新的软件平台可以摆脱有时爬行到手动印刷电路板审查流程的微妙错误。
David Wiens, Kerry Thalmann |导师图形,西门子业务
印刷电路板和多板产品的增长复杂性具有过时的传统设计分析和验证技术。手动评论不再达到任务。依赖于所有设计分析的专家创造了延迟项目时间表的瓶颈。
传统的电路板设计过程通常以变成PCB布局变成的原理图。下一步通常会在新产品介绍(NPI)平台上处理PCB设计到制造切换的。接下来是一个原型板,在设计击中制造之前经过可靠性检查。值得注意的是,在每个程序之后存在手动对等审查。
今天复杂的pcb很容易包含一些微妙的错误,即使是在传统的手工同行评审过程中也会被专家忽略。它采用了一种现代的自动验证方法来捕捉源的原理图错误。为了减少对专家的依赖,趋势是提供非专家工程师可以在他们熟悉的设计创作环境中使用的分析工具。这些现代方法为设计工程师和工程项目经理提供了显著的好处。
在过去,在PCB布局之前进行的同行评审对于单个PCB上的简单设计工作得相当好。对于更大的设计来说,这种手动过程变得很笨拙。通过人工审查的原理图错误进入PCB布局。它们通常直到原型设计阶段才被发现。这些错误通常会导致故障,需要实验室调试时间来确定根本原因。那些本来应该在布局之前就被发现的错误,因为它们很容易被纠正,结果却导致了昂贵的设计重复。
为了消除这种效率低下,设计自动化提供商现在倡导所谓的左右方法。这个想法是在设计过程中之前整合验证。在他们可以向前传播到项目的后续阶段之前,益处是捕获误差和潜在问题的可能性增加。
在左移方法中,自动的原理图完整性分析取代了手动检查。它可以在设计中对所有网进行全面检查,无论是单板系统还是多板系统。它使用预定义的常见原理图错误检查和智能组件模型库进行检查。分析与原理图输入并行进行,在布局开始之前消除了最常见的原理图错误。
验证可能暴露的典型问题包括缺少电源和接地连接、不正确的二极管方向、缺少或冗余上拉和下拉电阻、电容电压降值、网缺少驱动器或接收器、驱动器/接收器技术匹配、板对板连接、总线翻转错误(MSB到LSB)等。用自动化的方法取代手动的审查过程会带来更大的覆盖范围,并让设计工程师有更大的可能性使用示意图进入布局,这将提供首次通过的成功。
自动验证还可以强制良好的PCB设计实践。用于信号和功率完整性的路由约束以及测试设计限制,是在原理图捕获期间应指定的因素,而不是在布局阶段的鞋带连接。在布局过程中,应验证信号和功率完整性,EMI合规性,热分析和振动分析。
多维验证方案包括在项目的原理图和布局阶段部署的广泛的分析和验证工具。这些工具简单足以被非专业PCB设计工程师和布局设计人员使用。这些个人可以在熟悉的创作环境中工作,以便在设计流程中尽早识别潜在问题。
现代多维分析和验证平台进行一系列的分析步骤在板的原理图和布局阶段开发的减少需要输入从人体工程学专家和减少设计re-spins初始板设计问题造成的问题。
在原理图捕获过程中,会进行自动的原理图完整性分析,以消除手工评审中经常忽略的常见错误。信号完整性和功率完整性分析可以确定一组位置和路由约束。约束被向前传递到布局。在原理图输入过程中也建议进行可测试性分析。在这里,软件识别测试点需求,并将它们作为附加约束传递给布局。
在布局过程中,组件放置过程中会进行一些分析。这些分析包括电磁干扰验证、热分析、振动/加速度和可制造性评估。在传统的设计流程中,这些问题可能只有在EMI、thermal或HALT测试室内进行物理测试后才会出现。在布局过程中没有发现的影响设计的机械完整性的问题通常是最昂贵和耗时的修复。这样的问题通常需要重新旋转电路板和模具的改变来纠正。在布局过程中进行模拟极大地提高了避免此类困难并获得首通成功的可能性。
总而言之,左移验证过程在设计到达PCB专家之前显著地改进了设计。它大大减少了对详尽的全面筛选的需要,并让这些专家专注于仍然存在的关键二阶问题。
工程项目经理
由于潜在问题的许多来源,传统的设计流程令人沮丧地难以预测。因此,经验丰富的管理人员通常将至少一个设计旋转到项目时间表中,但即使是覆盖所有突发事件也很少足以覆盖所有突发事件。
研究显示(Lifecycle Insights - 2018年9月),使用传统工艺流程的典型项目要进行2.9次循环,平均进度为8.5天,每次循环成本为4.4万美元。对于高性能的设计,成本通常要高得多。因此,传统的方法浪费了时间、人才、材料,并使项目面临被取消的风险。
Xpedition平台的屏幕截图描述了集成可测试性分析(左)、自动原理图验证(上)和在电路板布局期间进行的并行制造设计分析(下)。在此之前,这些程序可能会在董事会设计周期的后期进行,可能会使必要的更改成本更高。
显然,传统方法可能导致在项目后期发现问题,从而使进度处于风险之中。在这种紧急情况下,工程“老虎团队”通常是通过将工程师从其他项目中拉出来,从而推迟这些项目的进度而组成的。技术人员经常必须加班返工和测试电路板。任何额外的棋盘旋转或机制设计改变都需要在游戏后期带来昂贵的冲刺费用。最后一分钟的意外会导致进度延迟和项目预算的增加。左移方法在计划的早期点调用验证和分析,以消除这些最后的意外。
依赖工程专家也可以带来进度延迟。这些人始终处于高需求,并经常同时支持多个项目。但是依赖专家造成的瓶颈可以在设计作者获得功能强大时停止,但易于使用的分析工具。在达到专业之前,设计人员本身可以显着提高设计的质量,减少专家对详尽的全电容筛查的需求。
左移法需要一个全面的系统设计平台来进行前期设计分析和验证。门拓是西门子旗下的一家企业,是第一家拥有广泛成熟技术组合的电子设计软件公司,可实现左移设计验证。
用于单电路和多板PCB系统设计的全集成的XPEDITION验证平台包括具有内置自动设计检查的自动化原理图分析和智能型号的广泛文库。可测试性分析,振动分析的自动组件建模,刚性弯曲和多板设计的直流电压降分析以及布局期间的并发DFM分析,是在创作环境中集成的其他技术,便于更快验证。这一新的多维验证平台的好处是减少昂贵的设计重新旋转,改善新产品的上市时间,以及更高质量的产品,缺陷更少。
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