跨界设计是大势所趋

　　追求设计有效性是企业不变的追求，而且产品设计一直会面临成本与质量的冲突，如何构建一个有效的设计流程，通过控制约束条件以符合设计规范，达到质量要求，是当今设计师不得不面对的挑战。在近日Mentor Graphics（明导）公司在京举办的“2014 PCB技术论坛”上，系统设计部的业务开发经理David Wiens提出了新的设计方法。

　　
       Mentor系统设计部 商业开发经理 David Wiens

　　系统设计的三个挑战

　　开发组织面临三大挑战。首先，设计的复杂度更高。这是因为PCB(印制电路板)的密度更高，线路更多;另外，信号的速度在提升。因此更高密度的电路在更小的空间上会产生散热问题。

　　第二，现在人员的更替很快。过去是资深工程师人来做设计。我国作为制造大国，过去只是做初级工作，很少涉及高级设计的细节;但现在我国产品的设计意识在提升，更多时间要面对产品的研发工作。另外设计人员也出现断层，很多年轻的工程师来接班，而上市时间很紧迫。

　　第三，系统工程的挑战。传统上，机械、电子、软件是相互独立的，现在所有工作需要并行进行。例如PCB的布局&布线、软件的配置要同时完成。过去是从原有的元器件，慢慢去积累、向上堆砌出设计，也许很多模块未必是你需要的;现在要变成自顶向下的观点，进行整体控制，其中一些需要的模块可以是外购的。因此系统化、多板化、系统套系统的逻辑观念要存在于设计师的设计意识中。

　　机械、电子、软件的设计融合

      
       第一个维度是X轴，即水平维度。从左侧的产品需求到右侧产品真正上市，从IC角度、PCB角度、模块化角度，抑或是系统角度，还有传统软件的支持。总之，你有想法，就能支持你把产品做出来。

　　第二个维度是Y轴，即垂直整合，自上而下或自下而上。传统上，这些工程师不会相互沟通——做IC的只做IC，做封装的只做封装，做PCB的只做PCB，做模块的只做模块，做系统的只做系统，各自都有界限，对其他人来说都是黑盒子。如果把他们之间的障碍扫除，可以实现最佳化。例如，如果更早期知道IC设计时引脚如何排列，为了让PCB容易实现存储功能，可把存储器放在合理位置，使信号最强、干扰最小、占用的面积最小。如果板子之间有信号沟通，以前不小心连接器接反了，需要重新做?还是模拟一下。汽车娱乐音响控制系统也需要沟通，例如功能和安全的协调统一，传感器、视频和通信融合在一起。系统和系统之间的连接，除了线缆，可以用RF、蓝牙、Wi-Fi等。

　　第三个维度是Z轴，是红色、橙色和绿色的跨界。我们专注在电子，需要和电子设计沟通，如果有动态沟通的工具，其他部门可以很快地看到我们的设计。实际上早期揭露供应链上的优选信息，整体设计的质量会提高，而不是等到最后出现缺货的问题。新的工具应该让这些资料打包和沟通，来知道精度。

　　通常认为，上述负责设计一般发生在军工和航天。不过，在我国，通信系统设计、3C消费类电子(智能手机)、汽车等领域也出现这样的设计现象，一方面是复杂性在提升，同时设计非常紧密，需要过去的IP积累和重用，需要各部门协同设计等。

　　Mentor近年来重要的设计平台Xpedition VX，经历了10年左右的研发过程，现在在易用性、自动化和数据管理方面取得了开创性的革新。今年已连续推出多个新产品，例如3月推出最新Xpedition PCB设计平台，透过将直观的设计环境与设计人员导向的自动化功能结合在一起，能解决设计人员改变中的设计任务，包括全球化的团队组织，让用户能达到专家级的执行成果，并获得最佳的生产力。因此，可显著缩短产品开发周期、将重新设计次数降至最低，并提升产品质量。6月，Mentor推出了用于高效IC封装PCB设计优化、装配和可视化的Xpedition Path Finder套件。

图：Xpedition VX适合复杂性高的企业级设计，而PADS等工具相对较为简单