工具软件对产品设计技能的提高以及积累传承 Presentation Title 工具软件对产品设计技能的提高以及积累传承 Johnki Gui桂琼琪 Distribution Channel Sales Specialist Mentor Graphics FPO Dec. 2015

工作简历 2002～2003 Product Design Engineer 2003～2005 PCB Layout Engineer Presentation Title 2002～2003 Product Design Engineer 2003～2005 PCB Layout Engineer 2005～2006 Application Engineer 2006～2008 Technical Manager 2008～2010 Account Manager 2010～ Distribution Channel Sales Specialist 1，自我介绍 2，感谢黄主任，感谢文正学院给予这次机会和大家交流 3，肩负责任人 4，本次的主题

工具软件对产品设计技能的提高以及积累传承 Presentation Title 工具软件的定义及类型 计算机辅助设计CAD及发展历程 成功的产品设计的特性 工具软件如何辅助设计者进行产品设计 工具软件如何提高设计的技能 设计的积累及传承 交流互动 本次的主题展开 结合实际工程设计，电子设计产业展开，结合设计行业的一些普遍的设计软件展开 结合有限的经验,与大家分享,带领大家管中一窥设计行业

工具软件的定义及价值 工具软件是指在计算机上运行为专门目的而开发的自动化 或半自动化程序或系统。 Presentation Title 工具软件是指在计算机上运行为专门目的而开发的自动化 或半自动化程序或系统。 工具软件的最终目的是为了提高生产率和改善质量。

工具软件的类型 工具软件的种类繁多，通常可以分为： (1)项目管理工具 (2)配置管理工具 (3)分析和设计工具 (4)程序设计工具 Presentation Title 工具软件的种类繁多，通常可以分为： (1)项目管理工具 (2)配置管理工具 (3)分析和设计工具 (4)程序设计工具 (5)测试工具 (6)维护工具 (1)项目管理工具：支持项目管理活动的工具。通常，这类工具把重点放在特定的管理环节上，例如工作量、成本和工期估算以及项目调度计划等。 (2)配置管理工具：支持完成配置项标识、版本控制、变化控制、审计和状态统计等任务的工具。 (3)分析和设计工具：辅助建立软件的系统模型和设计的工具。分析和设计引擎将成为新一代分析设计工具，该工具可以对任何分析和设计方法进行定制，根据需要，支持特定的分析和设计方法。 (4)程序设计工具：包括常规的编码工具——编译程序、编辑程序、排错程序及第四代语言、应用程序生成器、数据库查询语言和面向对象(OO)程序设计环境等。 (5)测试工具：可以分为数据获取工具、静态分析工具、动态分析工具、模拟工具以及测试管理工具等。其中，静态分析工具通过对源程序的程序结构、数据流和控制流进行分析，得出程序中函数(过程)的调用与被调用关系、分支和路径、变量定义和引用等情况，发现语义错误。动态分析工具通过执行程序，检查语句、分支和路径覆盖，测试有关变量值的断点，即对程序的执行流行探测。另一类动态分析工具称为截获/播放工具。测试管理工具用以控制并协调软件测试的每一个主要步骤，进行回归测试，比较运行结果和期望输出之间的差异，并可实施程序的成批测试。 (6)维护工具：支持软件维护的工具。大致可分为逆向工程工具和再生工程工具。逆向工程工具对已经开发完成的源程序进行分析，抽取程序的系统结构、控制结构、逻辑流程、数据结构和数据流等信息，并生成分析和设计模型以及其它设计信息。再生工程工具用来支持重构一个功能和性能更为完善的、改进的软件系统。

工具软件对产品设计技能的提高以及积累传承 Presentation Title 工具软件的定义及类型 计算机辅助设计CAD及发展历程 成功的产品设计的特性 工具软件如何辅助设计者进行产品设计 工具软件如何提高设计的技能 设计的积累及传承 交流互动 本次的主题展开 结合实际工程设计，电子设计产业展开，结合设计行业的一些普遍的设计软件展开 结合有限的经验,与大家分享,带领大家管中一窥设计行业

计算机辅助设计(CAD) Presentation Title 计算机辅助设计（Computer Aided Design）是指使用计算 机而不是传统的绘图板来进行各种项目的设计和工程制图 。

计算机辅助设计(CAD)发展历程 Presentation Title 20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出 现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术 。60年代初期出现了CAD的曲面片技术，中期推出商品化的 计算机绘图设备。70年代，完整的CAD系统开始形成，后期 出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游 标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技 术的发展。 80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器 和存储器件的出现，工程工作站问世，CAD技术在中小型企 业逐步普及。

计算机辅助设计(CAD)发展历程 Presentation Title 80 年代中期以来，CAD技术向标准化、集成化、智能化方 向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出， 为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促 进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现 了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造 系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在 CAD中的应用，极大地提高了CAD系统的性能；人工智能和 专家系统技术引入CAD，出现了智能CAD技术，使CAD系统的 问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。

计算机辅助设计(CAD)基本技术 交互技术 Presentation Title 交互技术 在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。交互式cad系统， 指用户在使用计算机系统进行设计时，人和计算机辅助设计。机器可以及时地交换信息。采用交互式系统，人们可以边构思 、边打样、边修改，随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果，非常直观。 图形变换 图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来；对图形作平移、旋转、缩放、透视变换 ；通过矩阵运算来实现图形变换。 实体造型 实体造型技术(Solid Modeling)是计算机视觉、计算机动画、计算机虚拟现实等领域中建立3D实体模型的关键技术。实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息并存于计算机内，由计算机生成具有真实感的可视的三维图形的技术。 可定制性开发 系统组成 通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础，主要设备有：计算机主机，图形显示终端，图形输入板，绘图仪，扫描仪，打印机，磁带机，以及各类软件。 工程工作站 工程工作站一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系统。它有较强的计算能力，用规范的图形软件，有高分辨率的显示终端，可以联在资源共享的局域网上工作，已形成最流行的cad系统。 个人计算机 个人计算机（pc）系统价格低廉，操作方便，使用灵活。80年代以后，pc机性能不断翻新，硬件和软件发展迅猛，加之图形卡、高分辨率图形显示器的应用，以及pc机网络技术的发展，由pc机构成的cad 系统已大量涌现，而且呈上升趋势。 图形输入输出 作用： 除了计算机主机和一般的外围设备外，计算机辅助设计主要使用图形输入输出设备。交互图形系统对cad 尤为重要。图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐标送入计算机。 常见设备： 常见的输入设备有键盘、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球、鼠标器、图形输入板和数字化仪。 设备分类： 图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类： 软拷贝设备指各种图形显示设备，是人机交互必不可少的； 硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备，它把屏幕上的图像复印出来，以便保存。 常用的图形显示有三种：有向束显示、存储管显示和光栅扫描显示。 有向束显示应用最早，为了使图像清晰，电子束必须不断重画图形，故又称刷新显示，它易于擦除和修改图形，适于作交互图形的手段。 存储管显示保存图像而不必刷新，故能显示大量数据，且价格较低。 光栅扫描系统能提供彩色图像，图像信息可存放在所谓帧缓冲存储器里，图像的分辨率较高。 CAD软件 除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外，cad主要使用交互式图形显示软件、cad应用软件和数据管理软件3类软件。 交互式图形显示软件用于图形显示的开窗、剪辑、观看，图形的变换、修改，以及相应的人机交互。 cad 应用软件提供几何造型、特征计算、绘图等功能 ， 以完成面向各专业领域的各种专门设计。构造应用软件的四个要素是：算法 、数据结构、用户界面和数据管理。 数据管理软件用于存储 、检索和处理大量数据，包括文字和图形信息。为此，需要建立工程数据库系统。它同一般的数据库系统相比有如下特点：数据类型更加多样，设计过程中实体关系复杂，库中数值和数据结构经常发生变动，设计者的操作主要是一种实时性的交互处理。 CAD系统的类型 （1）信息检索型CAD系统[3]  主要用于设计已定型的标准化和系列化程度很高的产品。其工作原理是将已定型的产品的标准化图纸变成图形信息存入计算机。设计时根据订货要求输入必要的信息，在计算机进行必要的计算以后，自动检索出最佳的标准图形。 （2）人机交互型CAD系统[3]  人机交互型CAD系统的工作原理大体是：由设计者根据自己的知识和经验确定并描述出设计模型，再由计算机对与之有关产品的大量资料进行检索，并对有关数据和公式进行高速运算；通过草图和标准图的显示，设计者运用长期工作中积累的经验对其进行分析，用键盘或者鼠标等输入装置，人机对话式地直接对图形进行实时修改，计算机根据指令作出响应，重新组织显示，反复循环，逐步完善。 （3）智能型CAD系统[3]  在现阶段，人工智能的应用主要是以专家系统的方式来体现的，即把专家系统与原CAD系统有机地结合在一起。专家系统是一种使计算机能够运用专家的专门知识和推理、判断能力进行设计工作的计算机软件系统。在智能型CAD系统中，专家系统承担需要依靠知识和经验作出推理的判断工作，主要有设计过程决策（解决设计思路问题），设计技术决策（解决设计中遇到的具体技术问题的决策）和各种结果评价等。而一些可以用数学模型来描述的问题则由通常的CAD辅助设计系统来解决。[3] 

现代CAD系统的基本功能 设计组件重用(Reuse of design components) Presentation Title 设计组件重用(Reuse of design components) 简易的设计修改和版本控制功能(Ease of design modification and versioning) 设计的标准组件的自动产生(Automatic generation of standard components of the design) 设计是否满足要求和实际规则的检验(Validation/verification of designs against specifications and design rules) 无需建立物理原型的设计模拟(Simulation of designs without building a physical prototype) 装配件(一堆零件或者其它装配件)的自动设计 工程文档的输出，例如制造图纸，材料明细表(Bill of Materials) 设计到生产设备的直接输出 到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出 工具的熟练使用对于设计能够事半功倍！ 提供非常好的一种生存技能。

电子设计产业中的一些工具软件介绍 CAD(Mechanical Design) Presentation Title CAD(Mechanical Design) AutoCAD Soliderworks ProE UG CATIA CAM (computer Aided Manufacturing) 计算机辅助制造 数控机床 CAE(Computer Aided Engineering) 计算机辅助工程 用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。而CAE软件可作静态结构分析，动态分析；研究线性、非线性问题；分析结构（固体）、流体、电磁等。 CAD/ CAM / CAE统一集成在同一款大型软件上的趋势。 Mentor Graphics Mechanical Analysis 工具 MAD

EDA 电气连接特性的引入 EDA IC Design System Design Synopsys Mentor Cadence Presentation Title 电气连接特性的引入 EDA IC Design Synopsys Mentor Cadence System Design PADS / Xpedition / Board Station / Hyperlynx / Valor Orcad / Allegro / SpecctraQuest / Sigrity / Pspice Altium Protel / Altium / P-CAD Zuken CADstar / CR-5000 … CAM 350 DFM MSS 电气连接特性的引入是与传统CAD的最大区别

工具软件对产品设计技能的提高以及积累传承 Presentation Title 工具软件的定义及类型 计算机辅助设计CAD及发展历程 成功的产品设计的特性 工具软件如何辅助设计者进行产品设计 工具软件如何提高设计的技能 设计的积累及传承 交流互动 本次的主题展开 结合实际工程设计，电子设计产业展开，结合设计行业的一些普遍的设计软件展开 结合有限的经验,与大家分享,带领大家管中一窥设计行业

成功的产品设计的特性 Presentation Title 功能实现 品质控制 可生产性 可继承性

功能实现（原型验证、工程样机） 产品架构分析 设计思想的可视化（图形化） 仿真分析 全流程 最低要求的设计规则定义及遵循 软件 硬件 外形 Presentation Title 产品架构分析 软件 硬件 外形 设计思想的可视化（图形化） 框架示意图 代码 图形符号 电路逻辑互连符号 仿真分析 原理分析 全流程 版本控制 工程变更控制 最低要求的设计规则定义及遵循

品质控制 区别与同类产品 仿真分析 全流程 更加严格的设计规则和设计约束的遵循 可靠性 耐用性 运行速度 设计冗余、设计裕量 信号质量分析 Presentation Title 区别与同类产品 可靠性 耐用性 运行速度 设计冗余、设计裕量 仿真分析 信号质量分析 全流程 版本控制 工程变更控制 更加严格的设计规则和设计约束的遵循

可生产性 装配简易，维护方便 与企业物料系统数据库的衔接，BOM清单 DFF及生产工艺 DFM及装配工艺 DFT Presentation Title 装配简易，维护方便 与企业物料系统数据库的衔接，BOM清单 DFF及生产工艺 DFM及装配工艺 DFT

可继承性 Presentation Title 可复制性 可移植性 可继承性 产品进化，精益求精

工具软件对产品设计技能的提高以及积累传承 Presentation Title 工具软件的定义及类型 计算机辅助设计CAD及发展历程 成功的产品设计的特性 工具软件如何辅助设计者进行产品设计 工具软件如何提高设计的技能 设计的积累及传承 交流互动 本次的主题展开 结合实际工程设计，电子设计产业展开，结合设计行业的一些普遍的设计软件展开 结合有限的经验,与大家分享,带领大家管中一窥设计行业

工具软件如何辅助设计者进行产品设计 设计流程的定义 设计输入 规则定义，约束定义 人机交互设计（交互或全自动） 规则验证 设计输出 Presentation Title 设计流程的定义 设计输入 规则定义，约束定义 人机交互设计（交互或全自动） 规则验证 设计输出

设计流程的定义 基本遵循工程的先后顺序制定设计流程 设计输入 PCB设计 原理验证 PCB验证 设计输出 信号仿真验证 设计约束及规则定义 Presentation Title 基本遵循工程的先后顺序制定设计流程 设计输入 原理验证 设计约束及规则定义 PCB设计 PCB验证 信号仿真验证 DFF验证 设计输出

设计流程的改善 设计步骤的左移会带来更快的设计流程 设计输入 PCB设计 原理验证 PCB验证 设计输出 信号仿真验证 设计约束及规则定义 Presentation Title 设计步骤的左移会带来更快的设计流程 设计输入 原理验证 设计约束及规则定义 PCB设计 PCB验证 信号仿真验证 DFF验证 设计输出

设计输入 统一库文件定义 高级编程语言 图形符号 表格输入 VHDL / Verilog HDL / C Presentation Title 统一库文件定义 高级编程语言 VHDL / Verilog HDL / C 图形符号 表格输入

设计环境的搭建 Presentation Title 设计环境 规则定义，约束定义 人机交互设计（交互或全自动） 规则验证 设计输出

规则定义，约束定义(Design Rules) Presentation Title 现代的设计都是受限于规则Rules Drive 安全规范 生产工艺的限制 电气特性的要求 高速信号的要求 EMC / EMI 控制

人机交互设计 Presentation Title 界面GUI 界面友好性 易于学习 操作便携 核心算法 引导式，人工智能交互操作

规则验证(DRC) Presentation Title 与设计输入的交互验证LVS 与设计规则的交互验证DRC

设计输出 BOM 工程图纸 生产数据---Gerber、ODB++ 装配数据 后续流程数据(DFF,DFM) 保护设计产权 Presentation Title BOM 工程图纸 生产数据---Gerber、ODB++ 装配数据 后续流程数据(DFF,DFM) 保护设计产权

工具软件对产品设计技能的提高以及积累传承 Presentation Title 工具软件的定义及类型 计算机辅助设计CAD及发展历程 成功的产品设计的特性 工具软件如何辅助设计者进行产品设计 工具软件如何提高设计的技能 设计的积累及传承 交流互动 本次的主题展开 结合实际工程设计，电子设计产业展开，结合设计行业的一些普遍的设计软件展开 结合有限的经验,与大家分享,带领大家管中一窥设计行业

工具软件如何提高设计的技能 设计流程的掌握 规则的理解及定义量化 人机交互设计的引导 利用工具软件的Tips 利用工具的Wizards Presentation Title 设计流程的掌握 规则的理解及定义量化 人机交互设计的引导 利用工具软件的Tips 利用工具的Wizards 典型的图标说明及示例 实践，试验 最新的iphone6带有Tips

工具软件对产品设计技能的提高以及积累传承 Presentation Title 工具软件的定义及类型 计算机辅助设计CAD及发展历程 成功的产品设计的特性 工具软件如何辅助设计者进行产品设计 工具软件如何提高设计的技能 设计的积累及传承 交流互动 本次的主题展开 结合实际工程设计，电子设计产业展开，结合设计行业的一些普遍的设计软件展开 结合有限的经验,与大家分享,带领大家管中一窥设计行业

设计的积累及传承 技能技巧的积累 设计资源的积累（设计的库文件） 安全规范，设计约束 功能模块的划分定义 设计的可复制性，可移植性 Presentation Title 技能技巧的积累 设计资源的积累（设计的库文件） 安全规范，设计约束 知其然，知其所以然 对同类产品具有非常大的参考意义 对生产工艺，装配工艺具有指导意义 功能模块的划分定义 设计的可复制性，可移植性 设计复用Reuse 产品定义阶段 原理图阶段 PCB阶段 可测试性阶段

团队设计 Presentation Title 集合团队的优势资源 协作换取更高品质 更短的设计周期

工具与设计 软件的易用性 软件设计流程的通用性 软件设计性能的核心---功能 软件设计与实际生产的结合性 设计启承产品的定义和思想，具体实现 Presentation Title 软件的易用性 软件设计流程的通用性 软件设计性能的核心---功能 软件设计与实际生产的结合性 设计启承产品的定义和思想，具体实现 设计又控制后续的所有生产制造

工具与设计 了解工具---工欲善其事，必先利其器 了解设计，具有设计技能，你就能掌控设计，你就能掌控 更多资源！ Presentation Title 了解工具---工欲善其事，必先利其器 了解设计，具有设计技能，你就能掌控设计，你就能掌控 更多资源！

Presentation Title Thank you