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1.1 产品优势

轻松的设计自动化

超级强大的布线技术帮助您充分发挥设计潜力

从复杂的电路板布局到创新的可穿戴技术,Altium Designer可以非常很容易地设计出有效无误的PCB板。凭借强大的布线技术,包括交互式布线模式和智能自动完成助手,您可以完全掌控PCB设计。


领先一步开始下一个设计工程

今天的设计是建立在过去成功的设计基础之上的。通过Altium Designer中最高效的设计复用工具,帮助您发掘真正的设计潜力。轻松保存、共享和复用一切最值得信赖的设计资产,包括设计片段、受管的原理图图纸、公司的元器件库和模板等。


轻松完成您的设计之旅

从概念到完成产品,您的设计过程可以分解为若干个不同的阶段,这些阶段需要保持一致性和连接性。利用Altium Designer强大的发布管理工具,您可以完全掌控设计过程。利用灵活的输出文档管理工具,您可以即时向制造商传达完整的设计意图。


创造未来的柔性设计技术

要想在瞬息万变的电子设计领域中生存下去,您需要一直站在变化的最前沿,来保持设计竞争力。通过业界第一款也是唯一一款支持刚柔结合PCB设计的Altium Designer工具,设计当前最具创新性的产品。轻松地定义材料选择,智能地完成刚柔结合板的布局和布线,在美观的、原生3D PCB中展现您的工程艺术作品。


规范并集中管理您最有价值的设计资产

设计过程的成功取决于所使用元器件的数据完整性、可靠性和一致性。通过Altium Designer的集中元器件库管理功能 ,可以建立一个来源唯一的、可信赖的、由整个设计团队共享的元器件库。您可以在未来所有的项目中,立刻使用、管控和复用所有有价值的元器件。


在机械世界可视化和验证您的电子设计

任何电子设计产品都要安装在机械物理实体之中。通过Altium Designer的原生3D可视化与间距检查功能,确保电路板在第一次安装时即可与外壳完美匹配,不再需要昂贵的设计返工。在3D编辑状态下,电路板与外壳的匹配情况可以实时展现,您可以在几秒钟内解决电路板与外壳之间的碰撞冲突。


将您的设计与动态、智能的数据相连

最佳的元器件是,需要的时候就能够买到,并且价格还符合您的预算要求。使用Altium Designer的Supplier Links功能,可以从信赖的供应商那里获得丰富的元器件实时定价和可用性数据。即时获得常用元器件的价格和库存信息,您不再会因为买不到元器件而推迟产品发布日期了。


掌控设计数据和工作流程的效率

设计过程的成功取决于一系列单独但密切相关的细节。通过Altium Designer强大的数据管理工具,掌控您的设计数据和工作流程。使用灵活的生命周期管理系统,可以精确地控制设计数据;使用强大的版本控制系统,可以跟踪每一个设计变更。


发掘专业创建设计内容的潜力

无需从头开始进行所有的PCB设计,您可以直接利用Altium建库专家们的知识和经验。访问Altium公司提供的超过300000个免费元器件,提高元器件的创建效率。充分利用Altium专业制作专业管理的统一元器件库内容,节省创建和管理元器件库的时间。

1.2 主要功能

1.2.1 原理图设计

Altium Designer拥有一个优于传统原理图设计的图形设计环境。


首先,它并不是一个孤立的原理图输入工具,而是统一设计平台的核心部分。在原理图阶段所做的工作会直接关联到整个设计的其他部分,在原理图中所做的改动,如改变元器件名称或者更换元器件等,都能保证与PCB的完全同步。即使改变一个FPGA项目的引脚分配,也能保证FPGA板与原理图完全保持一致。


这都归功于Altium Designer强大的统一设计平台。


单一数据模型意味着更少的设计风险


绘制原理图时,Altium Designer会创建并维护一个单一的“数据模型”。


元器件并不仅仅包含原理图中用到的图形符号,它包含了能够从设计到制造定义一个完整设计所需要的全部模型。其中包括PCB封装、信号仿真和信号完整性模型、3D物理模型、供应商与采购库之间的链接等。

全自动设计同步


让设计数据的一个中心源(统一数据模型)去驱动所有的工程、验证、板级布线和生产流程,可以消除设计数据在不同设计工具之间传输和同步时的风险。统一的数据模型意味着更少的令人头疼的低级错误。


使用层次化设计对项目进行逻辑化分割


使用完全层次化的图形输入系统中,将设计进行逻辑化分割,能够更好地控制和维护整个系统的连通性。可以绘制任意大小和复杂度的原理图、没有页数限制,非常直观的设计导航,基于设计的链接定义。


设计重用


在原理图中可以非常容易的进行多通道设计,只需在原理图中输入一次核心电路,便可以在项目中把它重复多次使用,无需反复地对其进行复制粘贴。当核心电路被改变时,其它重用核心电路的区域也会随之自动保持更新。


Altium Designer在各个层面都完全支持设计重用,可以把需要重复利用的电路创建成库或者器件图表符(Device Sheet),从而能够保存和最大化利用已有设计。


换句话说,使用Altium Designer,只要将您的设计方案绘制一次,便可一劳永逸。


全方位跟踪设计版本和更改历史来促进团队合作


进行原理图设计时,系统会自动记录文件的改动,具有完全的版本控制能力。可以随意更改设计,也可以随时返回到之前的设计点。在无须牺牲跟踪度和设计完整性的前提下,保持了高度的设计自由度。


比较不同版本的原理图,并且能够图像化地高亮出文件之间的不同。使用AltiumDesigner的图形差异引擎,不同设计师之间的协同工作可以延展到设计的编辑过程之中。


使用单一的数据源实现所有的工程功能


只需要输入一次原理图,就可以用这些信息驱动多个下游进程。使用原理图信息可以创建板级设计、驱动SPICE和信号完整性仿真,甚至可以进行类似FPGA的可编程器件的设计。


使用Altium Designer独特的统一平台的设计方法,可以提高整体设计效率,一开始便保证设计的正确性,保证从设计概念到制板到量产的数据完整性。


1.2.2 PCB板级设计

世界并不是平的,同样我们设计的电路板也不是二维的。Altium Designer使用独创的实时三维PCB布局和编辑环境,为PCB设计增加了第三个维度。


直接使用PCB编辑器,我们可以设计任意复杂的电路板,而且能立即看到电路板,各种装载的元器件以及装配件。无需导出到独立的应用程序或在外部的三维应用程序中重新创建电路板。只需点击一下鼠标,我们就可以以完全3D的模式显示和编辑电路板:


       1.可以有效消除在其他设计系统中难以排查的错误

       2.更有效地记录与沟通设计意图

       3.实现ECAD-MCAD设计之间的闭合设计回路


实现原理图与PCB设计的完全集成


在任何时候,PCB都是与原理图完全同步的(这受益于Altium Designer的统一数据模型)。 基于原理图层次结构,可以自动生成元器件类和网络类。通过使用原理图结构,可以创建对应的元器件布局空间,以保留在原理图文件中定义的逻辑层次结构。并且在PCB作的任何更改都可以自动反馈回原理图 ,当点击“保存”,就会完成设计的同步。

层次化的规则驱动


PCB编辑环境中提供了最全面的规则集。包括了从走线阻抗到可允许的信号过冲等等一切参数,进行监控。


这些独立的规则可以层次设定,用以精确对应到特定的设计对象。可以快速定义电路板的所有重要的物理、电气和制造上的规则参数,也可以保存规则并在其他项目中重用规则集。



智能交互式布线指导


只需在想要走线的路径上移动鼠标,Altium Designer便能在此路径上智能布线。随时使用先进的交互式布线模式,它们都受严格的规则控制。在任何时候,都可以使用推挤走线和放置过孔,布线时紧 靠已有走线,自动完成布线,自动移除冗余的走线段,或使用自动阻抗控制和长度调整进行高速信号的走线。


当完成关键的布线后,Altium Designer可以通过其内置的自动拓扑布线引擎完成余下的工作。


在PCB编辑器中,完成布线的所有阶段。与外部的布线工具之间来回传送数据,已经成为历史。


这个世界上最直观最有帮助的用户界面


即使是在最复杂的设计中,现在都可以轻松地导航到任意位置。对一个网络进行布线时,不相关的对象和信息将会被淡化处理,以便让更专注于正在布线的路径。


鼠标只要悬停在一个对象上,就可以获取有关对象的完整信息。使用可配置板层组和动态板层的透明度,在特定任务下,就可以选择只看当前需要的信息。


1.2.3 元器件管理

元器件是电子的设计的最小单元,是构建模块的基础。如果用错了元器件,整个项目可能要停下来。


对于更新颖、更有兴趣的产品或者更加创新的产品的日益增长的需求,伴随每天持续的、新的、有趣的元器件的上市,保持跟上这个节奏几乎是不可能的。更不用说,构建和维护一套可以保持优势的,供应链信息的系统,来帮助工程师做出正确的元器件选择。由于板子90%的成本是元器件,所以选择正确元器件的压力 达到了史无前例的巨大。


Altium的新一代元器件管理系统,可以实现在工程层面管理器件。包括在当前设计中,甚至可以跨越设计和发布领域。它拓展了现有的模型存储,利用工程和商业智能来管理ECAD数据,需要真正意义上解决工程师和设计师每天面对挑战。 这个新系统包括…

捕捉元器件选择背后的工程智慧


Altium Desinger提供了全新的、更高层次的元器件模型,它把工程部分与制造商或供应商的部分分离开来。通过一系列的“Part Choices”,器件的工程部分可以映射到一个、甚至多个制造商或供应商的部分。它能够确切地体现器件相关的概念和利用富有经验的工程师每一天选择元器件背后的工程智慧。


强大的所用处系统——跨越设计文件或者发布的文件追踪元器件


一个强大的所用处系统,可以跨越设计文件或者发布的文件来追踪某个元器件,Altium Desinger 的最新数据保险库系统把器件信息、库数据与用到它的设计文件和发布文件联系起来。这个强大的新系统,可以跨越任何设计,来追踪任何元器件的使用。


强大的修订和生命周期管理能力可以实现元器件或者独立元器件模型的水平


Altium Designer提供完整的修订和生命周期管理能力,并把它扩展到元器件或者独立元器件模型的管理。使用Altium Designer,我们可以建立元器件的修订和批准流程,并把它加入到设计环境。


新的、实时的供应商链接系统


Altium Desinger提供了新的、实时的供应商链接系统,保持与供应商数据的实时链接,在变化发生的任何阶段,获得实时的价格和库存信息的更新。



1.2.4 FPGA-PCB协同设计


FPGA器件为当今的电子产品设计注入了灵活性和能量。但它们同时也引入了新层面的设计复杂度。 Altium Designer通过把可编程硬件设计与软件设计和硬件设计统一在一个环境中,从而简化了把FPGA引入到设计中的任务。


与集成多个单点工具组成的传统工具链不同,Altium Designer是个单一的应用设计系统,采用了统一的设计数据模型。由于PCB和FPGA设计共享统一的设计数据库,因此在这两个领域之间的同步直接而且容易。

双向同步


Altium Designer允许每个设计域之间设计数据的双向流动,这就消除了诸如从FPGA到PCB设计转移和管理器件I / O引脚分配等任务的复杂度。 FPGA和PCB设计人员可以并行协作从而更有效率地开发使用FPGA的系统。


使用Altium Designer,FPGA设计将会是整个设计流程中内在的一部分,而不再是一个独立的“设计拼图”,往往到了开发周期的后期去考虑解决的设计难题。统一 的设计环境可以让FPGA和PCB设计人员充分利用可编程器件固有的灵活性,使用更少的时间来开发更具有创新性的设计。


单一设计任务,单一设计系统


Altium Designer管理了每个支持的器件的FPGA供应商工具提供的底层功能,在它的电子产品开发环境中提供了高层的FPGA设计。只需使用高层抽象的接口来可以设计和开发FPGA功能,无需牵挂与PCB设计域共享的设计数据。


两个设计域之间的设计同步是内建在设计系统基本结构中的一个自动无差错的流程。不同于传统的工具链,在Altium Designer里根本不需要使用繁琐的手工方法诸如电子表格或单独的定制应用程序来传输设计数据。


轻松管理I / O引脚分配


FPGA一个很大的优点是可编程I / O引脚分配。但是管理可编程引脚,以及在FPGA与PCB域之间同步引脚更改,从电路板层面来看,这将会是一个噩梦。在FPGA设计端的任何一个引脚分配 的更新,都有可能引发灾难性的电路板布局上的网络错误,或者可能引发布线的噩梦。


Altium Designer的设计同步功能可以让我们在充分利用引脚可编程带来的好处的同时,避免了以上提及的情况可能带来的困扰。我们可以在无论哪个设计域中自信 地更改和调整引脚配置,系统会确保一切保持同步。系统底下的统一设计数据库意味着在任意设计领域中所作的更改将会自动反馈到所有其他的设计领域中。


自动引脚与网络优化


Altium Designer的双向数据同步功能,允许FPGA管脚在板级设计领域内实现自动优化。通过依据已定义的FPGA配置规则和约束条件,自动重新分配网络, 极大地简化了高密度BGA封装器件的布线。在分配信号引脚时,不必受制于FPGA设计人员提供的电路板的限制。从PCB上布线方便的角度出发优化引出引 脚,并保持与FPGA设计的同步。


这个过程高度自动化并且相当简单,可以在不影响FPGA的时序和性能的情形下实现最佳的电路板布局。网络/引脚优化器最大限度地利用了FPGA可编 程分配引脚的内在的灵活性和布局、布线路经。由此带来的好处是仅需更少板层,可以进行更有效率的电路板设计,并且可以以更加并行的方式进行电路板和 FPGA的协同设计。


1.2.5 PCB协同设计

如今PCB设计已成为一个日趋繁杂的任务,设计人员时刻处在由于越来越短的设计周期所带来的压力之中。因此今天我们更加需要一个真正意义上的协同设计环境。


Altium Designer帮助我们去战胜这些挑战。它可以使多个设计人员在保证设计完整安全的前提下在同一PCB设计文件中实时工作。


Altium Designer直接提供了一个有效的PCB协作设计环境,而且它的另一独特功能是使整个设计团队可以更快、更容易的创造出新一代的电子设计。


便宜而又强大的工具


直到现在,真正意义上的PCB协作设计一直局限在那些能够在大型而又昂贵的服务器平台下进行操作的人来实现和管理这个流程。


Altium Designer把真正意义上的PCB设计协同所需功能带入到电子设计环境中,避免了高昂的成本和复杂性。Altium所提供方案的主要优点之一是,这种协作设计功能被内置在一个标准的PC和网络中既可运行系统本身之中。

它是如何工作的


Altium Designer先进的设计数据管理、内置版本控制和独特的图形差异分析引擎集合在一起为PCB编辑器提供了实用、高效的板级设计协作能力。


多个设计人员实时地协同工作于一块的PCB板的设计,查看和比较版本不同,并且能够完全控制如何将最终的设计进行合并。


有效而又实用的电路板协同设计是一个强大生产力的资产,使得一个设计团队最大限度的发挥集体智慧。该功能被内置在Altium Designer当中,使用现有的网络,不需要为这个功能额外购买应用或添加额外的设备。


以强大的数据管理为基础


真正的PCB设计协作意味着同一板级设计会有多个版本被打开并进行独立编辑,并且更新合并回到一个新版本的源文件当中。系统要同时记录下设计文档的每次历史改变和多个版本,从而保证设计数据的完整性。


Altium Designer提供了一个强大先进的设计数据管理系统,将数据控制权回归到到设计环境中,同时应用了集中的数据管理方式。Altium Designer现在将一个开源的版本控制系统Subversion包含在了安装程序中。


强大的差异分析引擎


PCB设计协同所需的关键功能之一是能够比较和解决设计文件之间的差异。


Altium Designer内置一个可视的差异分析引擎将PCB文件数据以图形为基础进行比较并显示在当前PCB编辑环境中。在工作中就能够看到不同版本之间的确切区别。


实时可视状态


Altium Designer提供了一个直观形象的方式来配置和管理协同设计区域。


使用实时彩色高亮并被半透明区域覆盖,系统可以直观地显示哪个设计区域正被设计人员编辑,哪些区域是没有改变的,哪些区域存在冲突。


每个人都有效协作


通过充分利用Altium Designer内置的数据管理、版本控制和先进的图形系统,使得实用而又有效的PCB协同变为现实。我们不需要为此添加复杂而又昂贵的外部系统。


建立和联合众多专业板级设计人员成为一个强大的团队可以使我们在极短的时间内开发完成复杂的电路板设计。

1.2.6 嵌入式系统设计

在如今的电子研发中,软件是一个基本的组成部分。软件跟底层的硬件是密切相关的,但传统的硬件设计环境中却忽略了它的存在。Altium公司认为,软件应该是系统设计的核心要素。


在Altium Designer中,我们可以自由地编写可移植的应用代码 ,它只专注于设计所需要的功能实现,而不被设计系统或硬件架构所束缚。

发掘可编程硬件


Altium Designer的统一设计环境,将可编程硬件和软件的开发整合到了一个应用之中,它提供了一个自动化的软件框架,以弥合两者之间的差距。这允许我们在一 个系统中快速地开展基FPGA的嵌入式系统的硬件和软件研发。在这个过程中,我们可以调用一系列免费提供的软件和硬件IP组件。


确保我们专注于设计开中的关键功能,而不是陷入应用软件与底层硬件接口复杂性的泥潭中。


一个设计工程,一个设计系统


与传统的、使用分离不相关的应用来处理软件开发和FPGA设计的工具链不同,Altium Designer将嵌入式硬件和软件开发置于一个单一的设计环境中。


编写和调试应用软件、实现可编程的硬件上的代码、测试组装后的结果,这一切都是在一个设计系统中进行的,不需要在不同应用间复杂地转换设计数据。由于Altium Designer采用了单一模式的设计数据,在硬件领域的任何修改都会自动传递到嵌入式设计空间。我们可以满怀信心地开发的应用代码,因为在的各个设计领 域数据将会保持同步。


简单轻松的软硬件接口


Altium Designer的软件平台构建器允许我们图形化地管理设计中用到的接口的低层次的硬件包围、驱动和环境代码,而不需要跟低级代码打交道。无需任何分心,我们只需专注于实现的设计中的关键功能。


该平台提供了一个框架的接口软件可配置的软件模块,让我们轻松地建立应用程序代码和底层硬件之间的驱动程序、背景和基础服务层的集合。短短的几个步骤,就可以堆放起增长的抽象层,而在软件中只要输入只用几行代码,就可以直接访问外设硬件。


无约束地开发代码


Altium Designer中包含了一系列热门处理器的编译器和调试器。包括Xilinx MicroBlaze、Altera Nios II、系列的ARM和PowerPC、Altium提供的免费的TSK3000 32位 RISC软处理器 等等。


Altium Designer的编译器的交叉兼容性,使得我们编写的基础C的源代码独立于目标处理器,允许我们探索尝试不同设备的性能和能力。开始于Altium的TSK3000处理器,可以后期轻松地将应用程序重定向到一个更高性能的硬件处理器,以检查潜在的好处。


使用可编程硬件


使用Altium Designer,我们不会再与承载了应用软件的硬件分离。由于Altium Designer提高了FPGA设计过程的抽象级别,具备硬件领悟力的软件开发人员,无需具备HDL的经验,就可以使用可编程硬件工作。


Altium Designer高层次的OpenBus系统可让我们快速地搭建一个基于处理器的硬件系统。使用标准的Wishbone总线架构,把功能图形化地连接在一 起构成一个总线流。系统会自动处理设备架构的底层复杂性。这让我们在最短的时间内创建恰如所需的硬件,来支持应用代码的开发。


1.2.7 图形化的设计输入

如今的FPGA的能力远不止于仅仅作为胶合逻辑的容器。其中软处理器运行着强大的嵌入式应用程序, 同时有复杂的信号处理和大规模数据运算操作,这些都是如今的可编程器件带来的挑战。


通过Altium Designer,可以将FPGA作为灵活的可编程的设计平台使用,而且不需要精通HDL或FPGA设计。使用高层次的图形化设计环境,即可以将板级设计技巧和知识轻易地移植到可编程器件设计。该图形化的设计环境是包含板级设计和嵌入式软件设计的统一的环境。


在更高的层面设计


大多数FPGA 设计工具都需要直接通过硬件描述语言,如VHDL或Verilog等来创建RTL功能描述。这就阻碍了大多数板级设计师和系统构建师来进行FPGA设计。通过Altium Designer,系统功能描述都已经被定义为模块,可以采用这些定义好的功能模块来勾勒或方便地搭建系统。这里是C处理器,那里是I/O ,添加一个触摸屏,等等。一旦所有的模块都放好后,就可进入到每个模块内部并查看详细的映射结构。Altium Designer提供了丰富的基于FPGA预综合的、免费使用的IP库。这些库包含了从基础逻辑门到32位RISC微处理器核各个功能的、直接可以使用的器件。


这使得您在更高抽象层面来进行您的软设计,就像一个板级设计师直接装配现货器件一样直观轻松,快速而准确地搭建FPGA系统。

OPENBUS设计的简明性


Altium Designer的OpenBus 编辑器提供一个高抽象、图表式的设计方法,用于快速构建和输入、基于FPGA系统核心。


复杂的IP 元件,例如一个处理器、一个USB 接口、或一个特定应用程序的协处理器,都可以仅仅只需要少许鼠标点击,即可从设计“调色板”选中、放置、并连接到其他的OpenBus器件。由于 OpenBus 器件采用了开放标准的Wishbone 总线体系结构相互连接,而且该Wishbone总线结构作为一个部分放置在OpenBus器件中,所以这种方法的简明性是可想而知的。


这种简易并且美观的方法进行设计,使得核心处理器系统通过用线把一些模块简单地连在一起,即可快速轻松地完成设计输入。


灵活的原理图输入设计


当需要更好地控制系统连接架构,Altium Designer提供了原理图编辑器,与用在PCB板级输入功能相同的原理图编辑器。它同样全范围支持FPGA硬件设计,从简单反相器到多管脚复杂微处理器,一直到所有的各个功能模块。


使用Altium Designer 的层次原理图编辑环境也可快速地设计任何OpenBus元件库中找不到的自定制FPGA电路,或创建由原理图输入图纸和OpenBus子图相结合的任意复 杂的FPGA系统硬件。甚至原始的VHDL 或Verilog 代码都能合并到原理图层次结构,从而提供了完全的自由的设计输入,并通过高层次图形化的设计方式来维护管理整个设计。


在其核上的设计复用


在复杂系统设计中我们需要能够方便地复用设计中的某一部分,无论它是在同一个项目中还是在多个设计项目间。Altium Designer的图形化设计可以轻松实现。


任何子模块都可按照需要被多次调用。当设计编译时,Altium Designer在内存中构建设计的统一模型,按照需要的次数重复构建这个模块。


任何复杂的设计片段都能被创建,编译,然后保存为可重复使用的器件,并允许将它加载到系统提供的FPGA的库中。


广泛的IP库


每个设计者都知道,设计是基于器件的。Altium Designer 提供了一个广泛的预综合过的FPGA IP核器件,包括基本的逻辑门、计时器、触摸屏控制器、MP3和JPEG 译码器、USB 和SD 控制器、处理器和内存等,器件列表仍在不停地增加中。还包括有大量的虚拟仪器,比如可配置的逻辑分析仪,可以把它放置在设计中,并下载到目标FPGA中, 然后实时对其进行操作。


Altium Desinger提供的这些器件都可在所有支持的FPGA系列家族中进行调用。这意味着我们的设计不再需要绑定到单一供应商或器件上。事实上我们可以轻易 地在各个FPGA器件之间来移植设计,而无需改动源文件。这样,我们可以直到设计流程的后期才选择FPGA器件,并且无需额外的工作前提下,就可在多个器 件中比较设计的性能。


1.2.8 软件系统设计

通过汇集硬件,软件和可编程硬件设计到一个统一的设计工具,大规模可编程器件固有的优势和新的设计选项,带来了新的灵活性。


Altium Designer把FPGA设计能力作为标准配置包含在它的统一设计平台中。创建内置于FPGA器件中的系统,是电子设计过程的一个自然拓展,而不是一个独立于板级设计外的独立开发步骤。


这一系统去除了传统的产品开发流程所固有的内部制约。更加关注产品的“智慧”部分带来的创新,而不是在项目开始就不得不选择和锁定所有硬件。

灵活的系统设计方法


无论是可编程逻辑的设计新手,还是资深行家,使用Altium Designer都可忽视FPGA设计的复杂,因为Altium Designer会自动地处理器件结构的底层复杂性。


在原理图图板上简单地把预先配置好的(兼容Winsbone的)IP模块连接起来,使用高级图形化的设计模式把功能模块像总线流程一样连接起来。当然,还可以用传统的HDL(Verilog 或者 VHDL)进行设计,或者把它们结合起来。


不需要HDL设计经验


利用广泛的FPGA器件带来的机会,软件工程师可以开发支持应用程序运行的高级硬件平台。或者说精通软件的硬件设计师,在可编程硬件中创建基于处理器的整个硬件系统。


通过使用高层次的FPGA设计界面、手边的大量预验证过的(包括32位RISC架构处理器和高级接口的)IP核构成的组件库和独立于FPGA器件厂商的设计环境,彻底释放了由FPGA内部软设计带来的巨大潜力。


自由探索


将以前分离的FPGA设计融入电子产品设计开发环境,使得嵌入式智能的创造成为产品差异化的动力,这会成为产品设计过程的中心和重点。只有在需要的时候才去设计物理硬件,而且是在知道所有需要的时候。


由于没有限制并且非常容易实现,我们可以快速建立多个设计方案。使用Altium Designer提供的的大量FPGA的IP核,我们可以使用一片FPGA来创建这些方案的原型,然后互相比较它们,加速从验证型概念样机到产品的过程。


即时原型机—— ALTIUM 的 NANOBOARD


使用Altium提供的智能的、可重构的硬件开发平台——Altium NanoBoard系列,与Altium Designer 一起构成了实时的、软系统的设计环境。


Altium Designer中提供了Nanoboard板上的所有硬件接口,在可编程逻辑级以及软件代码级的完全支持。无需编写一行HDL语句和驱动代码,就可以快速创建和实施常见的系统功能。


系统设计——从软件到最终板卡


在单一的环境中同时实现物理板卡设计、板子上的可编程硬件设计和系统软件设计。我们只要输入一次设计信息,就可以在多个设计领域中使用这些信息。


同步FPGA在板子上正确的管脚信息,在基于FPGA的系统设计中直接规划接口的内存空间,使用编程后的FPGA管脚特性执行板级的信号完整性分析,卸载C代码功能直接到专用的可编程逻辑。


Altium Designer是唯一使得整个软系统设计过程能在一个统一环境下开发的EDA工具,它让我们能充分利用现今强大的可编程器件的潜力。

1.2.9 发布制造加工文件

制造加工文件的发布,是设计项目从设计领域转移到制造领域的关键点。


对于一个成功的发布来说,完整而且准确的数据是必不可少的。一个小小的错误,例如错误的数据格式或者缺失了一个文件,都有可能导致错过生产加工的时间或者产品发布的时间。


Altium Designer软件帮助用户管理发布流程,通过统一的配置,生成用户所需的全部数据。同时定义好发布流程,可以保护所有发布相关的数据。这些数据将会安 全的、按照严格的版本定义,存储在发布保险库内。同时,利用Altium Designer软件可以让用户准确的把握在每一个发布阶段调用了哪些文件。

预先配置优先输出设置


通常对于一个电子设计来说,需要输出大量的文档。这些文档包含了光绘文件、钻孔文件、以及板子加工制造的图纸、贴片文件、装配图纸、测试点信息和装配元器件清单等等。所有这些文件,用户均可以在预发布中,仔细的在输出文件(Output Job)中配置好,并且测试检查好。输出文件(Output Job)就像一个预打包的容器,包含了所有需要发布的文件,我们只需一键即可完成所有文件的生成。输出文件的架构和格式同样可以提前设置好,例如配置ASCII光绘文件、IPC-356格式的测试点文件、客户定制格式的零器件清单文件、生产制造以及装配用的PDF文件。当输出文件定义而且配置好之后,用户即可以直接点击输出,直接输出相应文件。


全定制元器件清单


每一家公司都有自己的方式和系统,完成将设计文件转换成生产文件。利用Altium Designer软件设计的数据移植到公司的数据管理系统是非常重要的。对于元器件清单文件,工程师考虑的是元器件的具体参数特性,采购考虑的是这个物料 编码对应的元器件的价格以及供货周期的要求。


Altium Designer软件包含全功能的客户定制的报告生成功能。可以通过配置使得生成的报告中包含每一个元器件的每一个属性,或者通过直接与企业数据库相连, 提取所有所需数据。在生成元器件清单的过程中,可以直接调用公司自有格式的Excel模板,自动生成。元器件清单可以包含任意一个相关设计参数,比如产品 的编码,版本,设计者的名字等等。


生成智能PDF文件


当今,PDF格式的文件已经是大部分设计输出的标准文件。Altium Designer软件内嵌了PDF智能输出功能。Altium designer的PDF智能输出功能不仅仅是一个简单的打印功能,它可以在PDF文件内添加智能标签,让用户可以方便的在整个项目中查找元器件和网络。 如果在生产过程中需要用户查阅各种不同的文件,用户同样可以将各种输出文件输出成一个PDF文件。例如,在装配阶段,通常就会需要原理图、PCB版图、以及元器件清单输入贴片机,这时候就可以利用Altium Designer软件的智能输出功能,将这些文件输出成一个PDF文件以供调用。


保护发布数据


与其他设计软件不同,Altium Designer严格的保护用户发布的制造加工文件的数据安全。在设计和生产的周期过程中,Altium Designer系统会记录一个设计项目发布了哪些不同版本。


Altium Designer发布保险库保存和记录了用户发布的所有制造加工文件。当项目完成到特定阶段时,用户只需新建该项目的一个发布,Altium Designer会自动检查所有的设计源文件是否是最新版本,并且是否符合设计规则,同时会自动生成带有版本标签的设计输出文件。这些文件会与设计原文件的快照以及项目状态,存贮在发布保险库内。在这种方式下,用户可以确保发给生产商的所有文件都是完整的,并且是正确的版本。并且可以还原之前发布的任意版本对应的设计文件,生成在这个版本下的所需的所有制造加工文件。在将设计文件发布制造加工的过程中,Altium Designer帮助用户避免了,可能遇到的压力,时间的浪费,以及错误的产生。


将输出数据直接上传到网上


当今,随着全球一体化的发展,经常会有设计在一个国家,而生产制造在另外一个国家的情况发生。Altium Designer可以通过FTP、Amazon S3等的各种不同的网络软件直接的将项目发布到网上。项目就可以通过网络在各个国家,各个环节间被调用。


配置轻松复用


传统的方式下,工程师需要消耗精力,为每一个新项目仔细的设置输出配置。而在Altium Designer软件中,用户可以方便地拷贝将已有的、经过仔细配置好的输出文件(Output Job)配置到下一个新的项目中。重新配置到新的项目文件中,检查输出路径是否正确,就可以完成全部的配置,准备发布数据了。

1.2.10 信号完整性


1.2.11 混合信号仿真

一旦高速设计领域专业化,信号完整性就成为了设计挑战的主流。面对日益缩小的器件技术带来的越来越快的开关速度,板级互联从电路中无关轻重的角色变成了非常重要的部分。


Altium Designer将信号完整性直接置于PCB设计环境中。它与板级设计规则完美结合,在设计时就可以关注信号完整性问题,而且随时都可以直接从原理图或PCB设计编辑器中运行信号完整性分析。


成熟的技术


Altium Designer中的信号完整性分析器将传输线计算和I/O缓冲宏模型信息(IBIS)作为仿真的输入。模型也作为Altium Designer统一元器件库的一部分存储起来。


在快速反射和串扰仿真模型的基础上,分析引擎使用业界成熟的算法提供准确的仿真。并且由于Altium Designer使用单一的、统一的数据模型,可以从设计过程的早期原理图设计阶段就执行信号完整性分析,一直到完成板级设计。这可以更早知道和处理信号 完整性问题,而不至于让它们成为真正的麻烦。

监测整个设计过程的完整性


阻抗匹配是用来保证信号完整性的常用技术。同时还需要结合终端元器件和合理的布线来实现。


为了在原理图上指定终端元器件,需要在开发周期中尽早发现有潜在问题的网络,以便终端元器件的成本和布局效果也可以更早考虑进来。有了ALTIUM DESIGNER,可以在原理图阶段就使用默认的布线长度和目标阻抗开始分析。并且由于ALTIUM DESIGNER是统一的数据模式,PCB数据,如叠层和布线阻抗,一旦有效就可以用于计算,帮助您实现最优化的解决方案。


快速筛选,迅速发现问题


信号完整性分析是一个复杂的,计算密集的过程。对于大多数设计有可能只是一小部分网络有问题。


执行快速筛选分析,迅速找到那些性能在可接受设计限制范围之外的网络,详细检查有问题的网络,并对它们进行精确的反射和串扰分析,这样会加快整体分析的时间,迅速达到零问题。


快速探索可能的解决方案


一旦确定了有问题的网络,在选定解决方案之前要探索多种可能的终端匹配方案,从串联和并联的多种终端组合中选择,然后在一个范围内扫描那些终端元器件的值,快速找到最优化的终端解决方案。右键点击在原理图上放置相应器件,并同步到PCB,让设计保持最新,并准备下一步的分析。


精确的器件模型,包括可编程FPGA


Altium Designer中包含了大量的信号完整性管脚模型,如果没有给器件分配任何模型,软件将自动选择合适的模型。备用的管脚模型选择非常容易,也可以导入新的IBIS模型。


因为Altium Designer一体化设计环境包含了完整的FPGA设计流程,在FPGA编程状态下可以选择正确的管脚模型,以确保无论设计多么复杂都能保持设计的信号 完整性。根据“what-if”和FPGA管脚的IO标准,转换速率、驱动能力很容易就被传递到单独的信号完整性应用程序中。


可控制的阻抗布线


Altium Designer完全支持阻抗控制布线。在布线宽度设计规则下只需简单定义一个阻抗,而不是实际走线宽度,PCB编辑器就会自动计算线宽来匹配所定义的布线阻抗。


差分布线


差分信号是一种日益流行的高速串行信号技术。在Altium Designer中使用交互式布线方式来布差分对和单个网络布线一样容易。使用Altium Designer 全交互式的重布线和长度调节功能,差分布线将更快速、更高效。


由于Altium Designer的信号完整性分析可以直接从原理图和PCB编辑环境下运行,并且有了阻抗控制和差分布线技术的支持,您可以在最短的时间内就能将设计达到最高的完整性水平。


1.2.12 ECAD满足MCAD

今天的产品的电子设计和结构装配设计必须互相协同,才能完美的组装在一起。


将一块PCB板与它的机壳或者外壳很好地装配起来,是当前设计中的重大挑战。一旦出现错误的匹配,那么必将造成很大的设计的重复和拖延。


Altium Designer提供先进的数据桥梁连接到机械CAD的世界,消除了机械装配错误的风险。使用Altium Designer ECAD和MCAD在一个统一的设计环境中协同工作。

PCB建模


其他的EDA的工具只是 简单地把板子的轮廓和粗糙的器件信息导出为一个IDF文件到机械设计软件中。与它们不同,Altium Designer使用了STEP模型,并且可以在PCB设计环境中对3D模型进行编辑。从而,呈现了实时的3D体,用于检查、修改以及精确的尺寸信息。


软件允许在结构设计约束中定义板子的形状、器件的布局以及外壳的间距的规则,从而不用将设计文件在电子和机械软件之间来回传递。整个装配板可以被保存为STEP文件,这个文件可以非常容易的导入到3D的机械设计当中。


PCB编辑器中的独特3D-模式


通过利用当今的价廉、高性能的PC显卡的硬件加速能力,Altium Designer 在PCB空间中实现了实时的3D呈现,而不需要特定的计算机设备。放大到最小的细部、在整个板层中“飞跃”或者根据已经定义的的轴线来旋转整个安装板。


如果3D模型是被嵌入到了板子的设计当中的,并且作为一个自由模型直接被放置在了PCB空间中,那么它们都可以任意时刻被查看或者进行操作。器件体、3D外壳模型、甚至是铜线都可以按照所选择的大小和透明度实时呈现。


拥有在手边的精确的3D查看,我们能够看到即将所发送给生产厂商的文件,并且在板子离开设计环境之前及时发现制造问题。发现很多常规中容易隐藏的错误,比如丝印超过了阻焊边界等。以及在PCB设计空间中查看到板子装配好的复杂程度。


导入或者嵌入3D模型


Altium Designer提供了多种为2D和3D模型数据导入工具。在设计库中使用了标准的STEP数据格式。


链接制造商的网站上的器件模型、MCAD的数据或者公司的数据库信息,这些模型将在3D编辑器中以非嵌入的形式呈现,例如组件或者外壳。另外,我们还可以使用Altium Designer的3D体编辑器生成自己的3D模型。


导入和导出总体3D装配文件


使用Altium Designer的STEP导入系统,我们可以从MCAD那里导入需要的复杂的3D数据文件。


自动地从导入的MCAD数据中定义设计初始的板外框,包括安装孔和槽型区域等精确尺寸信息。ECAD和MCAD之间的3D数据流是双向的,所以对于你的PCB装配的模型数据能够被回传到MCAD中。


机械间距检测


为了消除错误并且确保所有的部分都能够完美的装配在了一起,Altium Designer在3D PCB空间中提供了尺寸限制检查,根据用户定义的间距规则进行管理,间距冲突可以被实时地发现并且进行分析。


我们不再需要将装配板的数据导出到MCAD软件中,间距冲突检测将产生一个准确的ECO返回到ECAD领域。然后重新再导出更新后的板子给MCAD设计工程师进行检查。所有这些可以轻易、实时、准确地在Altium Designer的3D编辑环境中实现。


共享3D机械数据——实时的


Altium Designer中内嵌的协同功能,允许ECAD和MCAD的工程师来共享被放入公共位置的STEP模型数据。共享了的3D模型文件在这两个领域中都提供了一个实时链接。


如果模型文件被机械工程师更新(比如,外壳已经被修改),那么高度关注这个数据在PCB空间中将会产生一个更新提示。


真正的ECAD-MCAD的协作


Altium Designer为ECAD-MCAD协同设计,开创了一个新的机会。


直接的、实时的3D模型数据的共享意味着机械和电子设计工程师可以并行的,以最小的风险来整合设计数据。


如果设计信息能够自由和可靠的在ECAD和MCAD工程师之间进行流动,那么这两个领域的设计合作能够达到更高水平。任意的修改能够在两个方向上进行建议和论证,使得设计工程师可以在两个领域内充分的利用其灵活性和各种选择。


1.2.13 统一数据模型

如今产品研发中最大的挑战之一是如何保证设计数据在设计流程的不同阶段之间来回转移时的正确性和完整性。


传统上,设计师们一直沿用“分而治之”的方法,在每个阶段使用不同的设计工具和数据集。当设计数据需要从一个阶段转移到下一个阶段时,比如从原理图 设计到PCB布线,通常需要一些过渡文件。但是今天的产品设计并不仅仅是原理图和PCB布线,产品研发包括了板级设计、嵌入式软件开发、FPGA设计、机 械CAD(MCAD)、物资采购直至最终生产制造等一系列过程。如此众多的过程需要大量的不同格式的过渡文件,要对这些文件进行版本控制来保证可重复性和 追溯性,不仅仅对于项目管理而言是一个噩梦,同样也无法保证各种数据来回传输的正确性,从而成为如今设计过程中最主要的错误来源。


Altium Designer摒弃了这种“分而治之”的方法,建立了一种基于其设计环境的“统一数据模型”来应对传统模式中遇到的问题。


统一数据模型


Altium Designer的设计过程围绕一个位于中心的统一数据模型,每个设计工具都直接与这个单一的数据集进行交互。


统一数据模型并不是指一个文件包含了所有的设计数据,并且在不同的设计领域被重复调用。相反,打开每个领域的设计工具时,该工具从本领域的设计文件中载入只与本领域相关的那部分数据。当执行后台处理(编译)之后,这部分数据被集成到位于计算机存储器中的统一数据模型中。每一个设计领域的工具只编辑和维护统一数据模型中与其本身相关的部分。当进行保存操作时,每个设计领域的工具从统一数据模型中保存与自己相关的数据到硬盘中。


统一数据模型的优点:


       1.在不同的设计领域直接进行数据同步,不需要过渡文件


       2.每一位设计师都可以看到完整的数据模型,可以访问任何相关信息以便做出更好的决策


       3.设计数据的状态很容易被验证,保证了有效地版本控制和文件管理


直接设计同步


Altium Designer所有的工具操作都基于统一数据模型,设计数据改变时,从一个设计阶段到下一个设计阶段的流程简单直接,而且不会出错。当在原理图中添加一 个新的元器件并运行更新命令,新的元器件将会出现在PCB中等待放置。当在一个1000个引脚的FPGA上进行引脚交换以便于更好的走线时,这些新的引脚 分配将会直接返回到FPGA设计中,以执行新一轮的布局和布线。当为FPGA的软核处理器设计(soft-processor)增加更多的存储空间时,这 些变化会返回到嵌入式(EMB)项目中,用户可直接对其重新编译。


由此可以看出,原来项目中冗长的易于出错的任务现在变得简单而透明。


项目清晰度保证了良好的决策


大多数设计都是团队合作的结果,而团队合作最大的挑战之一便是如何保证团队中的每位成员都能够完全了解当前的设计状态。


比方说板级工程师可以通过交换FPGA的引脚节省两层PCB布线,那么对于FPGA工程师而言,需要立刻得到这个信息并去检查FPGA引脚交换之后是否仍然可以合理完成布局和布线、是否仍能满足性能要求和延时要求,这是非常重要的。


使用统一数据模型保证了团队中的每位成员每时每刻都可以清楚了解当前的项目设计状态。


1.2.14 C到硬件

通过把嵌入式C代码迁入到快速可编程硬件由此获得性能的极大提升,这是在我们的设计中使用FPGA的一个主要优势。


Altium Designer的统一设计环境,通过智能的、简单易用的用“C到硬件”技术,使得软件设计和可编程硬件设计紧密联系在一起。只需要在代码中选取能够得益 于硬件加速的功能和算法,让Altium Designer的“C到硬件”编译器自动地生成所要求的硬件实现。


Altium Designer所具有的另外一个强大特点就是它能够充分利用FPGA的潜力。


不要求HDL经验


使用Altium Designer,利用C代码编程实现硬件加速并不要求HDL技能。


Altium Designer的“C到硬件”编译器直接从标准C代码产生综合的硬件。高速并行的硬件将以只相当于对等软件的几分之一的时钟周期速度运行,你的设计的性能和效率都得以提升。


硬件加速


许多计算逻辑算法,直接在软件中编码和调试,而且被串行执行,但是它们的内在是并行的– 例如加密算法和信号处理。Altium designer 允许你把这些功能改成并行硬件操作,以便你能充分利用每一个可用资源。


Altium Designer的先进“C到硬件”编译器交付的硬件加速,采用标准的非时序的ISO – C源代码,产生FPGA的硬件来实现所需的功能。我们不需要去处理HDL,系统会产生综合的、仿真就绪的HDL语句。


探索选项


Altium Designer中“C到硬件”处理过程的灵活实现,让我们有机会来测试和探索把软件功能转移到FPGA硬件结构所带来的好处。


适当的硬件加速功能可直接在源代码级被识别,与此同时Altium Designer也提供一个简单而直观的界面,可以灵活地选择和去除那些以硬件形式运行的功能。所有的软件和硬件版本同时存在,我们可以从一个切换到另一个,然后重新编译设计来评估结果。


高级设计界面


Altium Designer中包含了硬件功能代码作为专用处理器(ASP),而不是产生一个不能访问的HDL“硬块”- 虽说它代表了你的硬件加速。


ASP是一个在FPGA设计中可管理的和可配置的器件,就像其他任何器件一样。 Altium Designer提供了面向高级原理图和OpenBus FPGA设计的Wishbone总线的专门ASP,让“精明硬件”的软件开发人员完全控制嵌入式应用程序的开发。



1.2.15 完整的系统设计

一块板子的设计已不再仅仅是原理图和PCB设计,它可能会包含可编程逻辑和软件。信号完整性分析也已经是普遍的需求了。最终的板子也将装入外壳且所有 的按钮、显示屏等都需要非常准确地对齐相应的位置。元器件必须能从全球市场上去采购,并且越来越会在离设计人员办公地很远的地方去完成制造。


电路板设计是个需要不同的设计及管理人员互相参与、影响的复杂工程。一个设计团队如果采用分立的设计工具和分立的设计数据库来构建最终的一个单一系统,将是效率非常低的。


Altium Designer摒弃了这种“分而制之”的方法,给电子设计带来了独特的一体化方法。

 

单一设计数据库


Altium Designer的设计过程在一个集中、一体化的数据模型上实现。每个Altium Designer的工具都直接和这个单一数据集里和它相关的数据互动。


这种一体化数据模型提供了显著的优点,包括:


       1.直接设计数据同步,不需要过渡文件

       2.完整数据模型的优异的可视性,设计团队的每个成员都能根据所有需要的信息来帮助他做出正确的设计决策

       3.设计数据的状态可以很容易被验证,确保了有效的版本控制和文件管理

       4.一个单一应用程序贯穿在整个设计团队的应用和管理上。


整个项目完全的同步


因为所有的设计数据都保存在一个单一数据库里,系统确保这些数据在不同的设计领域都是同步的。原理图总是反映着PCB的状态。FPGA的管脚信号定义总是和板上正确的互联线对应。嵌入式软件项目的存储器分配总是反映在硬件上。


这种同步设计中所有元素的能力使得Altium Designer非常高效、安全且满足各种功能实现的需求。


所有工具在单一应用程序里集成


当你安装Altium Designer时你会拥有所有进行电子设计的技术,包括从概念到最终板级制造和装配,所有这些都在单一的、一体化设计环境中。


构建你的物理板级设计,设计你的FPGA及跑在你的软处理器内核上的嵌入式软件代码,对设计中的关键部分进行仿真以优化性能,利用连到厂家数据库的 链接来为你的设计挑选优选器件,且在设计的生命周期内管理这些器件,在原生三维编辑环境下设计并对板子布线,将板子放入外壳里来实现电子设计与机械设计的 收敛。确保正确的设计数据发布到制造加工。对后续的再版及系列设计提供版本管理。


Altium Designer 给你整个设计团队一个完全的解决方案去面对下一代电子设计的挑战。