Формат Gerber. Немного истории

Формат Gerber взял своё имя от несуществующей ныне компании Gerber Systems Corporation, бывшей в своё время ведущим производителем фотоплоттеров. Этот формат был задействован в далёком 1980-м году, и его первоначальная итерация представляла собой, так называемый, Standart RS-274-D. Также он стал известен под названием Standart Gerber – стандартный Gerber.

С течением времени аппаратура для производства плат развивалась, а платы становились всё сложнее и сложнее. Соответственно этому, развивался и Gerber. В результате он превратился в целое семейство форматов. В целях стандартизации в 1997-м году всё это семейство было сведено в один формат, и, таким образом, появился так называемый расширенный Gerber (Extended Gerber), или RS-274X. Фактически, новый формат стал стандартом для данных, описывающих топологию печатных плат. С 1997 года было произведено несколько изменений данного формата с целью его адаптации к развивающимся технологиям.

Ну, а компания Gerber Systems Corporation в 1998 году прекратила своё независимое существования. Она вошла в состав группы компании Barco в качестве подразделения Barco ETS, занимающегося вопросами технологии производства печатных плат. В настоящее время она носит название Ucamco.

Что бы было проще понять «идеологию» формата Gerber, рассмотрим, от чего отталкивались его разработчики. Первые фотоплоттеры представляли собой, по сути, графопостроители с ЧПУ. Следовательно, и формат Gerber представляет собой программу для управления такими графопостроителями. Рассмотрим принцип действия первых фотоплоттеров.

Фотоплоттер. Принцип действия

Рис.1 Принцип действия фотоплоттеров

Апертура – отверстие определённой формы. Луч света, проходя через апертуру на апертурном колесе, затвор и систему оптики, попадает на расположенный на координатном столе фотошаблон и оставляет на нём пятно. Это пятно по форме повторяет форму апертуры. Если при этом координатный стол двигается относительно осей X и Y, то на фотошаблоне «вычерчивается» линия, толщина и форма концов которой зависят от выбранной апертуры. Нужная апертура выбирается поворотом апертурного колеса таким образом, что бы она оказалась ровно напротив источника света. Открываясь или закрываясь, затвор «включает» или «выключает» «вычерчивание».

Для данной системы программа управления состоит из команд, которые управляют затвором, положением координатного стола и выбором апертуры. Опираясь на этот относительно нехитрый набор, на фотошаблоне можно построить практически любое изображение. Первоначальный стандартный Gerber как раз и состоит из подобного набора команд. Необходимо отметить, что в отличие от расширенного Gerber, стандартный не имеет в своём составе файлов данных об апертурах. Для них формируется отдельный файл.

Фотоплоттер

Рис.2 Фотоплоттер

И еще один «исторический факт», на который стоит обратить внимание. Первые фотоплоттеры управлялись при помощи программ, записанных на перфоленты или магнитные ленты. Как следствие – данные устройства были чувствительны к объёму программ, что наложило свои особенности на задание координат. Вместо запятой, отделяющей дробную часть числа, используются такие параметры, как «количество цифр перед запятой» (Digits Integer) и «количество цифр после запятой» (Digits Decimal). Каждый из них представляет собой по две цифры. Суть в следующем: запятая – определённый символ, занимающий определённое место в памяти. Количество запятых равняется сумме количества координат по оси X и количества координат по оси Y. Соответственно, в программе убираются все запятые, а вместо них один раз используется запись о положении запятой, что значительно сокращает размер программы.

Магнитная лента для записи данных

Рис.3 Магнитная лента

Вторая особенность – отсечение относительно ненужной информации – ведущих или замыкающих нулей. Суть в том же – символ нуля занимает определённое место в памяти. Поэтому из координат удаляются все ведущие или все замыкающие нули, а вместо этого делается одна запись, представляющая собой один символ, что так же значительно сокращает объём программы. И, наконец, третья особенность – возможность не указывать одну или обе координаты. Такой подход позволяет сократить объём программы за счёт случаев, когда последующая координата не меняется или меняется только по одной из осей. В этом случае неизменяющееся значение можно вообще не указывать.

Носитель информации. Перфолента

Рис.4 Перфолента

Естественно, с течением времени аппаратура для производства плат постоянно развивалась. В настоящее время фотоплоттеры представляют собой скорее принтеры, чем графопостроители. Однако идеология и терминология программ для построения рисунка топологии печатной платы осталась неизменной.

По материалам из САПР-журнал

Написать ответ

Your email address will not be published. Required fields are marked *