PCB基板測試數據提取與圖形重繪

劉國敬，田洪濤，霍 杰，宋婉貞

(中國電子科技集團公司第四十五研究所，北京101601)

目前電子設計CAD軟件品種繁多，如Pads，Protel，Cadence，Mentor 等 多 達 20 幾 種 ，但所有的CAD設計軟件都可以生成Gerber文件[1]，我們將 Gerber文件導入 CAM 350PCB測試制作軟件導出可解析的IPC-D-356A格式文件。IPC-D-356A格式文件是一種有特定排列格式的數據文件，這種數據格式可以使測試數據變得單一化，通過對IPC-D-356A數據文件的解析，可以重畫測試板的走線和焊盤點，實現其功能。

1 IPC-D-356A數據文件解析

1.1 頭信息解析

一般包括文件頭和文件體兩部分，信息第一列是以“P”開頭，單位參數信息區最重要。參數信息區表示的含義見表1。

1.2 主體部分信息解析

數據文件的每一行都是由80個字符組成，各列的解析[2]見表2。

表1 頭文件解析

主體部分信息解析舉例說明：

解析：本焊盤是通孔，屬于名稱為$Net118的網絡，含有中間層，內孔徑7000 mm(280英寸),外孔徑為12500 mm(500英寸)，焊盤坐標位置為（45054，65050）。

2 IPC-D-356A數據文件的轉換

將Gerber文件導入CAM 350PCB測試程序制作軟件導出我們可解析的IPC-D-356A格式文件。根據IPC-D-356A文件提供的數據信息，可以從中抽取出以327開頭的焊盤信息文件*.Net，以099開頭的測試點信息文件*.Pad，以378開頭的走線信息文件*.Drw，以379開頭的相鄰網絡信息文件*.Adj和記錄網絡名稱信息的文件*.Id。用以上生成的5個過渡文件，根據不同的測試需求便可以生成PCB測試所需要的開路測試文件，短路測試文件，電容測試文件。

2.1 Net文件

從IPC-D-356A中抽取以327開頭的焊盤信息生成*.Net文件格式規定為：

其中：SD 面信息（01：上層 02：底層 00：通孔），x、y中心點坐標，ID指所屬網絡號與 *.ID文件中的名稱相對應，DX、DY、D組合含義有三種：

表2 主體部分信息解析

（1）DX、DY有數據，D為空白：方形焊盤。

（2）DX、D有數據，DY為空白：圓形通孔焊盤，其中DX為外孔直徑，D為內孔直徑。

（3）DX有數據，DY、D為空白：圓形焊盤，DX為焊盤直徑。

2.2 Drw文件

從IPC-D-356A中抽取以378開頭的走線信息生成*.Drw文件格式規定如下：

其中：$Net0=3指屬于$Net0網絡的線有三條，01指上層走線，02下層走線80線寬，后面數據指線條的起始坐標。

2.3 ID文件

記錄網絡名稱信息的*.Id文件格式規定如下：

這是一個過渡文件，1=$Net0含義指名稱為$Net0的網絡在*.Net、*Pad和 *.Adj文件中ID用標號1來代替，$Net24用標號4來代替。有時很多中間層網絡對我們生成測試文件和繪圖來說是不必要的，這時網絡與標號之間的對應關系就錯開，這個文件的顯著作用就體現了。

2.4 Ad j文件

從IPC-D-356A中抽取以379開頭的相鄰網絡信息生成*.Adj文件格式如下：

其中：Num1=1 2 3 4 5的含義：指$Net0與$Net1，$Net0與$Net2，$Net0 與$Net3，$Net0 與$Net4，$Net0與$Net5是相鄰網絡（1 2 3 4 5對應*.ID中的網絡名稱）。

2.5 Pad文件

從IPC-D-356A中抽取以099開頭的測試點信息生成*.Pad文件格式如下：

Pad文件是PCB測試中生成開路測試文件，短路測試文件，電容測試文件的基礎，所有測試文件的信息都是基于*.Pad文件生成的。

3 PCB基板的圖形重繪

PCB圖形還原是利用解析以上5種格式的文件，通過軟件編程[3]重畫測試板的走線和焊盤點，用于PCB測試中選擇基準點和錯誤查看等功能，利用焊盤和走線信息便可以實現PCB圖形還原，以$Net2舉例說明（見圖1）：

$Net2網絡的焊盤數據信息（由*.ID文件中可知 3=$Net2）：

$Net2網絡的走線數據信息：

圖1 $Net2網絡圖形還原示例圖

4 圖形重繪在PCB測試中的應用

完整PCB板的圖形還原[4]在PCB測試系統可以實現選擇基準點，錯誤查看以及壞點重測等功能。如圖2所示。

5 結 論

本文所介紹的IPC-D-356A文件解析與PCB圖形重繪的方法已成功應用于PCB基板測試系統中，經過一年多的實際使用，運行結果表明此方法能夠準確的進行IPC-D-356A文件解析和PCB圖形重繪，為PCB測試中選擇基準點和錯誤查看提供了可靠保障。

圖2 完整pcb測試板選擇基準點功能

[1]沈精虎.電路設計與制作-Protel99SE詳解[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[2]美國netlist格式標準.IPC-D-356A詳解[Z].英文版[DB/CD]，2004.

[3]楊曉鵬.Visual C++6.0實用編程技術[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[4]孫 鑫.VC++深入詳解[M].北京：電子工業出版社，2006.