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用于PCB版图审查的Python脚本子系统设计与实现

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第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的目的和内容

1.4 本章小结

第二章 系统相关技术综述和PLV概述

2.1 数据库技术介绍

2.2 脚本语言与Python

2.3 其它相关技术概述

2.4 PLV审查系统平台

第三章 需求分析

3.1 数据库的支持

3.2 脚本编辑器系统

3.3 脚本解释运行器系统

3.4 非功能性的需求

3.5 系统开发要求

第四章 Python脚本系统的设计与实现

4.1 总体设计

4.2 数据库的设计与实现

4.3 编辑器系统的设计与实现

4.4 解释运行器的设计与实现

4.5 小结

第五章 系统测试

5.1 界面和流程测试

5.2 功能测试

5.3 性能测试

5.4 安全测试

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 研究结论

6.2 研究展望

参考文献

致谢

作者简介

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摘要

随着电路板上器件的密度不断增大、信号的速度不断提高,为电路板的审查带来巨大挑战。根据摩尔定律,单位面积上可集成的器件每18个月数量提高一倍、性能提升一倍。即意味着,电路板上的器件密度和布线密度不断增大,层数也在不断增多,体积却在不断变小。这些器件越来越密集、速度越来越快的电路板都为板级的设计与审查带来了巨大困难。通过传统的人工审查方式已经不切合实际。大量的审查工作需要EDA软件的辅助来完成。目前主流的EDA软件虽然都有种类繁多的审查规则,但仍然无法满足每个开发者的需求。而且,每个开发者的审查理论方法也是不尽相同的。拥有先进审查理论的团体和个人由于技术保密原因,也不会在传统的EDA中共享自己的理论。所以,如何实现开发者可以方便快捷地自定义审查规则,成为当前亟待解决的问题。
  对于规则的开发来说,使用高级语言可以使开发者不必过于关注软件的底层实现,只需着重理论方法研究即可。机器不能直接运行高级语言,使用高级语言编写的软件需要翻译成机器语言才能在机器上执行。翻译方式有两种:一种是编译,一种是解释。编译的方式要比解释的方式运行效率高,而解释的方式要比编译的方式简单、方便、快捷。对于需要编码的硬件工程师来说,显然第二种翻译方式是合适的。脚本语言大部分正是解释运行型而非编译运行型,在完成脚本语言代码的编写工作后,可以在解释器中直接运行代码。这样大大简化了软件开发过程,节省了成本和时间。Python脚本语言不仅是解释运行型语言,它还是可嵌入型语言。同时,Python脚本的底层实现是C语言,这为Python嵌入C/C++开发的软件带来了方便。
  针对上述问题和现状,本文经过对Python脚本扩展和嵌入方法的研究,提出了一种在PLV(PCB Layout Verify)系统中扩展嵌入的Python脚本子系统的详细设计方法。PLV是一款电路板设计审查软件。Python脚本系统不仅嵌入到PLV软件中,而且PLV软件暴露底层单步审查函数来扩展Python系统。这样,规则开发者就可以使用Python语言来调用底层函数实现自己的审查规则。另外,在本系统中为了方便管理、存储和共享脚本规则,设计了基于Client/Server架构的本地数据库和服务器数据库。服务器数据库不仅可以存储管理脚本,还能够实现脚本在一个课题组或者一个部门内共享。而本地数据库存储的是本机使用者的审查规则。
  在文章的最后阶段中,设计了具有代表性的测试方案与实例。测试的结果表明,开发者可以很简便地在本系统中编辑规则脚本,并且顺利执行审查,得到正确的审查结果。得到这样结果的意义是,实现了审查规则可制定,制定规则简易,审查结果精度较高的目的。

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