一、Altium系列软件发展历程

　　1985年，Dos版Protel Tango诞生;

　　1991年，Protel for Widows;

　　1999年，Protel99构成从电路设计到 板级分析的完整体系;

　　2000年，Protel99se性能进一步提 高，可以对设计过程有更大控制力;

　　2004年，Altium Designer一体化电 子设计环境，将传统的EDA工具推向了全 新的发展阶段;

　　2006年，Altium Designer 6推出，集 成了更多工具，使用方便且功能更强大;

　　2009年，Altium Designer Summer09 推出，令高速复杂板级设计、FPGA设计和 嵌入式软件设计构建了一体化平台，如 图1所示。

　　二、详细内容

　　1.ECAD-MCAD设计集成

　　随着电子产品及其创建流程的不断 发展，电子设计和机械设计两个根本不同的领域间需要协调合作。在当今市场，保持竞争力意味着要使用统一的设计流 程，实现设计数据跨电子、机械领域的平稳流动。

　　电子技术更快速的发展推动了对变革的需求，一系列的革新进程改变了我们创建电子产品的根本流程。产品开发团队 面临的新挑战，就是如何在管理这些相互依赖度越来越高的流程的同时，满足生产 工期要求。

　　在引入低成本微处理器带来的电子革命后，下一步就是将产品功能和硬件引入到软件领域。软设计概念的出现模糊了设计领域间的界线，打开了开发更智能产 品的大门，使用更少的器件和正确工具，在更短时间内开发出产品。最终结果是产 品尺寸不断缩小，提供的功能不断增强， 但产品开发流程却给开发团队带来了新的 设计挑战。

　　随着更多设计元素转入软领域，设计 中的哪种部件要在软件、硬件或真正的软 硬件中运行，要在电子设计所有阶段间有高层交互后才能做出决定。在传统产品开 发设计流程中，设计信息往往在根本不同 的应用间传递，无需有效设计流程所必须 的设计交互和统一数据管理。

　　在平台级将所有元素集成在一起，统 一电子开发流程，创建电子设计流所有阶 段实现真正设计交互和合作所需的环境。

　　通过将单一应用中所需的流程一体化，统一的电子开发系统可共享设计数据，对设 计信息进行全局管理。设计各阶段间无缝 的信息流带来了灵活、交互和创新的设计 方法，支持硬件和软件之间流动的区分。 统一电子产品开发系统带来的效率和 高层设计协作，延伸到了从概念到制造的 所有设计流层次。设计信息和数据的集中 控制，让产品开发流程涉及的所有人员都可以通过沟通、协作的方式工作，包括文档处理、部件管理和制造阶段。

　　从更广的范围来看，有效设计协作 甚至延伸到了电子设计之外。产品开发 演变中越来越重要的部分就是设计的电 子和机械方面的交互，更小、更多功能 包的不断出现促使二者在物理上和开发 上紧密相连。简言之，现在封装不再是一个简单的容器，而是产品紧密集成的一个部件。

　　2.融合ECAD-MCAD的设计

　　现在，产品的封装比以前更重视内部 电子部件的物理特性，电子装配实际上是板卡设计必须留出封装设计的物理和功能 余量。设计流程间越来越多的相关性，顺 应了电子产品开发的整个趋势，以前独立 的设计流程阶段现在必须实现有效交互。 从设计输入到制造的各阶段，需要支持开发阶段各层次间协作的工具和流程，才能 保持市场竞争力。

　　因此，有效跨越机械和电子设计流程 间的障碍，对实现合作和成功的产品开发十分重要。然而，除了简单地把原始尺寸 和位置数据从ECAD传递到MCAD环境外，还 需要使用设计工具在这些领域间实现综合3D数据的双向流动。在ECAD领域，需要从 MACD环境导入并无缝集成3D组件数据，然后将板卡装配完整准确的3D表示传回MCAD 域，如图2、图3所示。

　　这种高层流程也可以在产品开发初 期就把综合的、包含组件的板卡数据传递 到机械设计环境中，以进行ECAD-MCAD协 同设计。此外，在MCAD设计阶段无需原 型板卡装配图，进一步提高了设计流程的 效率。通过综合的3D数据交换，即使板卡 仍然在ECAD环境中布线，机械设计师也能 获得全部的尺寸信息。

　　为了充分使用这一功能，除了让设计 系统进行MCAD和ECAD的融合外，至少要求在组件级支持3D建模的电子设计系统。该功能和xx3D设计数据的导出工具，支 持机械和电气环境之间的交互，并提高了 MCAD-ECAD协同设计的效率。

　　3.电子一体化设计流程

　　Altium通过高级的3D系统扩展了这一功能，设计工程师能够开发和交换准确的3D建模信息，实现与产品设计的机械方面的顺利连接。现在，Altium Designer 通过已建立的IGES格式导入3D组件型号数据，在{zx1}发布的版本中，则使用新改进的STEP格式。

　　使用Altium Designer的3D PCB viewer 和综合的设计数据导出功能，以IGES或 STEP文件将完整的3D装配传递到MCAD环 境，系统可进行ECAD和MCAD间的高度集成。因为准确的3D设计数据可随时在这些 域间进行交换，这样，MCAD设计师可以在更早阶段开始机械设计，甚至与电子设计流程并行进行，即ECAD-MCAD协同设计。 最终结果是在MCAD和ECAD之间实现 新层次的效率和协作，从而简化机械设计 流程、提高产品质量，并为从最初的概念到制造的整个电子产品开发流程带来更高的效率。

　　对那些熟悉传统2D空间的设计输入 和板卡设计的工程师来说，现在考虑采用3D设计空间及其与整个制造链的关系十分 重要。电子设计系统能够显示、交换并处 理3D渲染对象，这不只是一个不错的附 加功能，随着设计在更高的层次融合与合 作，它已经成为电子产品开发流程内在的一个重要部分，并将在未来起到越来越重 要的作用。

　　4.新一代STEP模型数据

　　STEP格式(产品型号数据交换标准)，最初是为取代IGES图形交换规范而引入的。

　　作为国际标准规范ISO 10 303，STEP格式经 过了一系列开发阶段。它是独立于系统的多层格式，可提供机械和电子系统间丰富的数 据信息交换。现在各种流行的MCAD应用都支 持STEP导入和导出功能。

　　对于Altium Designer，这意味着现在 MCAD环境中支持高度准确和综合的3D模型 数据流。在Altium Designer版本中，STEP 3D格式的组件型号数据可直接导入到 Altium Designer PCB 3D库文件中。3D型号可通过与封装和仿真型号相同的方式，与原理图组件相联系。然后，通过PCB编 辑器的View菜单启动Altium Designer的3D Viewer，进行板载组件的可视化xx 装配。3D Viewer也能以STEP文件的方式导出完整的板卡装配图，引入ECAD-MCAD设计流程，以交互合作的方式与机械设计师一起工作。在整个导入/可视化/导出流程 中，STEP组件数据都以STEP格式保存，以保障机械数据尺寸的 完整性，如图4所示。

　　与STEP模型支持协调工作，也可以使用组件体对象在Altium Designer内定义3D组件形状，这在STEP模型不存在或不需要某个 特定组件的准确机械型号时十分有用。

　　Altium Designer可直接从电子设计系统提供板卡准确的3D 表示，让机械设计师可以更早地开始机械设计，并且与电子设 计并行。这也简化了电子-机械设计流程，缩短了生成准确机械 板卡数据所需的时间。这意味着设计团队可以更紧密地合作， 在整个电子产品开发过程中取得更大效率。

　　5.PCB显示功能增强

　　Altium Designer的PCB显示功能的增强，让工程师能够利用 DirectX功能来自定义和配置2D和3D的显示模式，并能在3D视角下洞察和编辑焊盘与过孔以及在表层和内层孔，如图5所示。

　　不论用户是板级布局专家还是嵌入式工程师，清楚地认识所做的事情将更加节省时间，有助于将设计做到{zh0}。

　　PCB显示功能的增强包括大量的新对话框和面板，例如，最 新的板层和颜色设置对话框，可以通过菜单“Design”→“Board Layers and Colors”或快捷键“L”来访问此对话框。另外，PCB 显示功能还包含了大量的快捷键和工具条，以在不同的视图间放 大或旋转用户的设计。

　　6.3D显示面板

　　Altium Designer增加了一个新的PCB编辑面板——3D显示面板，它提供了三种同步显示的3D图形，包括A-A横截面、B-B横 截面和一个通用功能的3D板级洞察，如图6所示。另外，在这里 用户还可以定义透明度。

　　可以创建、保存和重载2D/3D显示配置，并可在用户的工作 区中的不同板子进行不同的显示。提供对于显示的最终控制， 并允许多个PCB以不同的显示配置来打开。显示配置可以存储在 PCB中，也可以作为一个文件移植到其他装有Altium Designer 的PC机里。

　　7.3D显示配置

　　用户可以通过3D显示配置来设置工作区的颜色和板子铜皮 的颜色，可以为阻焊层、层堆栈和丝印层设置透明度和颜色。通过附加选项“show component bodies”，来使用库中合适的3D 模型。当添加元件体到PCB库的封装中时，可以设置它在3D显示 中的颜色，如图7和图8所示。

　　主窗口可以同时以2D和3D的方式显示，用户能够在2D和3D间 进行切换，使用快捷键“3”可以将一个2D视图切换到上个3D视 图;按快捷键“0”拉平，在这种情况下为旋转3D视图，以便观察 板子;“Shift + right click + drag”可以旋转3D视图。在观察3D之前，必须确保PCB Preference里的DirectX功能被使用。

　　Altium Designer包含支持SpaceNavigator(一种来自3D连接的3D鼠标)的驱动。当结合PCB时，可以自由地直接显示并允许用 户在可视化3D世界浏览其设计，如图9所示。

　　三、结束语

　　随着电子产品尺寸的不断缩小、生产周期的缩短以及电子 业向软电子设计方向发展，在所有设计流程之间有效共享信息变 得十分关键。Altium Designer统一产品开发环境，从根本上提供 了该功能，能够在一个单一的环境中完成电子设计所有阶段的硬 件、可编程硬件和嵌入式软件。