隨著電子技術的迅猛發展，大量企業引入了電子自動化設計(Electronic Design Automation，EDA) 工具，從而也引發了企業對于日益增加的EDA數據的管理需求。一些EDA廠商給出了文件管理系統，但其功能只能算是數據存儲管理，依舊沒有解決EDA系統“信息化孤島”的問題，EDA 數據也并不能在企業中實現共享。同時，雖然產品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM) 提供了一個數據管理集成框架，其管理范圍已經擴展到了產品全生命周期的信息管理。但是，目前的PLM系統還是主要應用在機械行業中，與CAX(CAD/CAM/CAE/CAPP)軟件的集成比較成熟，而對EDA工具的集成還不夠完善，在電子行業的應用也并不普及，而且對制造考慮得很少。

　　筆者在本文中，將主要從數據集成層面進行研究，通過對EDA數據特點進行分析研究，實現EDA系統與PLM系統的數據共享。以期提高系統運行效率，縮短產品開發周期，提高生產效率。

　　一、系統集成需求

　　EDA系統的產品結構、文件、文件數據，以及它們之間的關系和屬性，都需要PLM系統進行集成管理。

　　其中，產品結構集成包括組成產品的零件，如電路板、元器件及機械裝配件和輔助材料;文件集成的三個對象為：電子產品對象、圖檔對象和數據對象。在這里，不僅要在PLM系統中創建這三個對象的屬性信息，而且要建立該三個對象的組織關系。因為元器件數據信息對于EDA設計至關重要(一方面設計師希望在PLM系統中看到元器件信息，另一方面采購部門需要準確的元器件清單)，所以需要從元器件層面將元器件信息集成保存到PLM系統中。又因為企業有著惟一的元器件庫，所以在元器件集成時必須保證元器件的準確。綜上需求，以產品結構樹為中心可建立關系類模型，如圖1所示。其中產品、部件、零件、材料和輔料組成產品結構樹，圖樣和其他相關文件與產品零部件之間相關聯，數據文件則與文檔對象相關聯。

　　二、系統集成模式框架

　　1.集成模式分析

　　集成模式需要考慮健壯性、靈活性、可擴展性、安全性、易用性和實現的難易度等問題。系統集成根據集成程度分為三種：應用封裝模式、接口模式和緊密集成模式。其中，接口模式是高層次的集成模式，能夠通過接口程序破譯產品內部的相互關系，自動生成PLM的產品結構樹。也可以從PLM的產品結構樹中提取最新的產品結構關系。當然，因為接口模式可以實現信息交互，就使得整個結構比較靈活。通過多種開發語言均可與PLM系統實現集成，對于不同的EDA軟件，只需要對EDA二次開發的程序稍作改動就可以。該方法較緊密模式開發難度低許多，而自動化程度又比應用封裝模式好，故本文采用接口模式開發PLM與EDA的接口。

　　2.集成框架

　　基于接口模式，EDA與PLM集成框架如圖2所示，主要分為三個模塊：EDA系統、接口模塊和PLM系統。接口模塊在兩個系統中起著傳遞信息的橋梁作用。一方面對于EDA系統所產生設計數據文件的標題欄信息及圖紙路徑，通過接口模塊將其檢入到PLM系統中，另一方面也可以通過接口模塊，將設計數據從PLM系統中檢出，并在EDA系統中打開。

　　三、系統集成方案與技術

　　1.EDA 文件集成方案

　　EDA系統有兩種文件存儲方式。一種是電路原理圖或印刷電路板圖等電路設計文件，以單獨文件的形式存在。該設計文件包含圖形文字信息和文件名稱、代號、圖樣大小和文件描述等信息。另一種是以一個工程文件來鏈接整個項目的各種文件。工程文件又有兩類，一類只能以工程方式在EDA系統中打開，另一類工程文件中的電路原理圖和印刷電路版圖等文件可以單獨打開。根據EDA文件特點，文件集成方案如圖3所示。

　　(1)文件檢入。首先，操作者進行接口模塊登錄，建立起PLM與EDA之間的通信。然后利用EDA軟件的API接口進行二次開發，通過相關函數，提取圖樣圖號、名稱和項目代號等標題欄信息。利用XML技術作為橋梁，將標題欄信息與圖樣名稱、保存路徑等圖樣信息一起發送給PLM的對應模塊。通過編碼系統獲取圖樣編碼后，利用PLM系統的二次開發函數創建或更新文檔對象。最后將設計圖樣存儲在PLM系統的文件倉庫里，如果文件類型為工程文件夾的類型，則需要將整個工程進行打包檢入。

　　(2)文件檢出。通過EDA軟件向接口模塊發出打開圖樣請求，接口彈出PLM系統文檔管理視圖，可選定需要的圖樣對象，此時PLM鎖定系統中對應的圖樣對象為只讀，以保證編輯該圖樣人員的惟一性。同時，系統將圖樣對象下載到本地，接口將文件路徑發送給EDA 軟件，并在EDA軟件中打開。

　　2.元器件集成方案

　　元器件集成方案如圖4所示，其中共享元器件庫由EDA系統提供商提供或者由企業自行建立，通過局域網進行共享，并且在企業中是確定唯一的，庫中元器件具有幾何信息。而PLM系統元器件信息庫只存儲元器件信息，其中元器件對象只包含屬性信息，如封裝形式和規格型號等。

　　元器件信息在共享元器件庫與元器件信息庫中必須保持一致。這樣，設計師在進行電路原理圖設計時，調用共享元器件庫中元器件，就可以根據成本、庫存和供應商等各種因素對元器件進行優選。在完成原理圖設計后，系統也可以向PLM接口模塊提交檢入圖樣請求，然后通過EDA軟件二次開發模塊實現對設計圖樣中的元器件的匯總，計算出同一元器件數量，并匯總出元器件位號，這些元器件信息通過XML格式發送給接口模塊。

　　此時，接口模塊將圖樣元器件信息與PLM系統元器件信息庫中元器件信息進行匹配，如果相同的，則通過匹配，如果存在不一致的，必須手動通過元器件信息庫，選出對應元器件，從而保證元器件信息的準確性。最后，將元器件信息在PLM系統中以產品結構的形式創建或者更新，并關聯對應的圖檔對象。

　　3.集成技術

　　如圖5所示，實現EDA系統與PLM系統的集成，需完成EDA和PLM系統的二次開發。

　　(1)數據交互技術。集成接口的數據交互可通過兩方面技術來解決，一是采用Socket通信技術，另一方面采用XML文件作為通信介質，進行信息傳輸。

　　(2)EDA二次開發技術。在EDA 設計環境下與PLM數據進行交互，需要利用COM組件技術對EDA軟件進行二次開發，一方面實現EDA界面的客戶化，另一方面需要通過程序對圖樣信息和元器件信息進行提取。

　　(3)PLM二次開發技術。PLM端要解析EDA端傳遞來的XML信息，則需要利用COM組件技術對PLM二次開發。因此要設計對話框，提供給設計師填寫或選擇其他程序不能獲取的屬性，以及反饋元器件匹配和圖樣檢入等結果。最后根據所得信息，在PLM系統中創建產品結構樹，將圖樣數據檢入PLM系統中。

　　4.集成功能模塊

　　(1)登錄登出模塊。實現EDA軟件與PLM系統數據交互的前提，是客戶端與服器間建立并保持安全有效的Socket連接，這樣通過“登錄登出”功能，才能實現對PLM系統用戶的控制。用戶登錄連接PLM應用服務器后，系統將返回有關登錄人員的相關權限信息，在保持此連接的同時，PLM服務器才會正確響應客戶端應用程序的請求。在不需要通過接口進行其他操作時，為保證安全性，可及時登出接口，斷開Socket連接。

　　(2)檢入模塊。“檢入”表示保存并且生效，流程如圖6所示，在EDA設計環境下，當完成圖樣設計后，需要通過“檢入”功能在PLM系統中創建零部件對象，并將圖樣屬性信息填到對應零部件的對象屬性信息欄，最后將該圖樣上傳至PLM系統，后者根據關系模型關聯到對應零部件對象。

　　(3)檢出模塊?！皺z出”表示數據處在編輯的狀態中，在對PLM系統中的設計圖樣需要進行修改時，在EDA系統中通過“檢出”功能，可實現將PLM系統的圖樣下載到本地，并且在EDA系統中打開編輯。編輯過后，可在PLM系統零部件對象下創建新的版本對象，并將文件重新檢入，與新版本對象進行關聯。

　　四、集成應用實例

　　下面筆者結合實例介紹如何實現企業EDA接口的開發和系統集成。其中，PLM系統為Teamcenter 8， EDA 軟件為Mentor Expedition 2005。圖7所示為Mentor數據管理模型在Teamcenter 軟件中的數據管理結構樹。樹形結構的最頂層為電路零部件，對應電路產品對象，零部件對象sample對應元器件清單，零部件對象下面是產品版本對象。

　　電路零部件版本A結構樹中，包含相關屬性表與原理圖對象，原理圖對象下面是原理圖數據集，原理圖數據就是通過此數據集與PLM系統相集成關聯，也就是說，通過PLM 系統命名引用功能，即可查看到該數據集關聯的圖樣信息。

　　與原理圖對象相同，PCB圖對象也是電路零部件的一個子對象，也關聯在電路零部件版本A下，在PCB圖對象下是板圖對應的數據集。同樣，機械結構設計也有對應的圖檔對象與數據集，數據集關聯了零部件版本A對應的數據信息。各種設計與測試報告文檔也關聯在產品對象下。

　　圖8為Mentor客戶化集成Teamcenter的功能菜單，依次是登錄操作、檢入操作、檢出操作和登出操作。

　　在完成圖9所示的元器件匹配后，接口程序將在PLM系統產品結構對象下創建對應產品結構，即元器件清單。此時，原理圖檢入結束。

　　五、結束語

　　本文通過開發EDA與PLM系統集成接口，實現了EDA文件集成與元器件集成，完成了EDA數據向PLM系統的自動導入，實現了企業EDA系統與PLM系統的信息集成，系統實際集成效果良好，運行穩定。