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1、手持无线通信设备和遥控设备的普及推动着对模拟、数字和 RF 混合设计需求的显著增长。手持设备、基站、遥控装置、蓝牙设备、计算机无线通信功能、众多消费电器以及军事/航空航天系统现需要采用 RF 技术。 数年来，RF 设计需要专业设计人员使用专门的设计和分析工具来完成。典型情况下，PCB 的 RF 部分由 RF 专业人员在独立环境下设计好后，再与混合技术 PCB 的其余部分合并在一起的。这一过程的效率很低，而且为了与混合技术整合在一起，常常需要反复设计，还需要用到多个互不相关的数据库。 在过去，设计功能在两个设计环境进行和重复，并通过一个非智能的 ASCII 接口连接(图 1(a)。两个环境中的
2、PCB 系统设计和 RF 专门设计系统有它们自己的库、RF 设计数据库和设计存档。这就要求两个环境中的设计数据(原理图和版图)和库通过一个繁琐的 ASCII 接口进行管理和同步。 在这一旧的方法下，RF 设计师孤立于 PCB 系统设计中的其他部分进行 RF 电路的开发。然后该 RF 电路再利用 ASCII 文件翻译到总体 PCB 设计中，从而在主 PCB 上创建出原理图和物理实现。如果 RF 电路存在问题，那么设计必须在独立的 RF 解决方案中修正，然后再重新翻译进主 PCB。 RF 模拟器只模拟了理想的射频电路。在实际混合系统实现中有许多零碎的地层、地过空和相邻的 RF 电路，这使得分析变得
3、非常的困难，而且谁都知道这些附加的形状将会对 RF电路运作产生长久的影响。 这一旧方法多年来已成功地用于混合信号电路板设计，但随着产品中 RF 电路含量的增加，两个独立设计系统带来的问题已开始影响设计师的生产力、产品上市时间和产品的质量。 为了解决这些问题，Mentor Graphics 公司已经开发出一种动态链接技术，它可以将 PCB原理图和版图工具与 RF 设计和模拟工具集成在一起，从而产生了一种新的解决方案，它可以克服传统的射频设计的缺点。 RF 感知感知(RF aware)PCB 设计设计 为保持 PCB 和 RF 设计间的设计意图，RF 设计工具必须理解 PCB 布局中面向层(lay
4、er-oriented)的结构，而 PCB 系统也必须理解 RF 设计环境中使用的参数化平面微波元件。 另一个关键问题是，PCB 系统将 RF 电路的版图构建成短路电路，这妨碍了对设计进行正确的设计规则检验(DRC)。对当今的复杂 RF 系统设计来说，功能上的 RF 感知 DRC 是设计方法学确保设计正确所必须的。 所有这些都对保持设计意图有帮助。保持设计意图非常关键，因为它是实现在工具集间设计数据的多次往返而不丢失信息的基础。 RF 设计是个反复的过程，需要采取很多步骤对设计进行调整和优化。过去，在真实的 PCB 设计背景下，进行 RF 设计非常困难。当当在 PCB 上实现经过优化的 RF
5、模块时，仍无法保证它仍工作在最佳状态。作为一种验证，需要对 PCB 实现进行电磁场分析(EM)。 图1：(a) 传统的RF设计流程；(b) 新的RF设计流程。这个设计流程存在好几个问题。首先，电路被当作简单的金属层几何图形进行模拟，所以RF 工具无法对金属层进行修改，无法把经优化的结果回送至 PCB 设计后仍拥有一个良好的 RF 电路。其次，EM 方案很耗时。 在新流程中，因为 PCB 工具和 RF 工具对设计意图有共识，所以电路可在工具集间传来送去而不会丢失设计意图。这意味着电路模拟(速度很快)和 EM 分析(当需要时)可重复进行，且可对每次电路修改的结果进行比对。这一切是在真实 PCB 环
6、境中完成的，包含了地平面、RF 电路的版图、导线、过孔及其它元件。 RF PCB 设计瓶颈设计瓶颈 RF PCB 设计瓶颈主要有以下几个。第一，由于 PCB 板上的每个 RF 模块可能已经被一个独立的 RF 设计小组设计出来，以及每个模块可以独立进行升级、演变和重利用，因此将整个电路作为一个整体来管理就变得至关重要，但在任何时候仍然把这些模块作为单独的电路元件进行存取。为了解决这个问题，原理图和版图工具必须扩展，以支持分层分组电路。通过这一方法，即使一个 RF 电路已经在 PCB 上布好，它仍然可以作为一个 RF 电路与其它模块放在一起，并可以连接到适当的 RF 设计小组进行分析。 下一个障碍
7、是如何设计地平面。在传统的设计流程中，采用 RF 金属来作为一个黑箱金属块，与地的间隔是手工完成的，因为过空要经过每一个地层。当 RF 电路更新后(这是一个频繁的操作)，裁掉的部分就必须手动修改以对应新的电路。对某些设计来说，仅这一编辑过程可能就要花几周的时间。 新的综合设计流程新的综合设计流程 RF 设计工具和 PCB 设计工具之间的综合一直以 ASCII IFF 格式文件的双向转换为基础。该格式虽能处理部分设计数据，但还远远没有实现无缝的反复综合。缺少库同步是致命的一个原因。 这种设计需求催生出了一个基于网络的工具间的通信，它在 RF 设计和系统级 PCB 设计间提供一个动态双向链接(图 1(b)。为支持并行工程处理，多个 PCB 工程师可同时使用同一个设计数据库，每人都能链接一个或多个模拟部分。现在，可以采用 RF 设计工具来设计RF 模块，并在恰当时候将其综合为系统级原理图和 PCB 的一部分，而不再像过去那样仅是个难以琢磨的黑匣子电路。在此阶段，可在任一环境中升级电路并模拟其效果。 将每个 RF 电路看作一组对象，以帮助维护可追溯性、版本管理和设计问题。因为设计意图得以保全，所以可实施任意多次的设计反复，而没有时间成本。此外，因为可以在真实系统级 PCB 环境中对 RF 模块进行模拟，所以应该更详尽地对其功能进行验证以帮助缩短设计周期。
