PCB基板测试数据提取与图形重绘

刘国敬，田洪涛，霍 杰，宋婉贞

(中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京101601)

目前电子设计CAD软件品种繁多，如Pads，Protel，Cadence，Mentor 等 多 达 20 几 种 ，但所有的CAD设计软件都可以生成Gerber文件[1]，我们将 Gerber文件导入 CAM 350PCB测试制作软件导出可解析的IPC-D-356A格式文件。IPC-D-356A格式文件是一种有特定排列格式的数据文件，这种数据格式可以使测试数据变得单一化，通过对IPC-D-356A数据文件的解析，可以重画测试板的走线和焊盘点，实现其功能。

1 IPC-D-356A数据文件解析

1.1 头信息解析

一般包括文件头和文件体两部分，信息第一列是以“P”开头，单位参数信息区最重要。参数信息区表示的含义见表1。

1.2 主体部分信息解析

数据文件的每一行都是由80个字符组成，各列的解析[2]见表2。

表1 头文件解析

主体部分信息解析举例说明：

解析：本焊盘是通孔，属于名称为$Net118的网络，含有中间层，内孔径7000 mm(280英寸),外孔径为12500 mm(500英寸)，焊盘坐标位置为（45054，65050）。

2 IPC-D-356A数据文件的转换

将Gerber文件导入CAM 350PCB测试程序制作软件导出我们可解析的IPC-D-356A格式文件。根据IPC-D-356A文件提供的数据信息，可以从中抽取出以327开头的焊盘信息文件*.Net，以099开头的测试点信息文件*.Pad，以378开头的走线信息文件*.Drw，以379开头的相邻网络信息文件*.Adj和记录网络名称信息的文件*.Id。用以上生成的5个过渡文件，根据不同的测试需求便可以生成PCB测试所需要的开路测试文件，短路测试文件，电容测试文件。

2.1 Net文件

从IPC-D-356A中抽取以327开头的焊盘信息生成*.Net文件格式规定为：

其中：SD 面信息（01：上层 02：底层 00：通孔），x、y中心点坐标，ID指所属网络号与 *.ID文件中的名称相对应，DX、DY、D组合含义有三种：

表2 主体部分信息解析

（1）DX、DY有数据，D为空白：方形焊盘。

（2）DX、D有数据，DY为空白：圆形通孔焊盘，其中DX为外孔直径，D为内孔直径。

（3）DX有数据，DY、D为空白：圆形焊盘，DX为焊盘直径。

2.2 Drw文件

从IPC-D-356A中抽取以378开头的走线信息生成*.Drw文件格式规定如下：

其中：$Net0=3指属于$Net0网络的线有三条，01指上层走线，02下层走线80线宽，后面数据指线条的起始坐标。

2.3 ID文件

记录网络名称信息的*.Id文件格式规定如下：

这是一个过渡文件，1=$Net0含义指名称为$Net0的网络在*.Net、*Pad和 *.Adj文件中ID用标号1来代替，$Net24用标号4来代替。有时很多中间层网络对我们生成测试文件和绘图来说是不必要的，这时网络与标号之间的对应关系就错开，这个文件的显著作用就体现了。

2.4 Ad j文件

从IPC-D-356A中抽取以379开头的相邻网络信息生成*.Adj文件格式如下：

其中：Num1=1 2 3 4 5的含义：指$Net0与$Net1，$Net0与$Net2，$Net0 与$Net3，$Net0 与$Net4，$Net0与$Net5是相邻网络（1 2 3 4 5对应*.ID中的网络名称）。

2.5 Pad文件

从IPC-D-356A中抽取以099开头的测试点信息生成*.Pad文件格式如下：

Pad文件是PCB测试中生成开路测试文件，短路测试文件，电容测试文件的基础，所有测试文件的信息都是基于*.Pad文件生成的。

3 PCB基板的图形重绘

PCB图形还原是利用解析以上5种格式的文件，通过软件编程[3]重画测试板的走线和焊盘点，用于PCB测试中选择基准点和错误查看等功能，利用焊盘和走线信息便可以实现PCB图形还原，以$Net2举例说明（见图1）：

$Net2网络的焊盘数据信息（由*.ID文件中可知 3=$Net2）：

$Net2网络的走线数据信息：

图1 $Net2网络图形还原示例图

4 图形重绘在PCB测试中的应用

完整PCB板的图形还原[4]在PCB测试系统可以实现选择基准点，错误查看以及坏点重测等功能。如图2所示。

5 结 论

本文所介绍的IPC-D-356A文件解析与PCB图形重绘的方法已成功应用于PCB基板测试系统中，经过一年多的实际使用，运行结果表明此方法能够准确的进行IPC-D-356A文件解析和PCB图形重绘，为PCB测试中选择基准点和错误查看提供了可靠保障。

图2 完整pcb测试板选择基准点功能

[1]沈精虎.电路设计与制作-Protel99SE详解[M].北京：人民邮电出版社，2003.

[2]美国netlist格式标准.IPC-D-356A详解[Z].英文版[DB/CD]，2004.

[3]杨晓鹏.Visual C++6.0实用编程技术[M].北京：中国水利水电出版社，2005.

[4]孙 鑫.VC++深入详解[M].北京：电子工业出版社，2006.