一种自动生成MeshLine的PCB设计方法与流程

本发明涉及pcb设计技术领域，更具体地说，是涉及一种自动生成meshline的pcb设计方法。

背景技术：

现有的电子设备中多存储或运行着一些敏感或机密的数据，这类数据需保持隐秘性，又由于电子设备多以pcb为承载基础，故通常会在pcb上进行特殊处理或设置特殊装置对该类数据进行保护，以保护和隐蔽相关数据。

现有的pcb设计中，为防止他人非法提取或是盗用电子设备的数据，通常会在pcb上设计一种名为meshline(网格线)的走线。meshline是一种pcidss(pci，paymentcardindustrydatasecuritystandard，第三方支付行业数据安全标准)的物理安全保护机制，用于保护如pos等手持电子设备或是敏感设备。一旦这些设备被打开外壳或受到外界破坏，pcb物理损坏，自动删除敏感或是机密数据，因此，meshline对于保护电子设备的隐秘数据有着就较为重要的地位。

然而，在现有pcb设计中，meshline的设置需要pcb设计人员手动设置，设计人员需根据需求自行设计或运算得出相关参数，并在pcb设计软件中进行相关操作，如此，设计所需的时间周期长，通常一层pcb设计需要耗费标准pcb工程师1-2个工作日时间，且该设计所需时间极大程度取决于pcb的尺寸，设计耗费时间与pcb的尺寸成正比。除此之外，由于meshline为设计人员手动设计，其meshline的密集程度以及所能达到的加密程度因人而异，易产生人为差异，且设计层数会受到人为限制，meshline无法达到极限紧密状态。

以上不足，有待改进。

技术实现要素：

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种自动生成meshline的pcb设计方法。

本发明技术方案如下所述：

一种自动生成meshline的pcb设计方法，包括：

步骤s1.在pcb设计软件中注册meshline自动生成工具，meshline自动生成工具获取pcb信息与meshline设计信息，结合获得pcb信息与meshline设计信息提取meshline布线信息；

步骤s2.meshline自动生成工具根据提取的meshline布线信息分别生成meshline网络禁止布线区域与meshline网络可布线区域；

步骤s3.meshline自动生成工具以meshline设计信息、meshline网络禁止布线区域及meshline网络可布线区域为生成条件，根据数学模型计算得出meshline布线路径及meshline数据函数表达式，并将meshline数据函数表达式转换为pcb数据信息生成meshline走线。

上述的一种自动生成meshline的pcb设计方法，在步骤s1中，设置meshline人机互动接口，设计人员通过meshline人机互动接口传输meshline设计信息，meshline设计信息包括确定meshline网络名、meshline所在pcb层及meshline规格信息。

上述的一种自动生成meshline的pcb设计方法，meshline布线信息包括pcb的outline层信息、meshline所在层信息、meshline所在层的其他金属copper信息及meshline网络规格信息。

上述的一种自动生成meshline的pcb设计方法，在步骤s2中，meshline自动生成工具根据pcb的outline层信息、布线层信息及meshline所在层的其他金属copper信息生成meshline网络禁止布线区域。

进一步的，在步骤s2中，meshline自动生成工具根据meshline网络的过孔连接点与meshline网络禁止布线区域生成meshline可布线区域。

上述的一种自动生成meshline的pcb设计方法，meshline自动生成工具设置读取pcb信息程序模块、用户输入程序模块、模型转换程序模块及进程通讯模块，读取pcb信息程序模块自pcb文件数据库中获得pcb信息，用户输入程序模块自meshline人机互动接口获得meshline设计信息，模型转换程序模块实现meshline自动生成工具运算主程序自pcb程序与数学模型建设之间的转变，进程通讯模块将运算主程序的进度告知设计人员。

上述的一种自动生成meshline的pcb设计方法，在步骤s3中，若meshline布线信息表明为单层设计，数学模型则是以meshline所在层为平面的二维模型，坐标轴为x轴与y轴，meshline数据函数表达式为f(x，y)；如果是meshline布线信息表明为多层设计，数学模型则为三维立体模型，坐标轴包括同一pcb层的x轴与y轴，以及表示pcb层数的z轴，即层面数，meshline数据函数表达式为f(x，y，z)。

进一步的，当meshline布线信息表明为单层设计时，meshline数据函数表达式为f(x，y)＝anx+bny+cn；当meshline布线信息表明为多层设计时，meshline数据函数表达式为f(x，y，z)＝zi(anx+bny+cn)；其中，an、bn、cn为常数，x为meshline的上的点在x轴上的坐标，y为meshline的上的点在y轴上的坐标，zi表示meshline的上的点在z轴上的pcb层数。

上述的一种自动生成meshline的pcb设计方法，在步骤s3中，meshline自动生成工具得出meshline布线路径及meshline数据函数表达式后输出至meshline人机互动窗口，待设计人员确定后，meshline自动生成工具运算主程序切换至pcb程序生成meshline走线。

上述的一种自动生成meshline的pcb设计方法，meshline走线为包括多个转折点的折线，meshline走线的转折角的角度均为直角，相邻两段meshline走线的间距相同，meshline走线之间不存在相交点。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明通过设置在pcb设计软件中注册meshline自动生成工具，meshline自动生成工具读取pcb文件获得pcb信息，且通过meshline人机互动接口获取meshline设计信息，形成meshline网络禁止布线区域与meshline网络可布线区域，将meshline设计信息、meshline网络禁止布线区域及meshline网络可布线区域的信息导入数学模型形成meshline数据函数表达式，从而完成meshline走线设计。

1.使用meshline自动生成工具生成meshline走线具有高度自动化与高效性的特点，设计人员仅需限定pcb文件并输入meshline设计信息，meshline自动生成工具即可根据读取的数据自行运算完成meshline走线的设计，取缔设计人员手动设计的做法，自动化程度高，极大程度地减少设计人员的工作量与工作时间，提高工作效率。

2、使用meshline自动生成工具生成的meshline走线的加密强度高，由于将pcb结构使用二维或三维坐标系表示，meshline走线通过数学模型设计、建立并进行解析，其利用高运算能力的cpu进行运算，解析得出复杂的meshline走线路径，相对于设计人员个体设计而言，具有高度的一致性与全面性，令meshline的密集程度达到最优，从而令保密程度得以加强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为meshline人机互动接口ui界面的结构示意图。

图2为获得的meshline布线信息的结构示意图。

图3为meshline走线设计的过程结构示意图。

图4为meshline走线完成的结构示意图。

1.outline层信息；2.其他金属copper信息；3.meshline网络可布线区域；4.meshline走线。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种自动生成meshline的pcb设计方法，其过程为：

步骤s1.在pcb设计软件中注册meshline自动生成工具，获取pcb信息与meshline设计信息，结合获得pcb信息与meshline设计信息提取meshline布线信息。

meshline自动生成工具设置读取pcb信息程序模块、用户输入程序模块、模型转换程序模块及进程通讯模块，读取pcb信息程序模块自pcb文件数据库中获得pcb信息，用户输入程序模块自meshline人机互动接口获得meshline设计信息，模型转换程序模块实现meshline自动生成工具运算主程序自pcb程序与数学模型建设之间的转变，进程通讯模块将运算主程序的进度告知设计人员。

当meshline自动生成工具程序运行时，读取pcb信息程序模块先读取pcb信息程序，meshline自动生成工具设置meshline人机互动接口，用户输入程序模块通过meshline人机互动接口获得meshline设计信息，如图1所示。meshline人机互动接口的ui界面包括meshline网络名、meshline所在pcb层及meshline规格信息。

meshline布线信息包括pcb的outline层信息1(即pcb布线范围)、布线层信息、meshline所在层信息、meshline所在层的其他金属copper信息2(meshline所在层的其他金属铜信息，即meshline所在层已有布线信息)及meshline网络规格信息(即meshline的设置类型与设置条件)。

步骤s2.meshline自动生成工具根据提取的meshline布线信息分别生成meshline网络禁止布线区域与meshline网络可布线区域3。

如图2所示，根据pcb的outline层信息1、布线层信息及meshline所在层的其他金属copper信息2生成meshline网络禁止布线区域，即，识别pcb的框架范围与其他铜箔所在区域，从而获得已有设计的范围。再根据meshline网络的过孔连接点与meshline网络禁止布线区域生成meshline可布线区域，其中，过孔连接点数量为二，分别为meshline的起点与终点。以pcb框架为限制范围，除去meshline网络禁止布线区域，结合meshline规格要求，形成meshline网络可布线区域3。该步骤目的令meshline自动生成工具形成meshline的布线范围，以向数学模型提供计算限定条件。

步骤s3.meshline自动生成工具以meshline设计信息、meshline网络禁止布线区域及meshline网络可布线区域3为生成条件，根据数学模型计算得出meshline布线路径及meshline数据函数表达式，并以meshline数据函数表达式转换为pcb数据信息生成meshline走线4。

meshline自动生成工具根据获得信息已明确meshline的布线区域，按照meshline的规格信息，将meshline网络可布线区域3填满，使得meshline可布线区域内尽可能多地包含meshline走线4。在该过程中，meshline自动生成工具将主运算程序转换为数学模型的建立，根据获得信息建立数学模型，从而得出meshline布线路径及meshline数据函数表达式，然后主运算程序转换为pcb设计程序，在pcb文件中形成meshline走线4。

meshline走线4有两种规格类型，一种为pcb级，另一种为芯片级，前者多用于保护pin与芯片，主要以切断与主控制端的通信用，从而防止pcb对主控制端的通信与改写，而后者多用于保护包含芯片的本机的使用，防止他人非法获取本机的信息，有效防止物料探测，阻挡顶部信号层的信息损坏，并具有冻结、复位、自毁、信息擦除等效果，上述效果可通过切断或是线路短路，或者连接压力设备，令其瞬间实现高压输出等实现。

meshline走线4暂没有相对应的国际标准，通常会根据客户情况与实际情况作为需求，转折点、边间距及线段的长度等根据需求自行调整，根据所需内容输入至meshline人机互动接口，令meshline自动生成工具获取meshline设计信息，但由于meshline走线4是基于物理操作作为触发机制，故而meshline走线4的密度要求较高。在本申请中，meshline走线4为一条确定起点与终点的包含多个转折的折线，meshline走线4不存在重合点，所有的转折角度均为直角。

在数学模型的创建过程中，若meshline布线信息表明为单层设计，数学模型则是以meshline所在层为平面的二维模型，坐标轴为x轴与y轴，meshline数据函数表达式为f(x，y)＝anx+bny+cn，an、bn、cn为常数，x为meshline的上的点在x轴上的坐标，y为meshline的上的点在y轴上的坐标；如果是meshline布线信息表明为多层设计，数学模型则为三维立体模型，坐标轴除了pcb各层中的x轴与y轴外，还加入z轴来表示pcb的层数，meshline数据函数表达式为f(x，y，z)＝zi(anx+bny+cn)，zi表示meshline的上的点在z轴上的坐标，即meshline的上的点所在的pcb层数。在模型转换程序模块中，数据建模程序获得pcb信息后，将pcb上的各点以二维或三维坐标系表示后，meshline布线则可表示为某一数据函数表达式，通过数学的方法对meshline数据函数表达式进行分析、计算、优化、修正调整等操作，从而实现pcb数据信息转化成数学模型运算后再生成pcb信息返回pcb设计软件，pcb设计软件根据meshline数据函数表达式生成meshline走线4，如图3、图4所示。

在步骤s3中，meshline自动生成工具得出meshline布线路径及meshline数据函数表达式后输出至meshline人机互动窗口，待设计人员确定后，meshline自动生成工具运算主程序切换至pcb程序生成meshline走线4。在对多层meshline走线4的设计过程中，设计人员需要对各层meshline走线4进行验证比对，并根据比对结果对meshline设计信息进行微调。若在验证比对前先生成meshline走线4，在验证过程中可能会出现多次meshline数据函数表达式与pcb信息的转化。为避免不必要的时间浪费，提高效率，meshline自动生成工具先输出meshline布线路径及meshline数据函数表达式，在完成人机交互后，meshline自动生成工具运算主程序切换至pcb程序，令pcb程序根据meshline数据函数表达式生成meshline走线4。

在具体实施例中，meshline走线4分为三种。第一种类型为结构件与硬件之间的触点连接，相当于在硬件触点上设置一个圆形的或是其他形状的meshline走线4线团，此处meshline走线4可呈回字形或者是波段式的直角转折线，此时的meshline网络可布线区域3为触点形状。该类型的meshline走线4多用于防止拆机、非法安装侧录卡号及非法改造输入输出设备。第二种类型为核心区域外的范围防护，通常用于备份电源、cpu、存储、国密芯片等涉及到敏感数据的地方，如图2所示，例如芯片级meshline走线4，由于此类型所保护的区域为重要部件，甚至是单机的控制端，pcb的outline层信息1、布线层信息较多，布线较密，设置meshline走线4的pcb层则尽量避开与这些布线同一pcb层，通过通孔等方式设置meshline走线4的连接。该类型的meshline走线4由于保护内容重要性高，安全级别较高，多是用于防止通过探针等之类的手段对敏感数据信号线进行记录，较为少见。第三种为对安全处理器自身进行保护的meshline走线4，该类型与第一种类型类似，均为结构件与硬件之间的连接，但该类型多针对cpu等处理器，是对于控制或防护结构自身的保护，当meshline走线4检测达到cpu等处理器开盖或使用环境变化时，安全机制即时启动。

在本申请中，meshline走线4是一条多转折的折线，单条走线有利于数学模型的创建，不需要额外计算与另一条走线相交的可能性。meshline走线4的两端点根据meshline设计信息与pcb信息计算得出，通过meshline走线4连接的安全模块决定，综合上述信息，对于数学模型的建立而言，意味着端点已定的、在限定范围内的填充建模。

在模型转换程序模块的数学建模过程中，以meshline走线4的起点开始，根据meshline设计信息生成下一端点坐标，建立起点与下一端点之间的meshline数据函数表达式，根据meshline数据函数表达式获得同一直线上的所有端点，直至距离最近的某一端点满足meshline布线信息中的转折点信息时，meshline走线4发生转折，更新meshline数据函数表达式，重新建立新的meshline数据函数表达式，直至下一个端点的坐标满足转折点信息。转折点信息考量包括与meshline网络禁止布线区域的距离、与已有meshline走线4之间的距离、当前meshline走线4的走线方向等，具体根据客户需求与pcb自身条件形成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。