隨著系統設計公司應對當今經濟環境的考驗，他們面臨著尋找提高產品開發和制造流程效率的雙重挑戰，同時管理這些產品日益復雜的問題。這些業務因素促使人們需要更高效地在印刷電路板（PCB）上實現高密度，高引腳數的FPGA，ASIC和IC以及新的工作流程方法，使公司能夠滿足上市時間和設計性能目標當我們考慮FPGA密度和性能的最新進展推動FPGA設計開始呈指數式增長時，對更高效流程的需求尤為重要。 FPGA正在越來越多的應用中出現，推動了對FPGA和PCB設計工具集成的需求。

例如，PCB可能包含多個高引腳數（1,500至2,000）FPGA，這些FPGA與PCB同時設計，以滿足積極的上市時間目標。 FPGA封裝中的引腳輸出變化必須不斷反映到PCB原理圖和布局設計數據庫中。用于PCB的高速信號完整性分析工具必須能夠訪問I/O驅動器和接收器的驗證模型。為完成或滿足高速時序而布線PCB可能還需要對FPGA進行引腳輸出更改。

這種雙軌設計過程的一個主要例子是為單個PCB設計多個FPGA。 FPGA的設計可能包括EDA供應商和FPGA供應商提供的工具。 PCB的設計將包括來自EDA供應商的工具，不一定與FPGA工具供應商相同。

第一個問題是簡單地將FPGA布局布線工具的結果反映到原理圖和PCB布局工具中。對于1,500+引腳FPGA，如果手動完成，此過程可能需要一周時間。大型FPGA需要一個過程，在該過程中，符號在功能上被分解（斷裂），以便適合甚至最大的原理圖表。隨著FPGA設計過程的繼續，引腳輸出發生變化（通常為4-6次），如果沒有完全自動化的FPGA工具到PCB原理圖符號和幾何過程，設計時間表將會丟失。

不幸的是， FPGA的設計不僅僅在FPGA設計者的控制之下。當FPGA放置并布線在PCB上時，互連網絡的定時和延遲調整可能需要更改FPGA的引腳分配。利用可了解FPGA引腳交換和驅動器規則的PCB設計系統，可以在PCB環境中進行這些引腳更改，然后自動反射回FPGA工具。如果PCB工具沒有FPGA規則，這可能會成為一個非常迭代且耗時的過程。

為了確保正常的性能，必須執行高速驗證，其中包括PCB。由于FPGA上現在常見的千兆位速度，FPGA供應商提供的設計套件必須包含準確的IBIS，Spice或VHDL-AMS模型。利用這些模型和可在GHz范圍內進行分析的PCB驗證工具，可以驗證設計的信號完整性和性能。

底線是電子公司需要緊密，雙向集成FPGA工具及其PCB設計工具以及EDA和FPGA供應商之間的密切合作。通過這種整合與合作，可以實現上市時間和性能目標。如果沒有它，系統設計的日益復雜化將使這一過程停滯不前，并最終限制或消除電子公司的利潤。

John Isaac是Mentor圖形系統設計部門的市場開發總監。