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技术 2022年11月14日
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解析钻Gerber274X格式前首先得了解此格式,这样才能更好的解析呀。

一个Gerber274X里面包含的基本信息如下:

1.单位:公式mm,英制inch

2.省零方式:前省零,后省零

3.坐标方式:绝对坐标,相对坐标

4.坐标位数:3:5,2:6

5.Gerber D码形状

6.Gerber坐标信息

更多Gerber 274X格式详见(1M带宽,需等20秒)

http://pcbren.cn/ShareFiles/Gerber274x.pdf

一.数据结构信息

1、数据块(Data Blocks)

RS-274X 文件是由数据块组成的,每个数据块都是以(*) 结尾,每个数据块都包括了一个或多个参数,如示例

X0Y0D02*
X10000Y0DO1*

为了增强可读性,建议相关的数据块在一行(因为一个数据块可以在多行),

2、数据类型

数据类型主要包括以下几种类型,坐标数据(Coordinate Data),功能指令(Function Codes) ,参数(Parameters)

3、坐标数据

坐标数据主要是定义在平面的中点数据,在RS274D的术语中称为地址。

坐标数据可能是:

1)X和Y坐标定义的点,

2)相对于X,Y方向的便移量数据,称为I,J数据

FS(Format Specification) 格式定义指示了数字如何被解释的。

坐标系采用右手坐标系。

坐标是模态(modal) 的,如果一个X被忽略,则X将保留上一次的X坐标值,如果在当前层的第一个X被忽略,因为没有上一次的X的坐标值,那么X坐标将被视为零。类似地,Y坐标也是这样处理的。

偏移量不是模态上的,如果I或J被忽略,则缺省值为零。

注意:

GERBER的读者有时候会错误地处理缺省值零。为了清晰和鲁棒性,推荐总是显式地指定第一个坐标(即便就是零,也显式指定),这样就不用考虑缺省的零。

示例:

1:  X100Y200* 点 (+100, +200)
2:  Y-300* 点 (+100, -300)
3:  I200J100* 平移 (+200, +100)
4:  X300Y200I150J50* 点(+300, +200) 且 平移(+150, +50)
5:  X+100I-50* 点 (+100, +200) 且 平移 (-50, 0)

4、功能指令(Function Codes):

功能指令描述的是如何解析相关联的坐标数据。如,画一条线或画一个圆。(通常,但不是所有,这些代码是延续已经过时的RS-274D的格式,它们被称为字(words)或代码(codes))。

G74*

每个指令都会影响到其后的数据块,直到遇到另外一个相同类型的代码或生成新层时结束。我们称这种持续性的活动为模态(modal)。例如G02指示的是顺时针圆弧插补(CCI, clockwise circular interpolation)。在遇到另外一个插补指令或生成新层之前,该指令后的所有坐标数据都被解释为顺时针圆弧插补。指令的细节描述后序再讨论。

5、参数 (Parameters)

参数定义了整个图像或单层的各种特征。它们被用于解释其他的数据类型,(通常,这些参数被称为Mass 参数)。控制整个图像的参数通常会放在文件的开始处。产生新层的参数被放置在文件恰当的位置。参数由两个字符加一个或多个紧随其后的可选修改符组成。参数的限定符号为“%”.每个包含在数据块内的参数必须以“*”结束。并且参数限定符必须立即跟在块结束符后面,不允许插入空格。

例如:

%FSLAX23Y23*%

参数必须是在成对的参数限定符内,限定符内可以放一个或多个参数,两个限定符之间最大的字符数为4096个。

例如:

%SFA1.0B1.0*ASAXBY*%

为了提高可读性,两个参数间允许换行,如:

%SFA1.0B1.0*

ASAXBY*%

当然,为了简化和可读性,推荐每行是只设置一个参数。与参数联合的所有数值都使用显式的小数点,如果不使用小数点,数值应当认为是整数。

参数的语法为:

%参数指令<必选修饰符>[可选修饰符]%

语法 说明
参数指令 (parameter code) 两个字符的指令,如AD,AM,FS等
必选修饰符(required modifiers) 必须是完整的定义
可选修饰符(optional modifiers) 依赖必选修饰符的定义

此数据结构仅用于测试用JS解析Gerber格式绘出图形, 数据结构构建与解析方式不是很完美.后续需改进。

PCB javascript解析Gerber274X格式实现方法

二.JS代码实现:

function loadGerber274X(text) {
text = text.replace(/\s+/g, '');
var sections = text.split('%');
var g = {offA: 0, offB: 0, shapes: [], cmds: [], scale: 1}, shape = 0, macros = {}, mode = 1, inverted = false, prevX = 0, prevY = 0;
function numVal(x) {
if(x[0] == '+')
return numVal(x.slice(1));
if(x[0] == '-')
return -numVal(x.slice(1));
if(x == '0')
return 0;
if(g.omitLead)
while(x.length < g.num)
x = '0'+x;
else
while(x.length < g.num)
x += '0';
return parseFloat(x.slice(0, g.int)+'.'+x.slice(g.int), 10);
} for(var i = 0; i < sections.length; i++) {
if(!sections[i].length)
continue;
sections[i][sections[i].length-1] == '*' && (sections[i] = sections[i].slice(0, -1));
sections[i] = sections[i].split('*');
for(var j = 0; j < sections[i].length; j++) {
var d = sections[i][j];
if(i%2) { // Parameters.
if(d[0] == 'F' && d[1] == 'S') {// Format Specification.
var r = /^([LT]?)([AI])X(\d)(\d)Y(\d)(\d)$/.exec(d.slice(2)); // assert(r);
g.omitLead = !r[1] || r[1] == 'L';
g.abs = r[2] == 'A';
if(!g.abs) throw new Error('Need absolute values');
g.int = +r[3], g.dec = +r[4], g.num = g.int+g.dec;
} else if(d[0] == 'O' && d[1] == 'F') {// Offset.
var r = /^(?:A([-+\d.]+)|)(?:B([-+\d.]+)|)$/.exec(d.slice(2)); // assert(r);
g.offA = parseInt(r[1], 10), g.offB = parseInt(r[2], 10);
} else if(d == 'IPNEG') // Image Polarity.
throw new Error('Negative image polarity');
else if(d[0] == 'L' && d[1] == 'P') { // Layer Polarity.
if(inverted && d[2] == 'D') // Switch to dark.
g.cmds.push([16<<2, inverted = false]);
else if(!inverted && d[2] == 'C') // Switch to clear.
g.cmds.push([16<<2, inverted = true]);
} else if(d[0] == 'A' && d[1] == 'M') { // Aperture Macro.
var macro = [];
for(j++; j < sections[i].length; j++)
macro.push(sections[i][j]/*.split(',')*/);
macros[d.slice(2)] = macro;
} else if(d[0] == 'A' && d[1] == 'D' && d[2] == 'D') { // Aperture Definition.
var r = /^(\d+)([^,]+)(?:,(.+)|)$/.exec(d.slice(3)); // assert(r);
var j = r[1]-10, args = [];
if(r[3])
args = r[3].split('X');
if(macros[r[2]]) {
function applyArgs(m) {
m = m.replace(/\$(\d+)/g, function(s, n) {
return +args[n-1] || 0;
}).toLowerCase(), repl = true;
while(repl == true)
repl = false, m = m.replace(/([\d.]+)x([\d.]+)/g, function(s, a, b) {return repl = true, a*b});
repl = true;
while(repl == true)
repl = false, m = m.replace(/([\d.]+)\/([\d.]+)/g, function(s, a, b) {return repl = true, a/b});
repl = true;
while(repl == true)
repl = false, m = m.replace(/([\d.]+)\+([\d.]+)/g, function(s, a, b) {return repl = true, a+b});
repl = true;
while(repl == true)
repl = false, m = m.replace(/([\d.]+)-([\d.]+)/g, function(s, a, b) {return repl = true, a-b});
return m;
}
var m1 = macros[r[2]], m2 = [];
for(var k = 0; k < m1.length; k++) {
var eq = /^\$(\d+)=(.+)$/.exec(m1[k]);
if(eq)
args[eq[1]-1] = +applyArgs(eq[2]);
else
m2.push(applyArgs(m1[k]).split(',').map(function(x) {return +x}));
}
g.shapes[j] = ['M', m2]; } else
g.shapes[j] = [r[2]].concat(args.map(function(x) {return +x}));
if(j < shape)
shape = j;
} else if(d == 'MOIN') // Specify Inches.
g.scale = 25.4;
else if(d == 'MOMM') // Specify MMs.
g.scale = 1;
else
console.log(d);
} else { // Function codes.
if(d[0] == 'G' && d[1] == '0' && d[2] == '4' || d[0] == 'M')
continue;
if(d[0] == 'G' && d[1] == '5' && d[2] == '4')
d = d.slice(3);
if(d == 'G70') { // Specify Inches.
g.scale = 25.4;
continue;
}
if(d == 'G74') { // Set Single quadrant mode.
mode &= ~4;
continue;
}
if(d == 'G75') { // Set Multi quadrant mode.
mode |= 4;
continue;
}
if(d == 'G36') { // Start Outline fill.
if(!(mode & 8))
g.cmds.push([8<<2, true]);
mode |= 8;
continue;
}
if(d == 'G37') { // End Outline fill.
if(mode & 8)
g.cmds.push([8<<2, false]);
mode &= ~8;
continue;
}
var cmode = 0;
if(d[0] == 'G' && d.length > 4) {
var r = /^\d*/.exec(d = d.slice(1)); // assert(r);
mode = (mode & 12) | (cmode = parseInt(r[0], 10));
d = d.slice(r[0].length);
}
function getNum(offset) {
var r = /^[-+\d]*/.exec(d = d.slice(offset)); // assert(r);
d = d.slice(r[0].length);
return numVal(r[0]);
}
var x = prevX, y = prevY, oi = 0, oj = 0, hasX = false, hasY = false;
if(d[0] == 'X')
x = getNum(1), hasX = true;
if(d[0] == 'Y')
y = getNum(1), hasY = true;
if(d[0] == 'I')
oi = getNum(1), (!(mode&2) && (x += oi, hasX = true));
if(d[0] == 'J')
oj = getNum(1), (!(mode&2) && (y += oj, hasY = true));
if(d[0] == 'D') {// Draw.
if(d[1] == '0')
g.cmds.push([(mode<<2) | d[2], shape, x, y, oi, oj]);
else
shape = d.slice(1)-10;
} else if(hasX && (x != prevX) || hasY && (y != prevY))
g.cmds.push([(mode<<2) | 1, shape, x, y, oi, oj]);
else
console.log(d);
prevX = x, prevY = y;
}
}
}
return g;
};

三.Gerber274X解析绘图Web效果图

JS解析展示,无交互功能,虽然是在前端,但最佳作法解析动作放在后端,后端解析后的数据或图像传送到前端

PCB javascript解析Gerber274X格式实现方法

部份Gerber274X解析说明引用了:

https://www.cnblogs.com/begincsdn/archive/2012/07/07/2580279.html

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