Mentor培训课程体系（选修）

本课程体系结合企业实际人才需求与Mentor Graphics（现西门子EDA）电子设计自动化技术发展路线，按照从PCB设计到集成电路验证、从原理图绘制到高速仿真、从基础应用到高级验证的完整知识体系分类，共分为六个技术专题。每个专题均结合Mentor官方工具链与工程实践。

专题目录

专题一：Mentor PCB设计流程与Xpedition基础

专题二：中心库管理与原理图设计

专题三：PCB布局布线高级技术

专题四：高速PCB设计与信号完整性仿真

专题五：多板系统设计与协同验证

专题六：Calibre物理验证与IC设计

课程体系概述

Mentor Graphics（现西门子数字化工业软件）是全球领先的电子设计自动化（EDA）解决方案提供商，其产品线覆盖从PCB设计到集成电路验证的完整流程。Mentor Expedition/Xpedition系列是业界领先的印刷电路板设计流程工具，以解决当今高级系统设计日益复杂化的问题。电子产品密度的不断提高促使公司以更低成本开发高度紧凑且功能更多的系统设计。此外，Mentor的Calibre是深亚微米物理验证的工业标准，为全球的芯片代工厂广泛使用。本课程体系参考了曙海培训、中国科学院微电子研究所及Mentor官方培训资源，按照从基础到高级、从通用到专业的进阶路径设计，确保课程内容的系统性、先进性和实用性。

专题一：Mentor PCB设计流程与Xpedition基础

培训目标

• 熟悉Mentor Xpedition/Expedition软件体系结构与各模块功能

• 掌握Xpedition用户界面与基本操作

• 理解PCB设计完整流程

• 具备Mentor平台的基础操作能力

培训内容介绍

1. Mentor Graphics公司及产品线概述：西门子EDA发展历程，Mentor产品体系，Xpedition Enterprise VX版本新特性

2. Xpedition/Expedition软件界面：用户界面布局，菜单栏、工具栏、图形窗口、项目管理器，快捷键设置，视图控制与显示设置

3. PCB设计流程概述：从原理图到PCB的完整流程，设计输入与输出资料要求，Mentor工具链在流程中的作用

4. 软件安装与配置：Xpedition Enterprise安装步骤，许可证服务器配置，环境变量设置，常用外挂插件安装

5. 文件管理与数据交换：项目文件组织结构，支持的文件格式，与其他EDA工具的接口配置

6. 工作环境定制：工具栏定制，快捷键设置，界面布局保存，首选项配置

7. 设计库概念：中心库的作用，库文件结构，库与设计的关系，数据共享机制

8. 坐标系与单位制：全局坐标系设置，单位系统配置，单位转换注意事项

9. 设计规则基本概念：电气规则、间距规则、线宽规则、过孔规则，规则优先级与导入导出

10. 设计前的准备工作：设计需求分析，元件资料收集，结构图导入，层叠规划

11. 帮助系统与学习资源：内置帮助文档，在线资源，教程案例

12. 综合实践：Xpedition环境熟悉与第一个空白工程的创建

专题二：中心库管理与原理图设计

培训目标

• 掌握Mentor中心库的创建与管理方法

• 能够进行原理图符号与PCB封装的设计

• 熟悉DxDatabook元器件信息库配置

• 具备完整的原理图设计能力

培训内容介绍

1. 中心库管理工具的使用：Library Manager功能概述，中心库结构组织，库项目类型

2. 元器件库开发规范：8大类28小类封装设计，插针式、表贴式等多种器件封装形式，常用分立元器件、IC器件、74系列等

3. 原理图符号创建：符号编辑器使用，引脚编号与名称，图形表示，参数设置，多部分符号设计

4. PCB封装设计：封装编辑器使用，焊盘设计，IPC标准应用，热焊盘设计，阻焊开窗，3D模型关联

5. 元器件信息库DxDatabook：DxDatabook功能概述，元器件信息库设计，器件信息包括名称、型号、厂家、器件手册、原理图符号名称、封装名称、PART名称、库存等

6. 元器件信息库配置：数据库连接设置，参数映射，搜索路径配置，数据同步更新

7. 原理图设计流程：一步步绘制原理图，元器件放置，电气连接，网络标签，总线绘制

8. 层次化原理图设计：顶层图与子图设计，端口连接，多通道设计

9. 原理图设计后处理：电气规则检查，网表生成，设计规则检查，错误排查

10. 属性管理与传递：元器件属性定义，属性在原理图与PCB间的传递，自定义属性添加

11. 物料清单输出：BOM模板定制，参数配置，BOM比对，替代料管理

12. 综合实践：基于DSP6000开发板的原理图完整设计

专题三：PCB布局布线高级技术

培训目标

• 掌握Mentor Xpedition/Expedition的PCB布局布线核心技能

• 能够进行复杂PCB的布局设计与优化

• 熟悉高级布线技巧与测试点添加

• 具备中等复杂度PCB设计能力

培训内容介绍

1. PCB布局准备工作：板框定义，层叠设置，设计规则导入，器件预放置

2. 模块化布局策略：PCB布局基本原则，模块化布局方法，关键器件优先布局，去耦电容布局

3. 交互式布局工具：对齐工具，分布工具，模块复用，Room布局，布局约束

4. 电源电路布局：输入输出电容位置，电感布局，反馈路径处理，热设计考虑

5. 时钟电路布局：晶振位置，负载电容，包地处理，远离干扰源

6. 接口电路布局：连接器位置，滤波器件布局，防护器件布局

7. 交互式布线技术：布线演示，推挤布线，紧贴布线，自动完成布线

8. 高级布线技巧：差分布线，等长布线，扇出设计，过孔优化

9. 覆铜与电源平面：覆铜区域设置，热焊盘设计，电源/地平面分割

10. 测试点添加：测试点设计规范，自动添加测试点，测试点优化，测试覆盖率检查

11. 设计规则检查：在线DRC设置，批处理DRC运行，错误定位与修复

12. 综合实践：DSP6000开发板PCB布局布线完整设计

专题四：高速PCB设计与信号完整性仿真

培训目标

• 掌握高速PCB设计的基本理论与方法

• 能够使用HyperLynx进行信号完整性分析

• 熟悉布线前与布线后仿真技术

• 具备高速电路板级仿真与优化能力

培训内容介绍

1. 高速PCB设计基础：信号完整性概念，传输线理论，反射与串扰，阻抗控制

2. Mentor HyperLynx概述：HyperLynx工具套件功能，信号完整性分析流程

3. 布线前仿真：LineSim环境介绍，拓扑结构创建，端接策略优化，仿真结果分析

4. LineSim窜扰及差分信号仿真：窜扰分析设置，差分信号仿真，眼图分析，设计优化

5. 层叠设计与阻抗计算：层叠结构规划，阻抗计算器使用，参考平面设置

6. 约束驱动设计：高速约束规则设置，电气约束集定义，差分对约束，等长约束

7. DDR/DDR2/DDR3/DDR4布线规范：DDR接口布局要求，数据线组内等长，地址/控制线等长，T型拓扑与Fly-by拓扑

8. SerDes高速串行接口设计：PCIe、SATA、USB等高速接口布线规范，差分阻抗控制，交流耦合电容选择

9. 布线后仿真：BoardSim环境介绍，基于实际布线的后仿真，信号质量分析

10. BoardSim窜扰及Gbit信号仿真：高速串行链路仿真，Gbit信号眼图分析，抖动分析

11. 电磁兼容设计：PCB级EMC设计原则，布局分区，回流平面，滤波与屏蔽设计

12. 综合实践：高速数字系统完整SI分析与优化

专题五：多板系统设计与协同验证

培训目标

• 掌握多板系统设计与验证方法

• 能够进行多板仿真与系统级分析

• 熟悉FPGA/PCB一体化设计流程

• 具备复杂电子系统设计能力

培训内容介绍

1. 多板系统设计概述：多板系统架构，板间连接方式，系统级设计考虑

2. 多板仿真技术：多板仿真设置，跨板信号分析，系统级时序验证

3. 板间连接器建模：连接器电气模型，S参数提取，连接器对信号质量影响

4. FPGA/PCB一体化设计：FPGA与PCB协同设计流程，引脚分配优化，I/O Bank规划，设计约束传递

5. 系统级电源完整性：多板电源分配网络，板间电源耦合分析，系统PDN优化

6. 电磁兼容协同设计：系统级EMC考虑，屏蔽设计，接地策略，跨板干扰抑制

7. 机械结构协同：3D机械模型导入，结构干涉检查，空间布局优化

8. 设计数据管理：多板项目管理，设计复用，版本控制，数据一致性维护

9. 系统级验证流程：仿真与测试结合，原型验证，问题定位与修复

10. 热分析协同：电热协同仿真，多板系统热分布，散热设计优化

11. 设计文档与交付：系统设计文档，仿真报告，装配图，生产文件集成

12. 综合实践：多板电子系统完整设计与验证项目

专题六：Calibre物理验证与IC设计

培训目标

• 掌握Calibre物理验证工具的使用方法

• 能够进行DRC/LVS检查与结果分析

• 熟悉层次化验证流程与规则文件编写

• 具备集成电路物理验证能力

培训内容介绍

1. Calibre物理验证概述：Calibre在深亚微米物理验证中的工业标准地位，全球芯片代工厂广泛使用

2. Calibre Interactive使用入门：Calibre Interactive界面介绍，与版图编辑器集成，验证流程设置

3. Calibre规则语言概述：SVRF语法基础，版图和逻辑图数据的输入格式定义，层定义与中间层的产生

4. 基本DRC概念：DRC检查类型，简单DRC规则编写，规则执行流程

5. 高级DRC主题：天线规则检查，金属密度检查，复杂几何关系检查，规则优化

6. 连接性构建：Connectivity建立方法，文本在Calibre规则中的处理方式

7. 基本LVS概念：LVS检查原理，版图与原理图一致性验证，晶体管识别

8. Calibre中的器件识别：Device Recognition方法，晶体管参数提取，连接关系定义

9. 短路与开路故障排查：短路问题定位与诊断，开路问题分析，悬空或孤立nets处理，pin swapping识别

10. 其他Calibre应用：天线效应检查，版图对版图比较，命令行方式运行Calibre

11. Calibre与其他EDA工具接口：Calibre与主流设计工具集成，数据格式转换，流程自动化

12. 综合实践：完整芯片物理验证流程与结果分析

课程学习路径建议