Los diseñadores de PCB de hoy impulsan el diseño de productos electrónicos

Los diseñadores de PCB profesionales saben que desempeñan un papel fundamental en el proceso de diseño y desarrollo de productos electrónicos. Sin placas de circuitos, los famosos semiconductores carecerían de sentido y no podrían brindarnos todas esas experiencias de vanguardia de las que disfrutamos hoy en día. A pesar de que los diseñadores de PCB son un elemento importantísimo en el proceso de desarrollo de productos electrónicos, siguen recibiendo poca atención en lo que a herramientas de desarrollo de productos se refiere. El software de diseño de PCB es una herramienta estupenda para crear un diseño físico, incluso si sus prestaciones han evolucionado lentamente hasta convertirse en un paquete integral de desarrollo de productos.
¿Qué puede hacer la industria para apoyar a los diseñadores de PCB a medida que continúan asumiendo un papel más activo en el diseño y desarrollo de productos electrónicos? En Altium, hemos dado un giro progresivo hacia un nuevo enfoque a nivel de sistema y hacia la creación de herramientas que impliquen más a los diseñadores de PCB en todo el proceso de desarrollo del producto. Como se suele decir, la ingeniería "sobre la pared" ha pasado a mejor vida... Los productos de más éxito de hoy en día se construyen en un proceso colaborativo.

¿Qué implica el diseño de productos electrónicos más allá de las placas de circuito impreso?

La propia idea del diseño de productos debería plantearse de una manera más lógica: se trata de entender el sistema como un todo y los objetivos se logran mediante la integración de la ingeniería en las relaciones entre los principales componentes del propio sistema. Por ejemplo: la carcasa y los elementos de la HMI determinan la distribución de la PCB y la selección de componentes para los EE, el número de placas y conectores determina las necesidades de arneses, los resultados de las simulaciones pueden influir en la disposición del conjunto y los materiales seleccionados... La lista de posibles relaciones de ingeniería en un sistema puede ser, obviamente, muy larga.

La carcasa

Si bien la PCB y sus componentes son los responsables de crear la experiencia de usuario deseada, la carcasa es con lo que el usuario interactuará. Por supuesto, la carcasa tiene que hacer accesible la experiencia de usuario y debe tener una estética agradable. También necesita albergar todos los componentes y subsistemas en un solo paquete, y este simple requisito se encarga por sí solo de imponer serias restricciones al diseño de la PCB.

Sistemas multiplaca

Cada vez menos productos dependen de una única placa o componente y muchos de ellos no permanecerán invariables a lo largo de su ciclo de vida. Muchos productos dependen de múltiples componentes y subsistemas, incluidas varias PCB que deben conectarse entre sí de forma eléctrica y mecánicamente. En las aplicaciones MCAD, los diseñadores mecánicos tienen dos enfoques para trabajar con sus colaboradores de ECAD.

El sistema tradicional: Exportar cada placa como un modelo STEP, compartirlas o enviarlas por correo electrónico al usuario de MCAD y, a continuación, importarlas a una aplicación de MCAD para realizar las comprobaciones mecánicas.

La nueva metodología: Colaboración integrada ECAD/MCAD, en la que el usuario de MCAD puede acceder a todas las placas como un único sistema sin necesidad de exportar archivos.

Todavía podemos ver que esto sucede en muchas empresas, donde el diseñador de eléctrico y el mecánico se ven obligados a exportar archivos entre sí para poder ver el diseño mecánico de un producto. Altium 365 ha solucionado este problema proporcionando la extensión MCAD CoDesigner a través de la nube para que los usuarios de MCAD y ECAD puedan colaborar directamente en una plataforma online segura.

• Más información sobre MCAD CoDesigner para Altium Designer

El nuevo enfoque es aplicar definiciones lógicas entre placas y visualizar las restricciones mecánicas en la herramienta CAD de PCB. La colaboración ECAD/MCAD, en la que el software de diseño mecánico y eléctrico están integrados, resuelve el problema de la colaboración mecánica. Las definiciones lógicas entre diferentes placas son algo totalmente nuevo que requiere el diseño de cables y arneses, tanto en los esquemáticos como en el diseño de la PCB.

Diseño de cables y arneses de cableado

Cuando hay varias placas en un montaje, es necesario conectarlas entre sí eléctrica y mecánicamente. Los arneses de cableado y los cables son los componentes estándar que se utilizan para conectar varias placas en un montaje. Si bien el cableado se puede simular y visualizar mecánicamente en 3D, estas conexiones rara vez se definen de forma lógica en los esquemáticos. Esto significa que no hay comprobación de conectividad neta en todos los cables, de modo que el diseñador eléctrico no puede sacarle partido a muchas de las herramientas de simulación eléctrica y verificación necesarias para una evaluación completa del producto sin una aplicación de modelado externa.

Con las definiciones lógicas ahora incorporadas en los esquemáticos, los usuarios pueden verificar la conectividad de red en el diseño de PCB según la definición lógica en el editor de esquemas. Para productos electrónicos avanzados con múltiples placas y componentes, esto brinda una nueva dimensión al diseño basado en reglas dentro de una herramienta ECAD. La definición lógica de un arnés no cambia su función como elemento mecánico en un diseño de PCB y todo el montaje se puede utilizar en una aplicación MCAD como parte del diseño mecánico.

Alimentación y EMI

Cualquier dispositivo electrónico que se produzca y comercialice en masa debe superar unas pruebas de emisiones y recibir una certificación para ser considerado apto. Para los productos electrónicos avanzados con muchos subsistemas digitales, la relación entre alimentación y EMI es un aspecto especialmente delicado. La inestabilidad en el suministro de energía provoca interferencias electromagnéticas radiadas y conducidas, por lo que es necesario identificarlas previamente en el proceso de diseño.

Los diseñadores de PCB necesitan tener acceso a herramientas de simulación dentro de su software de diseño que les sirvan para agilizar el proceso de creación del modelo, así como para la iteración y la optimización. Históricamente, el proceso de simulación ha sufrido de las mismas ineficiencias que se daban en la colaboración con los usuarios de MCAD: era necesario exportar los modelos y, después, alguien con un doctorado en electromagnetismo computacional tenía que crear un modelo numérico del diseño para poder ejecutar las simulaciones.

El acceso a las capacidades de simulación para diagnosticar problemas de alimentación debe ocurrir directamente dentro del diseño de la PCB. Las herramientas de análisis de PDN existen desde hace algún tiempo, pero las nuevas generaciones de herramientas no requieren que los usuarios salgan de su editor de PCB. En cambio, el proceso de diseño de un producto electrónico requiere de una iteración más rápida sin tener que recurrir a simulaciones más lentas a nivel de sistema:

1. El diseñador de circuitos impresos (PCB) puede identificar rápidamente muchos problemas de potencia sencillos mientras está trabajando en el esquemático.
2. Estos problemas pueden corregirse dentro del propio diseño de la PCB sin necesidad de exportar un modelo.
3. En el momento en que se necesite una evaluación completa del sistema, se exporta un modelo y se entrega a un ingeniero de simulaciones.

Para ayudar a los diseñadores de PCB a mantener la productividad, las herramientas EDA necesitan más integraciones de este tipo directamente en el editor de PCB. La nueva herramienta Power Analyzer de Altium Designer proporciona exactamente estas capacidades para ayudar a los equipos de desarrollo de productos a optimizar sus flujos de trabajo de evaluación y optimización.

• Más información sobre Power Analyzer de Keysight en Altium Designer

Colaboración y trabajo en equipo

Para que el desarrollo de productos funcione correctamente, todas las partes implicadas deben tener herramientas de colaboración que agilicen la comunicación. Estas son algunas de las funciones que necesitan los equipos de diseño y desarrollo de productos electrónicos:

• Gestión de tareas y asignaciones a los integrantes del equipo.
• Funciones de comparación y combinación de diferencias integrables con el control de versiones.
• Opción de comentarios en toda la documentación.
• Acceso a los datos de los componentes en una plataforma segura en la nube.

Las opciones de comentarios en toda la documentación de diseño de una PCB permiten la colaboración a lo largo de todo el proceso de desarrollo del producto hasta la fase de producción.

Los diseñadores de PCB que crean tecnologías avanzadas pueden aprovechar las mejores funciones de diseño y desarrollo de productos electrónicos del sector en la versión más reciente de Altium Designer®. Los integrantes de un equipo pueden colaborar, compartir datos de diseño y crear procesos de diseño optimizados utilizando la plataforma Altium 365™. Ven a conocer los lanzamientos de funciones más recientes en Altium Designer.

Esto es solo una muestra de todo lo que es posible hacer con Altium Designer en Altium 365.Empieza hoy mismo la prueba gratuita de Altium Designer + Altium 365.