Arbeiten mit Designvarianten

Einführung

Man sagt, Abwechslung sei die Würze des Lebens. Das gilt auch für PCB-Designs. Es mag für einige überraschend sein, aber viele Unternehmen sind im Geschäft und jagen ständig diesem Ding namens „Gewinne“ hinterher (ich benutze hier meine sarkastische Stimme). Es ist völlig verständlich, dass Gewinn das ist, was die Türen offen und die Menschen beschäftigt hält. Eine bedeutende Art und Weise, wie sie die Gewinnmarge verbessern, ist, eine Vielzahl von Produktlinien für ihre Kunden verfügbar zu haben. Aber mehrere Produkte durch die Entwicklung zu bringen, kann für jedes Unternehmen sehr kostspielig sein. Daher können enorme Einsparungen erzielt werden, wenn diese Produktlinien als Designvarianten entwickelt werden. Man entwickelt ein einzelnes PCB-Design mit Variationen von Baugruppen. Auf diese Weise erhalten Unternehmen mehr „Knall für ihr Geld“. Weniger für Produktentwicklung ausgeben und Gewinne steigern. Aber beim Umgang mit Designvarianten muss besondere Aufmerksamkeit auf mehrere Bereiche gelegt werden, was ich (teilweise) in diesem Blog behandeln werde.

Was sind Designvarianten?

Das Konzept der Designvarianten beinhaltet, ein einzelnes PCB-Design zu nehmen und dann auf der Montageseite spezifische Komponenten, die im Design verwendet werden, zu modifizieren. Entweder durch Nicht-Installation oder Auswahl alternativer Komponenten als Ersatz in einer spezifischen Montage, um letztendlich verschiedene Endprodukte zu erstellen. Lassen Sie mich Ihnen ein großartiges Beispiel geben: Sie könnten ein PCB-Design haben, das DRAMs unterschiedlicher Speichergrößen verwendet. Auf diese Weise könnten Sie mehrere Produktlinien unterstützen.

Zum Nachdenken

Es gibt so etwas wie eine PCB-Variante nicht. Das PCB kann sich nicht ändern. Wenn man mit alternativen Variantenkomponenten arbeitet, ist es wesentlich zu wissen, dass es nicht erforderlich ist, dass eine bestimmte Komponente ein „Drop-in“-Ersatz ist. Aber das kommt mit einer großen Warnung, und es erfordert ein wenig Planung, um sich auf jedes Komponentenszenario sowohl physisch als auch elektrisch vorzubereiten. Physisch, in unserem früheren Beispiel mit dem DRAM, bietet der Markt Komponenten von 4Mb (256KX16) bis zu 64Gb (2G X 32) mit insgesamt 112 verschiedenen Speichergrößen, die insgesamt 186 verschiedene physische Footprints verwenden. So können wir sehen, dass Sie wahrscheinlich nicht jeden einzelnen DRAM auf dem Markt in Ihren Produkten abdecken können.

Hier stehen wir vor einer wichtigen Entscheidung – genau welche Designvarianten Ihrer Produkte werden Sie anbieten? Wahrscheinlich einige der beliebtesten, die in Bezug auf Marktfähigkeit hoch bewertet wurden. Es wäre gut, wenn alle Varianten denselben Footprint verwenden würden, aber manchmal ist das einfach nicht der Fall. Also machen Sie Anpassungen für diese Varianten. Eine Möglichkeit, damit umzugehen, ist die Verwendung eines Mehrfach-Footprint-Modells. Mein persönlicher Favorit ist ein Mehrfach-Footprint, der bis zu vier verschiedene physische Komponenten am gleichen Ort aufnehmen konnte. Ein erheblicher Nachteil der Verwendung mehrerer Footprints, insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsdesigns, ist der Einfluss von überschüssigem ungenutztem Kupfer und die Aufrechterhaltung der Signalintegrität.

Die andere Seite der Medaille ist der Umgang mit der alternativen Komponente in elektrischer Hinsicht. Es könnte kein direkter Ersatz sein. Eine perfekte Lösung für dieses Problem ist die Verwendung von Auswahlkomponenten wie DIP-Schaltern oder sogar diskreten (Zero-Ohm-Widerständen) als Möglichkeit, die alternativen Variantenkomponenten zu konfigurieren.

Arbeiten mit Parameterinformationen

Jeder, der mit Montagevarianten gearbeitet hat, sieht, wie es sich in die parametrischen Techniken von Altium einfügt. Die PCB hat ihre eigene Ebene der Parameterinformationen, die an die Fabrikationsdokumente weitergegeben wird, und die Varianten haben ihre Ebene mit einzigartigen Informationen, die in den Montagedokumenten benötigt werden. Vor ein paar Jahren habe ich ein PCB-Design gemacht, das insgesamt 12 verschiedene PCBA-Varianten hatte. Das Hauptproblem war, dass jede von ihnen einzigartige Teilenummern, Gedruckte Schaltungsplatinen-Montage (PCBA) Namen und unterschiedliche Revisionsstufen hatte, alles ausgehend von einer einzigen PCB. Wie Sie jede der Varianten dokumentieren, ist sehr wichtig, vor allem, wenn Sie Konfigurationskomponenten verwenden, wie zuvor erwähnt. Das Ergebnis ist ein unterschiedliches Dokumentationspaket für jede PCBA.

Beim Erstellen einer Variante haben Sie auch die Möglichkeit, verschiedene Parameter für diese Variante einzurichten. Ich würde mindestens einen Variantennamen, eine Variantennummer und eine Revision empfehlen.

Wenn Sie diese Variantenparameternamen in einer Vorlage verwenden, nutzen sie den spezifischen Variantenparameter in der Dokumentvorlage. Ich würde Ihnen dringend empfehlen, diesen Bereich der Varianten und Parameter weiter zu studieren; lernen Sie, wie Sie sie in einer Vorlage verwenden können. Sie beginnen, die Kraft von Altium und die Standardisierung Ihrer Prozesse und Dokumente zu sehen.

Schlussfolgerung

Das Wenige, das ich hier beitragen konnte, war keineswegs ein abschließendes letztes Wort zum Thema PCB-Designvarianten. Aber ich hoffe, Sie haben gesehen, dass Sie, wenn Sie beginnen, mehrere der „Disziplinen“ in Altium zu nutzen, wie Design- oder BOM-Varianten, Parameter in Verbindung mit einem gewissen Verständnis für Vorlagen, Altium auf einer anderen Ebene verwenden. Das ist schon die halbe Miete – zu verstehen, welche Werkzeuge wir haben und wie wir sie besser nutzen können.

Ich habe festgestellt, dass viele Designer die Altium-Software nicht einmal zu 10-20 % ihres Potenzials nutzen. Das ist so, als würde man hinter dem Steuer eines Hochleistungssportwagens sitzen und ihn nie aus dem ersten Gang herausbekommen. Für uns ist es an der Zeit, einen Gang hochzuschalten.

Erstellen von Designvarianten

Sie richten alle Varianten im Schaltplan eines Designs ein und verwalten diese. Für jede vorhandene Komponente gibt es drei Optionen. Entweder ist eine Komponente eingebaut, nicht eingebaut oder wird durch eine alternative Komponente ersetzt. Wenn alle Variantenkomponenten eingebaut sind, spricht man von der Basisvariante.

Sie können eine Variante hinzufügen, indem Sie—warten Sie darauf— auf <Add Variant> klicken. Das wird eine Spalte zur Komponentenliste hinzufügen. Sie können auch eine Änderung in der Variante vornehmen, indem Sie die Komponente auswählen und das sogenannte Eclipse-Kontrollfeld auswählen. Dies ermöglicht die Auswahl einer der drei Optionen (Eingebaut, Nicht eingebaut oder die Alternativkomponente).

Die verschiedenen Varianten werden angezeigt (versuchen Sie das mal schnell dreimal zu sagen), indem sie in der Projektliste ausgewählt werden. Die nicht eingebauten und alternativen Variantenkomponenten sind vollständig konfigurierbar.

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