【導讀】現代電子系統設計通常包括設計各種元器件或者設計彼此隔離度較近的系統。芯片上的電路位置決定著IC的設計和管腳輸出。封裝設計則通常采用“扔過墻”的芯片設計，為了使封裝盡可能小，需要設計較短的封裝鍵合線。讓封裝和PCB設計飛起來！
隨著如今SoC復雜程度的不斷增加，以及多芯片封裝的發展，各公司已開始認識到IC、封裝基底和PCB設計組之間交叉領域協作的價值。由于高管腳數目器件具有成本敏感性這一特點，工程師不得不重新考慮在對復雜的IC封裝變量進行折衷的同時，如何規劃和優化芯片的I/O布局。并且針對多個板級平臺進行所有這些工作。現在，各種工具的出現讓封裝和PCB的設計成為一個合作、相互受益的過程。
認知設計
要最大程度地發揮作用，EDA工具應當清楚知道會在其他過程中用到的工具。在封裝和PCB設計領域，相互之間的認識很少。誠然，FPGA管腳輸出可以在一定范圍內由用戶定義，但“標準”元件一般沒有這樣的選項。
讓工具清楚設計及產品設計到工藝流程中的其他環節，這些工具就能在更短的時間內合作并交付出更好的系統設計。此外，標準IC芯片能以不同方式封裝，這取決于終端產品的外形參數，從而為各種方式實現更為優化的解決方案。
工具之間如何快速地進行相互認知，然后合作交付出更優的設計呢？使用相同CPU芯片的智能手機和平板電腦的設計便可以完美地說明這一模式。顯然，許多移動設備公司正在進行這樣的嘗試。
然而，相比智能手機，平板電腦的PCB基板上可用面積顯然更大，其約束也更少。因此，平板電腦上的CPU封裝可能更大，有不同的管腳輸出，或者可能比智能手機上的CPU功耗更大功率。因此，單個“標準”封裝可能并非最佳應用封裝（圖1）。
現在，使用新工具，設計師能配置芯片，從封裝的視角“看看”設計，再轉移到PCB（傳統方法），或先了解PCB設計要求，再返回到封裝設計中。而且，他們能拿到每個使用該CPU的產品，再從PCB回過頭來設計專門為此進行設計優化的最佳封裝。
從封裝觀點來看，物理設計規則由PCB設計要求決定。然后，工具與規則和封裝設計師交互合作，交付出適用于該芯片特定應用的最佳封裝。這種相對較快的封裝設計方法還能探索不同的創意，以快速找到最佳方案。
真實案例
圖2為假定的產品設計。在這個例子中，最終產品的外形參數已知，元器件也已進行初步布局。注意頂部的說明，已預留布局CPU的位置。使用這種輸入，工具可以開始路徑查找，即基于PCB設計師和封裝設計師編寫的規則，嘗試多種封裝配置。
對于每種設計，可以在PCB上進行傳統布線，以決定最佳的封裝和管腳輸出。規則允許設計師定義各種參數，如未使用的輸出拐角管腳，讓差分對連在一起，分配電源和接地的方法，以及處理數據和地址總線的方法等。
一旦確定規則，就不只是“按下按鈕再坐回去”，而是比使用電子表格和管腳列表更加直接、更加快速、更加準確，這就是現狀。
優點
工具認知設計具有顯著的優點，并且其能夠在任何設計領域中進行設計優化。首先，其能更加容易地定制多個封裝設計，以便按照所需的外形參數最佳地利用給定的元器件。然后從多個“假設分析”情境審視設計，如更小的封裝、更少的成本、最簡單的扇出和出口等。其次，由于存在大量管腳，利用電子表格和管腳列表進行封裝設計就顯得力不從心。當人工輸入數以百計的管腳數據時，錯誤率幾乎為100%。當然，其優點還包括：質量的提高、獲得適合外形參數的最佳封裝、錯誤的減少以及在整個系統設計中節省大量的時間。
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