠正干涉可能要花费大量的时间。
如果出现影响很多元件的重大设计更改（如更改设计的整体宽度），则必须手工标识并修改每个受影响的元件以适应更改。
第七讲TopDown设计方法
7.2 存储器建模
若干个相同宽度的向量构成数组（array），也就是存储 器。 例如： reg[7:0] mymem[1023:0]; 上面的语句定义了一个1024个字节，每个字节宽度为8 位的存储器。 再如： reg[3:0] Amem[63:0] //Amem为64个4位寄存器的 存储器 reg Bmen[5:1] //Bmem为5个1位寄存器的存储 器
例1：使用Verilog中的基本元件 （bufif1）为双向口建模
module bus_xcvr (bus_a,bus_b,en_a_b,en_b_a); inout bus_a,bus_b; input en_a_b,en_b_a; bufifl b1(bus_b,bus_a,en_a_b); bufifl b2(bus_a,bus_b,en_b_a); //结构 模块逻辑 endmodule
Top-Down设计，即自顶向下的设计 :
将设计分为几个不同的层次：系统级、功能级、门级、 开关级等，按照自上而下的顺序，在不同的层次上，对系 统进行设计与仿真。 在Top-Down的设计中，由系统用户对整个系统进行方 案设计和功能划分，把系统划分为基本单元，然后再把每 个基本单元划分为下一层次的基本单元，直到可以直接用 元件库中的元件来实现为止。
(2) 闸门电路
module GateGen(load,clr,clk1k); output load,clr; input clk; reg [9:0] count; always @(posedge clk1k) begin if(count==0) begin
count<=count+1; load<=0; clr<=1; end
详解SolidWorksTopDown设计
详解SolidWorks Top-Down设计作者：SolidWorks华东北区技术经理郭健一、Down-Top和Top-Down的基本概念1.Down-Top设计的优点Down-Top设计方法是最基本的设计方法，它的基本设计流程如图1所示：首先单独设计零件，然后由零件组装装配体，装配体验证通过后生成工程图。
图1 Down-Top设计方法◎简单：由于零部件单独设计，彼此之间没有相互关联参考，所以建模简单，不容易出错，即使出现错误也容易判断和修改。
◎对工程师要求低：设计任务清晰，即使初学者也能轻松完成设计任务。
◎对硬件要求低：零部件之间没有关联参考，修改局限于单个零件或装配体，所以运算量比较小，对于硬件的要求相对较低。
2.Down-Top设计的缺点◎不符合产品设计流程：Down-Top设计流程与产品设计流程正好相反，因此不适合进行新产品研发。
◎局限性强：设计修改局限于单个零部件，不能总览全局进行设计和修改，修改单个零部件后，相关零部件不能自动更新，需要进行手工干预。
3.Down-Top设计的适用范围◎SolidWorks软件初步引入，对已有2D图样进行三维转化阶段，尤其适合初学者，或者刚刚完成初级/中高级培训的企业。
◎已有产品的变型设计和局部修改，这种针对局部进行的修改适用于Down-Top设计。
4.Top-Down设计的优点Top-Down设计属于SollidWorks的高级设计方法，设计流程如图2所示。
图2 Top-Down设计流程◎符合产品开发流程：由图2可知，Top-Down设计流程与产品研发流程基本一致，符合现有的设计习惯，可以完全融合到产品研发中。
◎全局性强：总图修改后，设计变更能自动传递到相关零部件，从而保证设计一致。
◎效率高：一处修改而全局变化。
在系列零件设计中效率更高：主参数修改→零部件自动更新→所有工程图自动更新，一套新的产品数据自动生成，现在用几个小时就能完成原来几周的工作量。
TOP_DOWN设计方法
自顶向下设计
自顶向下设计功能提供:
• 产品结构定义和操作的工具 • 在子系统级和装配级捕捉设计意图的工 具。 • 管理设计标准的交流和设计意图的完整 性的工具。 • 管理零部件间相互依赖性，增强工程数 据再利用能力的工具。 .
为什么要使用自顶向下设计?
设计意图的管理和组织
完全控制和分发设计意图 更好地组织和操作 阻止不正确的参考建立 更容易更精确地测试设计变型 确保公用设计和信息的一致性 设计变更的快速传播 变更发生要求更少的时间，资金和资源 验证运动范围，检查运动干涉
自顶向下设计的6个阶段
概念设计工程 (定义设计标准)
定义主产品结构
捕作设计意图 (骨架模型) 管理相互依赖 相关性交流设计意图 装配的扩展、充实
概念设计工程
Output of Existing 3rd Party Apps
Product Structure
Engineering Experience Existing Graphical Images Design Requirements and Constraints
27ZB1-00001_skel.prt
28ZB1-00020.asm
28ZB1-00020_skel.prt
29ZB1-00001.asm
29ZB1-00001_skel.prt
29ZB1-00002.asm
29ZB1-00002_skel.prt
30ZB1-00001.asm
30ZB1-00001_skel.prt 33ZB1-00001.asm
装配的扩展
组元建立
建立单独的零件文件
在装配中建立组元
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建立初始的产品结构
装配建立环境
– Pro/E 菜单和模型树菜单 – Pro/INTRALINK
零部件建立的方法
– 空的零部件
– 从 start models中拷贝
– 缺省基准的自动装配 – 基于存在装配的零部件 – 不定位零部件
部分地或过约束零部件
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建立初始的产品结构：Pro/Intralink并行设计管理
设计意图的相关性传递
将设计基准和设计意图下发到所有相关的子系统
设计变更会更快,更容易传递和更新
Pro/ENGINEER工具
Copy/Publish几何图形
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设计意图的相关性传递
拷贝几何特征
允许拷贝所有几何特征
曲面,边,曲线,基准,曲面片,copy/publish 几何图形
保留拷贝几何图形的名字和层的设置 父子关系可以保持或断开
– 分发和保存设计基准和设计意图 – 容易检查,识别,避免问题
促进了任务的分发
– 设计变得更加方便和得心应手
提升了设计环境的组织水平
– 真正在装配中控制产品的开发
更快, 更有效地传递设计变更
– 在正确的时间传递正确的信息
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Top-Down 设计的六个阶段之传递设计信息
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系统架构
Windchill
GATEWAYBiblioteka File Vault(s)
MetaData Server
公共空间 加工专家
工作空间
工程师 1 工程师 2
工作空间
工作空间
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建立初始的产品结构：Pro/Intralink并行设计管理
并行设计管理：实例
公共空间
工程师2 工作空间
工程师 1 工作空间
设计要求和约 束条件
分析实验的结果 数据
概念模型设计
Pro/CONCEPT ™
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概念设计：实例
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概念设计：好处
设计信息集中存档在一个位置
在创建实体模型前就可以存档设计信息 可以在不涉及整个装配模型的基础上研究设计变型 方便地进行设计变更，因为所有的信息都在一个位置集中保存
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装配的扩展
镜像子装配
装配可以镜向复制，避免了手工重新装配对称装配 位置和几何关系按缺省自动设置 位置可通过重新定义打断依赖关系 对称零件生成对称的新零件
Mirror Operation
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装配的扩展
机构运动分析
在设计阶段提供了运动分析的能力 动态拖拉零部件的运动 链接关系、驱动关系可与 Pro/MECHANICA 双向共享
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Top-Down 设计的好处
缩短设计时间 减少设计错误（在第一时间）
方便开展并行设计工程
积累设计知识和经验 保证设计变更的总体控制
保障再生顶级装配的信心
提高设计质量 更好的项目管理
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谢谢!
有问题吗？
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– 零件直接与装配相关 – 选择零部件类型/子类型 – 建立方法的控制
• Copy from existing models • Empty object-no geometry • Locate Datum planes • Create Geometry immediately
– 可以选择是否全约束（Unplaced)
捕捉设计意图的方法：骨架模型
基于特征的最小的、精确的布局模型 骨架模型总是装配的第一个零件 可在多个设计中使用 一个装配中可有多个骨架模型
可以包含系列化
在 BOM, 简化表示, 二维过程图中有特殊处理 独特地支持参考的范围的控制
– 允许仅参考骨架模型
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创建骨架模型的工具
单独建立一个零件文件
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概念设计
理解目前的要求
占位空间分配 外观和性能上的需求
捕捉关键设计意图
注释 各种数据表 各种属性数据
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概念设计工程
外部第三方的 应用
产品布局设计
Pro/LAYOUT ™ Pro/NOTEBOOK ™
工程经验
已有的数据
ITERATIVE DESIGN CRITERIA CONVERGENCE
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Top-Down 设计的六个阶段之定义初步产品结构
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建立初始的产品结构
快速定义产品的层次结构
– 在任何零部件的几何图形定义之前
智能化地,自动地指向 “start models”
– 保证所有设计共享相同的共用信息 如: 层,视图, 参数等
灵活的,相关的BOM报告 后续任务分发的基础
外部拷贝几何图形
在外部模型上建立独立于装配的关系 坐标系装配特别实用
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设计意图的相关性传递
Publish 几何特征
提供了预定义参考几何图形的能力
改善了在设计团队之间信息传递
允许设计员为其它设计定义他们的接口
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设计意图的相关性传递
拷贝几何图形范例
设计零部件
原始顶层骨架模型
– 仅包括要求的曲面和基准
– “非正式” 的方法
在装配中建立
– 选择骨架模型类型 – “正式” 的方法
直接在存在的装配中建立
– 系统会自动将骨架模型放在第一个零件的位置
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捕捉设计意图: 实例
空间声明
运动仿真
骨架模型 可以捕捉 ...
接口
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使用骨架模型的好处
信息传递的中心化通道
Top-Down 设计能解决下列问题
怎样捕捉工程概念设计结果? 怎样为并行工程分发设计数据及设计任务? 怎样在一个中央位置控制关键设计信息? 当发生设计变更时，自己的设计如何响应? 怎样有效地进行极其复杂的大装配设计工作? 怎样有效地管理不同版本的设计数据？ Layout 设计 产品结构设计、PDMLINK 骨架模型 模型自动更新 参考关系管理、相关性传递
Top-Down 设计总体介绍
目录
Top-Down 设计概况 Top-Down 设计的六个阶段
– 概念设计 (定义设计标准) – 定义初步产品结构 – 捕捉设计意图 (骨架模型) – 传递设计信息 – 详细设计
– 总装配
综述
– Top-Down 设计的好处
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Top-Down 设计概况
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Top-Down设计综述
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Top-Down 设计
什么是 Top-Down 设计?
设计方法学
– 将设计标准/关键信息从产品结构的顶层 传递到下游的所有相关子系统
管理工具
– 控制相关性和变更在所有设计部门间传 递的最好工具
– 更有效地管理外部参考
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¤ ¤ 在创建几何模型前定义产品结构，可以帮助你把产品设计组织成方便管理的任务， 分配给设计团队或个人。 在设计初期就可以把通用件装配到顶级装配中，避免将来出现混淆。
¤
¤ ¤
方便提交装配模型到Pro/INTRALINK or PDMLink 的相应文件仓或文件夹里。
设计人员可以集中精力在特定的设计任务中，而不是如何与其余零部件的配合。 在设计的开始，就可以输入非几何信息，如图号、材料、产品代号，等等。
怎样捕捉工程概念设计结果? 怎样为并行工程分发设计数据及设计任务? 怎样在一个中央位置控制关键设计信息? 当发生设计变更时，自己的设计如何响应? 怎样有效地进行极其复杂的大装配设计工作? 怎样有效地管理不同版本的设计数据？
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Top-Down 设计的基本功能
产品结构定义和修改 在各级装配中捕捉设计意图 管理标准设计信息和整体设计意图在各部门间传递 管理零部件相互依赖关系,促进工程数据再利用
方便地推动相关设计的重用
– 通用的信息和数据可以方便地重用而无需重建
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Top-Down 设计的六个阶段之装配的扩展
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装配的扩展
Pro/ENGINEER的工具
装配关系
– 自动约束
– 动态拖动 – 约束自动识别
装配中零件建立
– 独立的对象文件 – 与装配保持相对关系 – 镜向子装配
机构运动分析
– 提供运动分析的能力
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装配的扩展
“自动” 约束类型
用户选择第一个参考, Pro/ENGINEER 逻辑确定合适的约束 装配时减少了装配菜单的数量 Mate 和 Align的选择基于选择的面间的夹角
– Mate: 小于 180°
– Align: 大于 180°
当参考间的相对距离大于10%时，自动增加偏置距离Offset
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Top-Down 设计的六个阶段之捕捉设计意图 (骨架模型)
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捕捉设计意图
怎样捕捉设计意图?
在相关装配中捕捉概念设计的参数 在一个单一的方便的位置上捕捉和控制关 键对象的接口 捕捉和控制多个设计变量 完成3D包络体布局,占位空间的研究和分析
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装配的扩展
装配工具
动态拖动零件
– 允许零部件不完全约束 – 使用 CTRL+ALT+ mouse 键
约束自动识别
– 允许快速检查潜在的装配参考 – 用户可自定义识别距离和角度的公差