新的软件平台可以防止手工印制电路板审核过程中出现的细微错误。
David Wiens, Kerry Thalmann报道Mentor Graphics,西门子公司
印刷电路板和多板产品日益复杂,传统的设计分析和验证技术已经过时。手工审查不再能胜任这项任务。依赖专家进行所有的设计分析会造成瓶颈,从而延迟项目进度。
今天复杂的pcb很容易包含许多微妙的错误,即使在传统的人工同行评审过程中专家也不会注意到这些错误。它采用一种现代的、自动的验证方法来从源头捕获原理图错误。为了减少对专家的依赖,趋势是提供分析工具,供非专业人员在他们熟悉的设计创作环境中使用。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。
过去,在PCB布局之前进行的同行评审对于单个PCB上的简单设计相当有效。对于更大的设计来说,这种手工过程变得非常笨拙。通过手工检查的原理图错误会影响到PCB布局。它们通常在原型设计阶段才被发现。这些错误通常会导致需要实验室调试时间来确定根本原因的失败。在布局之前就应该被捕捉到的错误,在那里它们很容易被纠正,最终导致昂贵的设计重新旋转。
为了消除这种低效率,设计自动化供应商现在提倡所谓的左移方法。这个想法是在设计过程的早期集成验证。这样做的好处是,在源头捕获错误和潜在问题的可能性增加了,而这些错误和潜在问题还没有传播到项目的后续阶段。
在左移方法中,自动原理图完整性分析取代了手动检查。它能够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。分析与原理图入口并行进行,并在布局开始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漏电和接地连接、二极管方向不正确、漏电或冗余上拉和下拉电阻、电容器电压降降、漏网驱动器或接收器、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。用自动化的方法代替人工审查过程,可以获得更大的覆盖率,并使设计工程师更有可能使用原理图进入布局,从而提供第一次通过的成功。
自动化验证也可以推动良好的PCB设计实践。信号和电源完整性的路由约束,以及测试设计约束,是应该在原理图捕获期间指定的因素,而不是在布局阶段硬塞进去。在布置过程中,应验证信号和电源完整性、EMI符合性、热分析和振动分析。
多维验证方案包括在项目示意图和布局阶段部署的广泛的分析和验证工具。这些工具非常简单,非专业PCB设计工程师和布局设计人员都可以使用。这些人可以在他们熟悉的创作环境中工作,以尽可能早地识别设计流程中的潜在问题。
在原理图捕获过程中,将进行自动原理图完整性分析,以消除在手工审查中经常忽略的常见错误。信号完整性和功率完整性分析用于确定一组放置和路由约束。约束被传递给布局。在原理图输入过程中进行可测试性分析也是可取的。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EMI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、热或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最耗时的修复。这样的问题通常需要重新调整电路板和工具的变化来纠正。布局过程中的模拟大大提高了避免这种困难和获得首关成功的可能性。
总而言之,左移验证过程在到达PCB专家面前显著改善了设计。它大大减少了全面全面筛查的需要,并让这些专家只专注于仍然存在的关键二阶问题。
工程项目经理
由于许多潜在问题的来源,传统的设计流程令人沮丧地难以预测。因此,经验丰富的经理通常会在项目进度中加入至少一个设计环节,但即使这样也不足以应对所有突发事件。
研究表明(生命周期洞察- 2018年9月),使用传统工艺流程的典型项目需要进行2.9次循环,平均周期为8.5天,每次循环成本为4.4万美元。对于高性能设计,成本往往更高。因此,传统的方法浪费了时间、人才、材料,并使项目面临取消的风险。
显然,传统的方法会导致在项目后期发现问题,从而使进度处于危险之中。在这种紧急情况下,工程“老虎团队”通常是通过把工程师从其他项目中拉出来来组建的,从而推迟这些项目的进度。技术人员经常必须加班返工和测试电路板。在游戏后期所需要的任何额外的板子旋转或机制设计改变都会带来昂贵的rush charge。最后一分钟的意外可能会导致进度延迟和扩大项目预算。左移方法在时间表的早期点调用验证和分析,以消除这些最后时刻的意外。
对工程专家的依赖也会导致进度延迟。这些人总是有很高的需求,并且经常同时支持多个项目。但是,当设计作者获得强大的、易于使用的分析工具时,依赖专家所造成的瓶颈就会消失。设计师本身就可以在设计到达专家面前显著提高设计的质量,从而减少了专家进行全面全面筛选的必要性。
左移方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。Mentor是一家西门子公司,是第一家拥有广泛的经过验证的技术组合的电子设计软件公司,可以实现左移设计验证。
完整集成的Xpedition验证平台,用于单板和多板PCB系统设计,包括自动原理图完整性分析,内置自动设计检查和广泛的智能模型库。可测试性分析、振动分析的自动化组件建模、刚性挠性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,都是集成在创作环境中的额外技术,可以更容易、更快地进行验证。这种新的多维验证平台的好处是减少了昂贵的设计重新旋转,改善了新产品的上市时间,开发出质量更高、缺陷更少的产品。
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