Cómo evitar los errores más comunes en tu proceso de diseño esquemático

Una Década de Diferencias

Los procesos de revisión de diseños esquemáticos eran mucho más simples hace 10 años, y el proceso de revisión esquemática para buscar errores no parecía requerir una dedicación tan enorme de horas hombre. Más de 10 años después, nuestros diseños se han vuelto más complejos que nunca. Y cuando se trata de diseñar circuitos complicados, con múltiples dispositivos de alto conteo de pines y grandes conectores en y fuera de la placa, surge un riesgo considerable de que los errores se escapen al proceso de fabricación.

Y todos sabemos a qué conduce eso, a las reiteraciones.

Recientemente me senté con Altium Designer para hablar sobre la nueva tecnología en la que estamos trabajando en Valydate para los chequeos de Análisis de Integridad Esquemática. En los últimos años, nos hemos beneficiado enormemente de todos los errores que los ingenieros cometen en el proceso de diseño esquemático. Es genial para nosotros, y también para los diseñadores, ya que finalmente hemos obtenido cierta claridad sobre cuántos errores potenciales hay en el proceso de diseño esquemático, y cuán pocos de ellos están siendo identificados realmente en revisiones manuales, basadas en humanos.

Comenzando Pequeño

Valydate tiene una historia interesante. Comenzamos con la intención de lanzar una herramienta EDA para Análisis de Integridad Esquemática pero simplemente no éramos lo suficientemente grandes en ese momento para hacer ese tipo de inversión. ¿La solución? Comenzar con una inversión más pequeña, desarrollar nuestra tecnología a través de una oferta basada en servicios y mostrar nuestra tecnología a través de la evaluación de proyectos reales de clientes.

¿Funcionó? Sí. Y mucho. Informe tras informe volvía de nuestros proyectos con clientes sobre errores similares que los diseñadores seguían cometiendo en su proceso de revisión esquemática, algunos de los cuales podrías descubrir que tú mismo estás cometiendo.

Encontrando Terreno en los Defectos de Diseño

Valydate pasó dos años, de 2011 a 2012, realizando informes de verificación de esquemáticos para cientos de ellos. Dividimos nuestros hallazgos en dos categorías:

• Errores críticos. Estos incluyeron errores en un esquemático que, si no se corrigen, muy probablemente incapacitarán un diseño.
• Defectos. Aunque no tan graves como los errores críticos, los defectos sin corregir aún tenían la posibilidad de causar pérdida de funcionalidad en un dispositivo.

Errores de Diseño Críticos

Nos sorprendió el tipo de errores críticos, que rompen el diseño, que estábamos encontrando en nuestras revisiones de esquemáticos. Un asombroso 21% del total de errores de diseño críticos estaban relacionados con la falta de una fuente de alimentación, con un 18% de los errores relacionados con tener múltiples salidas en una red. ¿Alguna vez has cometido estos errores en tu proceso de diseño?

Errores por Defectos

Los defectos también proporcionaron algunos insights interesantes, con el rango de defectos potenciales siendo mucho mayor que los errores críticos. ¿El más común de todos? El driver voh siendo más bajo que el receiver vih en un 22%. ¿Te resultan familiares alguno de estos?

La Conexión

Lo que encontré más fascinante a medida que nos acercábamos a la conclusión de nuestro estudio de 2 años es la similitud entre los errores de diseño. No es que el equipo de diseño esté cometiendo errores únicos aquí y allá. Había cientos de esquemáticos diferentes en este estudio, y todos ellos tenían los mismos fallos críticos en el diseño.

No necesariamente pienso que sea culpa del diseñador. Simplemente hay demasiado terreno que cubrir en las revisiones de diseño esquemático de hoy en día. Cuando se trata de cumplir con una ventana de lanzamiento, los errores van a pasar desapercibidos. En general, hay demasiadas variables basadas en el factor humano a considerar en el proceso de revisión esquemática. ¿Cómo saber nunca qué causó que un fallo de diseño se colara hasta la fabricación?

Soluciones Prácticas para Diseñadores

Después de concluir nuestro estudio de 2 años, notamos una tendencia con los errores de diseño más frecuentes: todos involucraban redes de alimentación, dispositivos programables y resistencias de pull-up/down inapropiadas. Aparte de las herramientas de análisis esquemático, hemos compilado 8 consejos prácticos para que los diseñadores tengan en cuenta la próxima vez que estén diseñando un esquemático para, con suerte, evitar algunos o todos estos errores críticos en el diseño.

Soluciones para Redes de Alimentación

• Al diseñar su esquemático, asegúrese de que cada voltaje requerido para la placa de circuito impreso tenga una fuente de alimentación definida con un nombre de red consistente, de lo contrario, podría arriesgarse a tener desconexiones si los nombres no son exactamente iguales.
• Asegúrese de inspeccionar los pines de alimentación en cada dispositivo para confirmar que están conectados a una fuente de alimentación con un voltaje mínimo y máximo correcto.
• Siempre haga un inventario de todos los tierras en su esquemático y confirme que cada red de tierra tenga una fuente de tierra específica.
• Haga un hábito verificar que los símbolos esquemáticos de su dispositivo incluyan pestañas en el esquemático que serán revisadas por un humano, y siempre use la misma referencia de pin que aparece en su hoja de datos.

Dispositivos Programables y Soluciones para Resistencias Faltantes

• Si está utilizando un dispositivo programable en su diseño, confirme que la lista de conexiones de su placa de circuito esté solicitando una conexión con el dispositivo con un pin correctamente definido.
• Verifique que su definición de pin programable no entre en conflicto con la definición requerida por su diseño de PCB. Mezclar configuraciones de pines puede llevar a errores cuando un pin para un FPGA está definido como una salida, pero usted lo configura como una entrada.
• Establezca un canal de comunicación con sus equipos de diseño de FPGA lo antes posible en el proceso de diseño para comunicar las expectativas pin por pin de nombres de pines, dirección, tecnología, presencia de pull-up/down y voltajes de bancos de alimentación.
• Tómese el tiempo para verificar que todas las redes de drenador abierto en un diseño estén cubiertas al menos con una provisión para pull-ups/downs.

Una Cuestión de Tiempo

Al final del día, creo que realmente se reduce a cuánto tiempo está dispuesto a invertir en su proceso de revisión de esquemáticos. Mientras que el proceso de revisión humana funcionaba muy bien hace una década, ahora estamos en un punto en el que los esquemáticos son demasiado complicados para verificar de manera confiable a mano.

Lo que realmente necesitamos ver es una herramienta de Análisis de Integridad Esquemática que pueda realizar todas estas comprobaciones por usted, y liberar su tiempo para asuntos más urgentes. Valydate está haciendo precisamente eso, y en las semanas venideras estamos emocionados de compartir una nueva extensión para Altium Designer^® que automatizará el proceso de revisión de esquemáticos para usted. Manténganse atentos, usuarios de Altium Designer , hay cosas buenas en el horizonte.

Michael es un líder empresarial consumado con un historial de aumentar ingresos, beneficios y cuota de mercado mientras impulsa altos niveles de lealtad entre clientes y empleados. Es igualmente capaz de dirigir equipos globales de I+D multidisciplinarios.

Antes de Valydate, Michael ocupó una variedad de posiciones de gestión en Desarrollo de Negocios, Ventas, Operaciones e Ingeniería dentro de Nortel Networks, CoreSim y más recientemente en Fidus Systems, donde lideró la expansión de la compañía hacia Silicon Valley. Actualmente, es el CEO de Valydate, empresa que cofundó en 2010.

Michael recibió un Bachillerato en Ingeniería de Sistemas Informáticos (Alta Distinción, Medalla del Senado) de la Universidad de Carleton y un Máster Ejecutivo en Administración de Empresas de la Universidad de Ottawa. Ha recibido muchos honores y premios, incluyendo el Premio OBJ 2009 Forty under Forty.