Mentor Graphics板级系统级解决方案流程图：

1、Mentor公司PCB板级系统设计

电子技术的发展日新月异，这种变化主要来自芯片技术的进步。随着深亚微米技术的广泛应用，半导体工艺日趋物理极限，超大规模集成电路成为芯片设计和应用的主流。对电子系统而言，工艺和规模的变化产生了许多新的设计瓶颈。这使得电子系统设计师面临更多的压力和挑战：不但要求缩短产品的上市时间，而且要保证产品的高质量、高性能；此外，随着电子技术的不断发展，产品的复杂程度不断提高，这就造成了产品上市时间与开发周期的矛盾。要解决这一矛盾，就必须避免冗余循环设计过程，将过去串行工作方式转变成并行工作方式，使设计工作更加有效，从而缩短产品开发周期。

Expedition PCB是Mentor Graphics公司针对小型企业用户，工作于Windows/NT/2000平台的EDA设计工具，其PCB设计功能强大，又非常易于使用。它涵盖了从设计创建、版图布局到产品加工的设计过程，同时使设计者可以进行简单的高速电路分析，板级热分析、库开发与管理等。充分满足了项目组的需求。Expedition提供了优秀的无网格布线器及最新的先进技术，如扩展的设计复用工具、改进的微孔检查以及功能管理的参数化设计能力等，以增强设计的可制造性并大幅度缩短设计时间。该系列工具中采用业界领先的AutoActive布局布线技术，可将基于形状的自动布线与交互布线功能结合到单一、易用的设计环境之中。可将一个复杂的交互和自动布线时间从几周缩短到几小时。实践证明，AutoActive的特性可有效提高布通率、缩短布线时间、提高设计质量与可制造性。Expedition统一的设计环境将FPGA设计与PCB设计完整地结合在一起，将FPGA设计结果自动生成PCB 设计中的原理图符号和几何封装，大大提高设计师的设计效率。

为达到平台选择的最大灵活性，Expedition可应用Windows98/NT/2000多种操作系统。

软件模块说明：

DxDesigner  原理图输入及集成管理环境

DxDesigner是原理图设计输入的完整解决方案，包括设计创建、设计定义和设计复用。提供强大的原理图输入功能，实现PCB网表的自动转换，支持LMS（Library Management System）库管理系统，确保快速而方便地选择最理想、最便宜同时也是最容易采购的器件；DxDesigner支持层次化分页式模块化设计，方便实现设计复用缩短设计周期；集成的仿真和高速电路分析环境确保概念设计阶段电路功能和性能满足设计指标，从而减少失误导致的设计反复；设计数据集中管理确保企业内部从采购到生产各部门之间数据信息的高度一致性，进一步提高效率并且降低失误。DxDesigner的主要特点包括：

●层次化设计输入管理以及设计复用

●提供原理图视图功能

●设计数据查询与交叉索引功能

●支持多属性编辑以及设计规则（包括物理规则和高速电气规则）传递

●集成的数字、模拟、数模混合仿真和高速电路分析环境

●集成的LMS库管理以及BOM清单生成

●集成的数据管理，支持团队设计，设计数据的检入、检出、锁定以及版本管理简单而便捷。

Library Manager  库管理工具

    Library Manager为开发和管理公司的设计库提供了一个中心位置，可确保设计库的一致性和集成性。在Library Manager单一集成环境中，库管理员可创建、修改、维护原理图符号库、PCB封装库、焊盘库、IBIS库、以及包括板型在内的设计工艺库。Library Manager使管理员有能力对每一个终端、项目或预设计模板赋予相应的权限。Library Manager有机结合了Mentor Graphics其它的设计工具如Expedition PCB。在调用其他工具时，可启用Library Manager 相关工具模块。同时，库管理员也可使用Library Manager以方便建库和维护。

Expedition PCB  设计及自动布线

    Expedition PCB为设计师提供了用于复杂PCB物理设计、分析和加工一整套可伸缩的工具，它将交互设计和自动布线有机地整合到一个设计环境中。设计师可以定义所有设计规则，包括高速布线约束，创建板型，布局，交互布线和自动布线，直到加工文件生成。Expedition PCB没有任何设计规模的，没有层的、器件数量、网线数量和引脚数的，提供给设计师最大的设计空间。Expedition PCB的核心-获业界大奖的Auto Active自动布线器是基于形状的无网格布线器，布线速度极快，布线的可加工性首屈一指。它实现真正的45度布线，并完全支持当今各种复杂封装如BGA、CSP、COB和微过孔、埋孔、盲孔等加工工艺。其器件放置推挤后自动线调整，大面积覆铜处理方法皆独一无二。

        与前端设计工具、信号完整性分析工具有机结合，以及与标准DXF、IDF双向接口，Expedition PCB为电子设计师复杂PCB设计提供了全线解决方案。

2、Mentor公司高速仿真及数模混合仿真说明

随着深亚微米工艺在IC设计中的使用，芯片的集成规模越来越大，芯片体积越来越小而芯片运行速度越来越快。由IC芯片构成的电子系统朝着大规模、小型化、高速度的方向发展，给电子系统设计带来了新的挑战，即高速PCB设计问题。芯片技术的发展使信号的上升、下降沿变得越来越陡峭(已达到PS级)，PCB板上的信号互联已不是单纯的导通性能，而是呈现出大量的分布参数效应。分布参数效应将给PCB板设计带来信号完整性及信号时序方面的问题。因此设计师们所面临的挑战主要是：采用什么样的设计方法、设计工具来解决这些高速设计问题、加快设计过程和提高设计效率。Mentor Graphics公司提供了一整套从板级到系统级、基于电气规则驱动的高速PCB板设计工具ICX，帮助设计师们去迎接新技术的挑战。

软件模块说明：

Tau板级时序分析

Tau是业界第一个板极时序验证工具，它专为验证复杂功能块之间的时序关系而开发，这些功能块包括处理器，存储器和ASIC等高速数字器件。执行验证操作时不需要激励信号，也不需要器件的完整功能模型，可以比全功能仿真更为快速地给出板级时序关系。Tau既考虑了芯片内部时延和时钟相位漂移，也考虑了板级时钟摇摆和连线时延。其仿真对象包括同步电路，异步电路和时钟树。在原理图设计阶段，Tau 可以帮助确定器件速度类型 并 发现需设置高速布线规则的关键网线，关键互联时延的松弛方程组可以用来驱动Interconnect Synthesis 工具完成满足板级时序要求的物理布线。Tau还可以接受高速分析工具生成的连线时延数据并结合器件时序模型进行板级时序的后验证，以确保设计的时 序正确性，还可以进一步确定电路板的工作速度极限。

IS_Floorplanner 基于电气规则驱动的布局及预分析工具

IS_Floorplanner允许用户通过定义关键路径时延，信号质量，和物理规则等要求来进行高速设计。这些物理设计要求和电气设计要求，通过IS_Floorplanner来即时监视和权衡。IS_Floorplanner的集成环境中有一个规则管理系统、时延驱动层次化区域规划器以及交互式综合和信号完整性分析的能力。规则管理的电子表格界面使之易于输入和维护驱动设计过程的规则。

时延驱动的层次化区域规则保证器件布局满足信号完整性和时延及生产规则，信号完整性优化使设计者能找到满足信号完整性要求的终端策略；而拓扑、延时、信号完整性等规则驱动着综合过程。所谓的综合是布出满足所定义电气规则的网线，信号完整性分析则支持交互式探查和系统严整两种方式。在已有的一些EDA工具中，该工具支持双面接口。

IS_Synthesizer  基于电气规则驱动的互连综合工具

IS_Synthesizer能帮助设计者以自动或交互式的方式实现没有电气错误的高速电路板设计。IS_Synthesizer将自动、交互智能布线器及与之相对应的分析机制结合起来，在电气规则驱动下，布出满足所定义电气规则的高速连线，保证所有的连线满足电气和生产要求。系统所分析和比较的是电气规则，如延时等而非线长和平行线等物理。IS_Synthesizer支持真正的无网格结构、实时自动45度布线。其特点有：用对称配对拓扑技术，自动综合出差分对线，以确保最小时延偏差和共模噪声；支持育孔、埋孔、错孔、螺旋孔等HDI技术，以及许多预先定义和定制的连线拓扑。对主要是高速连线的设计来说，IS_Synthesizer一次完成你的设计，使设计的周期为最短。

IBIS Standard Library模型解决方案

对于互连综合的模型解决方案Mentor Graphics提供了经过验证，确保高度精确的模型库，ICX Standard Library™提供基于测试的高精度IBIS模型包括ASIC器件、微处理器、ROM、RAM器件、可编程器件和数字逻辑器件，每个模型包含了半导体厂商的数据和完整的器件标号。

IS_Multiboard高速电路的多板设计工具

对于包含多板和连接器，电缆或多封装模块的高速数字系统的设计IS_Multiboard提供完整的解决方案。IS_Multiboard的主要目的是考究跨越多板系统的互连网络，将信号完整性扩展到系统级。该工具能分析不同模块之间的关键信号，其易于使用的界面帮助用户定义电路板、回板和MCM的系统结构。例如，只需将电路板拖放到连接器上，电路板就被装配上了。为了给出最精确的结果，信号分析包含了连接器插座、电缆插座。系统级连线的信号完整性分析能保证整个系统的信号完整性。IS_Multiboard同时也支持将电路板简化成EBD模型，将一个系统简化成一个板来做简单的分析。

HyperLynx EXT--高速PCB设计分析工具包

包括如下模块及功能:

✧LineSim 是PCB 布局/ 布线设计前进行的门特性、传输线特性、信号完整性分析工具。门特性：可选择和定义元器件的物理模型；

传输线特性：可定义传输线长度、延时和阻抗；

信号激励：可提供上升沿、下降沿、频率和占空比可调的方波激励信号；

PCB 板模型：可定义PCB 板各信号层和介质层的参数；

✧LineSim Crosstalk 采用内置的电磁场分析工具和偶合方式模拟仿真器，可以进行多个高速信号之间的串扰分析。既可以进行正向的串扰分析，也可以进行反向的串扰分析。

✧LineSim EMC 是布局/布线前的电磁兼容性分析工具。它根据元器件的输入/ 输出管脚特性，自动对信号进行时域上的计算和仿真，分析传输线、门特性对系统时序及信号质量的影响。通过加在被分析网络上各点的多通道波形显示器观察过冲、下冲、扰动和振荡等现象。LineSim EMC 的时域波形显示器支持对数坐标和线性坐标；LineSim EMC 无需前端设计工具，可直接用图形输入法建立仿真分析模型；它 支持IBIS 标准的元器件模型。LineSim EMC 自动将信号仿真结果通过频谱分析仪在频域上进行变换和映射。可提供上升沿、下降沿、频率和占空比可调的方波激励信号，可定义射频分析中心频率和带宽。LineSimEMC 通过分析结果迅速侦探出设计中存在的电磁兼容性问题。

✧BoardSim是PCB布局布线后信号完整性分析工具。它可以对门特性、传输线特性、信号特性进行分析；

✧BardSim Crosstalk 串扰分析工具采用内置的电磁场分析工具和偶合方式模拟仿真器，可以进行多个高速信号之间的串扰分析。既可以进行正向的串扰分析，也可以进行反向的串扰分析。

✧BoardSim EMC 是在PCB设计中或PCB设计完成后的电磁兼容分析工具。BoardSim EMC与主流PCB厂商均有转换接口，可将PCB厂商的PCB参数、布局布线设计结果、元器件类型参数自动传输到BoardSim EMC中。BoardSim EMC支持IBIS 标准器件模型，并允许用户对PCB 参数和元器件参数进行重新定义。BoardSim EMC可以自动将仿真结果通过频谱分析仪在频域上进行变换和映射可以提供上升沿、下降沿、频率或占空比可调的方波激励信号，通过对信号进行时域上的计算和仿真，以分析传输线、门特性对系统时序及信号质量的影响，通过加在被分析网络上各点的多通道波形显示器观察过冲、下冲、扰动和振荡等故障现象。BoardSim EMC 的时域波形显示器支持对数坐标和线性坐标。BoardSim EMC 合门特性和PCB布局布线引起的延时、阻抗和容抗等传输线特性，做出合信号仿真，提供给工程师设计高速电路必需的信号仿真及分析手段，并允许用户根据仿真结果改变元器件类型和参数，以达到理想的信号质量。BoardSim EMC 无需进行实际的PCB 制造、元器件的装配和加电测试，从而大大缩短了研制开发周期。

Quiet Expert 电磁兼容分析专家系统

Quiet Expert是高性能的EMI/EMC分析设计工具，具有专家系统的功能，可提供多种类型的电磁分析，并根据相关的条件计算出电磁辐射的频谱图。

Quiet Expert内嵌EMC专家知识库，可以实现PCB板级设计EMC检查，报告设计中对EMC设计准则的违反，并且指出可能的解决方案；支持常见的建模方式，也可以简单地指定器件管脚模型的相关参数迅速构建分析模型；可以检查单线的EMI辐射频谱，可以考察单线以及整板的EMI辐射，也可以根据辐射方式来考察；支持磁通图、电路板图、频谱辐射、电容谐振曲线、信号串扰等图形方式。

Fusion/ViewSim—数字电路的门级仿真器

Fusion/ViewSim是一个容易使用的、高性能的交互式数字仿真系统。它紧密地集成在设计环境中，这个强有力的验证工具可以对Dxdesinger所输入的原理图进行分析和调试。Fusion/ViewSim也支持来自其它系统的网表形式或者原理图形式的设计数据，同时它还能接受各种PLD数据。Fusion/ViewSim本身具有丰富的系统器件库，包括TTL，CMOS，ECL，DRAM等等，数量超过一万八千余种，它还支持外部的软硬件模型。除了支持广泛的数字仿真验证，Fusion/ViewSim还支持与其它模拟仿真器协同进行数模混合验证。对各种模型的广泛支持使Fusion/ViewSim成为各种数字仿真系统中的佼佼者，不像其它大多数仿真器，Fusion/ViewSim能够按照用户指定的方式混合和匹配使用所有这些模型技术。这使它可以支持所有的设计方法，并且可以在设计过程中优化仿真的执行效率，使仿真达到用户所要求的任何精度。

DxAnalog/Fusion—模拟和数模混合信号的电路仿真

DxAnalog是功能强大的模拟和数模混合电路仿真和分析工具。DxAnalog源于最新的SPICE商用版本，具有最佳的性能和最高的仿真精度；DxAnalog具有位高精度算法，是目前行业中精度最高运行速度最快的模拟和混合电路仿真分析工具；DxAnalog同时兼顾有XSPICE特性，完全Windows风格最具可操作性，设计工程师可以非常方便快速地使用DxAnalog来进行模拟电路和数模混合电路的设计和分析；DxAnalog支持广泛的分析手段，如直流工作点计算、瞬态响应分析、频域分析、交流小信号分析、直流大信号分析、噪声分析、DC/AC灵敏度分析、失真分析、DC传输函数分析等；更支持高性能的分析手段如Monte Carlo分析、参数扫描分析以及参数优化；独特的分析向导和收敛向导极大地简化和方便了复杂的模拟电路分析设置和收敛性控制；DxAnalog还提供广泛的仿真模型以及灵活多样的建模手段。

3、Mentor 公司FPGA设计技术

I. 模块具体说明：

HDL Designer Series ：图形化的设计输入和流程管理工具

    HDL Designer SeriesTM——可视化图形HDL输入，通过状态机、真值表、流程图、方块图等自动生成可综合的VHDL/Verilog语言

●设计创建。文本方式包括方框图编辑和IBD（基于接口设计〕，图形方式包括方框图编辑和有限状态机，流程图，真值表方式。

●设计管理。通过设计数据管理和版本管理，与仿真和综合工具的

集成以及自动化的流程管理管理整个项目。

●设计分析，可视化和文档功能 。HDL2Graphics分析设计的层次并可转换为易懂的图形描述，通过OLE 功能输出到文档。

    HDL Designer Series 为提高设计效率和设计质量提供了无比的灵活性的手段和功能。通过图形化，文本或者两者的组合结合IP的引入快速高效的创建设计，HDL可视化和统一的HDL风格和文档能力，版本管理为团队设计提供了基础，全面的VHDL、Verilog和mixed-HDL支持适应百万门的FPGA设计。与仿真工具如ModelSim集成提供更进一步的调试特性，与综合工具LeonardoSpectrum结合为进行大规模的FPGA 设计提供超强的设计输入和调试功能。

ModelSim ：HDL语言仿真器

    ModelSimTM——业界唯一单内核支持VHDL/Verilog混合仿真且最快的仿真器，在VHDL仿真和调试、混合语言的设计验证等领域都是第一。它提供最友好的调试环境，是作FPGA、ASIC设计的RTL级和门级电路仿真的首选。它采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk技术、和单一内核仿真，编译仿真速度业界最快，编译的代码与平台无关，便于保护IP核，个性化的图形界面和用户接口，为用户加快调错提供强有力的手段。全面支持VHDL和Verilog语言的IEEE 标准，以及IEEE VITAL 1076.4－95 标准，支持C语言功能调用, C的模型，基于SWIFT的SmartModel逻辑模型和硬件模型。 

主要特点：

∙采用直接编译结构，编译仿真速度最快；

∙单一内核无缝地进行VHDL和Verilog混合仿真；

∙与机器和版本无关，便于数据移植和库维护；

∙与机器无关的编译代码编于保护和利用IP；

∙简单易用和丰富的图形用户界面，快速全面调试；

∙Tcl/Tk用户可定制仿真器；

∙完全支持VHDL/Verilog国际标准,完全支持Verilog 2001；

∙支持众多的ASIC和FPGA厂家库；

∙集成的Performance analyzer帮助分析性能瓶颈，加速仿真；

∙加强的代码覆盖率功能Code coverage，能报告出每个分支的执行情况，进一步提高了测试的完整性；

∙同一波形窗口可以显示多组波形，并且能进行多种模式的波形比较（Wave Compare）；

∙先进的Signal Spy功能，可以方便地访问VHDL 或者 VHDL 和Verilog 混合设计中的下层模块的信号，便于设计调试；

∙支持加密IP;

∙集成的 C调试器，支持 用C 语言完成测试平台和模块；

∙支持位的OS;

Precision Synthesis --- 新一代FPGA综合技术

Precision Synthesis是Mentor Graphics最新推出的新一代FPGA综合技术，提供包括RTL综合、物理综合以及高级语言综合在内的一整套综合解决方案。Precision Synthesis具有直观的用户界面，高质量的综合结果以及准确的时序分析，并且能解决目前最新的大规模、高性能FPGA的时序收敛问题， 节省了以前在综合和布局布线间多次迭代反复所花费的时间。由于在开发期间就充分考虑了使用者的需求，Precision Synthesis从安装到完成设计综合，整个过程都非常流畅。设计人员可以专注于自己的设计，不必在学习工具的使用上花费时间。Precision Synthesis集强大的综合功能和易用性于一体，可以帮助用户在最短的时间内完成最具挑战性的FPGA设计。

Precision Synthesis包括下面的系列产品：

●Precision RTL 是集强大的综合技术以及准确的时序分析于一身的RTL综合工具。

●Precision Physical 物理综合工具。引入布局布线后的信息和延时信息，重新进行综合。在更精确的时序基础上，采用先进的算法，必要情况下在综合工具内改变布局布线，功能强大的自动流程和交户式操作相结合，解决目前最新的大规模、高性能FPGA的时序收敛难题， 节省了以前在综合和布局布线间多次迭代所花费的时间。

●Precision C  C综合器。支持更高级别的抽象设计，把用高级语言C/C++描述设计综合为RTL设计。支持标准C。

除了具有Leonardo Spectrum在FPGA综合方面的所有功能，如模块综合、团队设计、混合语言综合等，Precision Synthesis还包含许多新的技术和特点。

主要特点：

∙直观的用户界面。Precision Synthesis的图形化界面（GUI）简洁直观，用户可以在一个界面下完成所有的操作。

∙内容敏感的工具条窗口。Precision Synthesis图形化界面中有一个内容敏感的工具条窗口，窗口里的内容会在设计的各个阶段动态更新，从而引导使用者完成整个设计过程。

∙新的逻辑综合技术。Precision引进许多新的逻辑综合技术，如：跨层次综合、强大的状

态机优化技术、Tunneling、Re-timing、Replication、Re-structuring、LUT merging等，其中很多技术以前只用于ASIC综合。

∙高质量的综合结果。Precision 全新的优化引擎具有A.S.E.(Automatic Signature Extraction)的功能，能够自动识别各种电路结构以及器件的内部资源，对不同的电路采用不同的优化技术，最终满足设计的性能要求。以前很多需要人工干预的工作，现在都可以自动完成。

∙内嵌业界最先进的RTL原理图和工艺级原理图浏览器。用户可以根据需要用多种方式察看原理图，迅速得到自己关心的内容。

∙方便灵活的加约束的方式。用户可以通过设计层次浏览器、原理图、图形化的窗口、命令行以及约束文件等多种方式设置约束体条件。不论何种方式施加的约束都可以被保存形成约束文件。

∙准确的时序分析。Precision新的时序引擎能够对最复杂的时序结构做出准确的时序分析：支持相对于时钟沿的约束；支持多个同步时钟或异步时钟的电路分析。

●II．设计流程图：

∙支持Xilinx 的DCM。在DCM输入端所加的约束可以传递到输出端。

∙支持SDC约束。Precision支持SDC这一业界标准的约束文件格式。 

∙支持增量分析。如果仅对部分电路的约束条件作了修改，不必重新进行综合，仅对发生变化的部分重新分析。

∙生成多种时序报告：不满足时序的报告，未加的约束报告，

∙时序报告可以追踪到原理图或者物理布局布线图中。

对FPGA厂家的设计工具的高度集成。只要用鼠标轻轻一点，就可以使用厂家的时序分析和布局规划等工具。下载本文