Neue Dimensionen der PCB-Simulation

Judy Warner
|  Created: June 3, 2021  |  Updated: June 10, 2021
Circuit Board layout

Judy Warner: Was war der technologische Anstoß für die Gründung des Unternehmens Avishtech?

Keshav Amla: Die einfache Antwort ist, dass wir einige große Schmerzpunkte im bestehenden Ansatz des Elektronikdesigns und der Elektronikentwicklung erkannten, die die Signalintegrität, die Herstellbarkeit und die Zuverlässigkeit von Platinen betreffen. Was die Signalintegrität anbelangt, hatten wir insbesondere Bedenken bezüglich der Verlustmodellierung, aber ein noch größerer Grund zur Sorge war die Unfähigkeit, Probleme bei der Herstellbarkeit und Zuverlässigkeit vorherzusagen. Im Grunde genommen bestand die alte Vorgehensweise darin, Testplatinen repetitiv zu bauen und das Design mehrfach zu überarbeiten. Wir trauten es uns zu, die notwendige Technologie zu entwickeln, um das Real-World-Verhalten in der Lagenaufbau-Designphase vorherzusagen.

Tarun Amla: Nur um das zu ergänzen - ein wichtiger Punkt ist, dass es bei Testplatinen keine Einheitslösung gibt. Jeder Lagenaufbau ist anders und eine erfolgreiche Testreihe mit einer Prototyp-Platine bedeutet letztendlich nur, dass das spezielle Design, das bei dieser Prototyp-Platine verwendet wird, funktioniert. Normalerweise denken die Leute, dass sie eine "Worst-Case"-Testplatine bauen können, aber so etwas gibt es in der Realität nicht.

Judy Warner: Welche Tools und Dienstleistungen bietet Avishtech an?


Tarun Amla: Wir bieten unsere Gauss-Linie von Design- und Simulationssoftware an. Gauss 2D ist unser 2D-Solver für elektromagnetische Felder und ein frequenzabhängiges Tool für die Signalintegritätssimulation von Übertragungsleitungen, und Gauss Stack ist unser PCB-Lagenaufbau-Design- und Simulationstool für die Vorhersage von Zuverlässigkeit, Herstellbarkeit und Signalintegrität.
Außerdem haben wir jetzt unser Gauss Synthesis-Angebot eingeführt, das es Kunden ermöglicht, auf die Funktionalität unserer Tool-Sets online, on-demand und nach Bedarf zuzugreifen. Dabei müssen sie nicht lernen, wie man ein bestimmtes Tool-Set benutzt oder wie man die Ergebnisse interpretiert. Sie können einfach eine Bestellung mit den erforderlichen Eingabedaten abschicken und erhalten dann einen Bericht mit Ihren Ergebnissen und Experten-Feedback.

graph about ground plane lossesgauss chart

 

Judy Warner: Was unterscheidet die Gauss-Toolsets von den Angeboten anderer EDA-Anbieter?

Keshav Amla: Gauss Stack ist eine vollständig integrierte Design- und Simulationsumgebung für die Vorhersage von Herstellbarkeitsproblemen, wie z. B. "Glass Stop" und Harzarmut, sowie der Zuverlässigkeit von Durchkontaktierungen, Microvia und Lötstellen. Vor der Einführung von Gauss Stack wurden diese Probleme erst viele Monate nach dem Designprozess beim Bau von Testplatinen entdeckt, wobei man zwar Fehler entdeckte, aber keine Hinweise darauf hatte, wie man sie beheben kann. Mit Gauss Stack können Sie jetzt diesen Prototyping-Prozess durchlaufen und Änderungen direkt in der Software vornehmen, und zwar innerhalb von Stunden und nicht erst nach Monaten


Ein wesentlicher Aspekt, der Gauss 2D auszeichnet, bezieht sich auf Masseflächeverluste. Masseflächeverluste werden bei hohen Frequenzen ziemlich signifikant und können >35 % der Leiterverluste ausmachen, aber sie werden in den Toolsets der Konkurrenz nicht berücksichtigt. Gauss 2D ist das erste und einzige Tool auf dem Markt (zusammen mit Gauss Stack), das Masseflächeverluste in die Verlustmodellierung einbezieht und damit die Lücke zwischen SI-Simulation und realer Leistung schließt. Eine weitere spannende Neuheit in Gauss 2D ist unser Breitband-Extraktions-Dienstprogramm, mit dem der Anwender direkt aus einem Satz von S-Parametern die RMS-Kupferrauheit sowie die Dk- und Df-Werte über den gesamten Frequenzbereich extrahieren kann.
Mit Gauss Synthesis bieten wir unseren Kunden zusätzliche Flexibilität beim Zugriff auf unserer Toolsets - durch Jahreslizenzen oder erstklassige On-Demand-Modelle - je nachdem, was ihren speziellen Bedürfnissen am besten entspricht.
 

Guass spreadsheet

 

Judy Warner: Bei welchen spezifischen Design-Herausforderungen und Schwachpunkten bieten die Toolsets und Services von Avishtech Abhilfe?

Tarun Amla: Gauss Stack ermöglicht es einem Benutzer, ein Design zu erstellen, das auf Anhieb funktioniert. Hierzu stell die Software eine Simulationsumgebung bereit, die langfristige Zuverlässigkeit prognostiziert und Fehlermodi in der Lagenaufbauphase erfasst. Gauss Stack kann für Zuverlässigkeitsprüfungen verwendete Testplatinen ersetzen, sodass unsere Kunden Geld sparen und mit besseren Designs schneller auf den Markt gehen können.
Gauss 2D bietet Benutzern die tiefgreifende Granularität und extreme Genauigkeit, die erforderlich sind, um das Verhalten von Übertragungsleitungen durch Simulation und nicht durch Signalintegritäts-Testplatinen (SITVs) richtig zu charakterisieren. Gauss 2D simuliert die Impedanz und die RLGC-Werte genau und, was am wichtigsten ist, kann im Gegensatz zu allen anderen Tools die SITVs effektiv ersetzen.


Mit Gauss Synthesis können auch Unternehmen, die kein komplettes Abonnement für unsere Toolsets benötigen, die Vorteile der darin enthaltenen Funktionen nutzen. Wir bieten unseren Kunden auch zusätzliche Mehrwertdienste, wie z. B. Dimensionsstabilitätssimulationen und Design-to-Requirement-Services, ohne dass sie ein komplettes Jahresabonnement erwerben oder die Toolsets selbst ausführen müssen.

Judy Warner:  Warum sind diese Herausforderungen und Faktoren zum jetzigen Zeitpunkt so kritisch?

Keshav Amla: Die heutigen Produkte mit hohen Datenraten, einschließlich Anwendungen mit 112 Gbit/s/Kanal und 5G/mm-Wellen, erlauben nur sehr wenig Spielraum. Zudem erfordern viele dieser Designs einen Abgleich vieler verschiedener Ziele. Zum Beispiel können für viele 5G-Platinen hybride Designs erforderlich sein, die eine ganze Litanei von Problemen mit sich bringen – Probleme, die Tools wie unsere erfordern. Scheinbar harmlose Unterschiede können den Unterschied zwischen einer funktionierenden Platine und einer nicht herstellbaren Platine ausmachen. Aufgrund dieser begrenzten Spielräume und der manchmal widersprüchlichen Ziele stoßen die Designer immer häufiger auf diese Probleme. 

Judy Warner: Was sind die geschäftlichen und wirtschaftlichen Faktoren, die durch Avishtechs Toolsets und Dienstleistungen angegangen werden?

Tarun Amla: Unsere Toolsets unterstützen die Herstellbarkeit, die Zuverlässigkeit, die Wettbewerbsvorteile und die Gesamtrentabilität der mit ihnen entworfenen Endprodukte. Mit den Simulationsfunktionen, die unsere Toolsets bieten, können Unternehmen kostspielige Nachbesserungen vermeiden, die aus Designs resultieren, die nicht ganz richtig sind oder nicht so funktionieren, wie sie sollten. Noch schlimmer sind Ausfälle im Feld, die nicht nur verheerende und lang anhaltende Auswirkungen auf den Gewinn, sondern auch auf den Ruf haben können. 
Mit der Gauss-Produktlinie minimieren wir das Risiko und reduzieren die Zeit bis zur Markteinführung erheblich, was für unsere Kunden einen erheblichen Wettbewerbsvorteil darstellen kann.

Judy Warner: Welche Kenntnisse sind erforderlich, um Avishtechs Toolsets und Dienstleistungen zu nutzen?

Keshav Amla: Wir haben viel Zeit und Energie darauf verwendet, unsere Tools so zu gestalten, dass sie einfach zu erlernen und zu benutzen sind. Diese Benutzerfreundlichkeit war ein zentraler Bestandteil unserer Entwicklung für alle unsere Angebote und deshalb gibt es praktisch keine Lernkurve.

Anmerkung der Redaktion: Mehr über Gauss 2D und Gauss Stack erfahren Sie unter  www.avishtech.com

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Judy Warner ist seit über 25 Jahren in einer einzigartigen Vielfalt von Rollen in der Elektronikindustrie tätig. Sie verfügt über einen Hintergrund in der Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz- und Mikrowellen-Leiterplatten, sowie in der Auftragsfertigung mit Schwerpunkt auf Militär-, Luft- & Raumfahrt-Anwendungen.

Darüber hinaus war sie als Autorin, Bloggerin und Journalistin für verschiedene Branchenpublikationen wie Microwave Journal, PCB007 Magazine, PCB Design007, PCD&F und IEEE Microwave Magazine tätig und ist ein aktives Vorstandsmitglied der PCEA (Printed Circuit Engineering Association). Im Jahr 2017 kam Warner als Director of Community Engagement zu Altium. Neben der Veranstaltung des OnTrack-Podcasts und der Erstellung des OnTrack-Newsletters rief sie die jährliche Altium-Anwenderkonferenz AltiumLive ins Leben. Warners Leidenschaft ist es, Ressourcen, Unterstützung und Fürsprecher für PCB Design Engineers weltweit bereitzustellen.

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