SpaceX e Altre Tecnologie d’Avanguardia Richiedono Innovazioni PCB Multischeda

Altium Designer
|  Creato: October 17, 2021
Assieme di connessioni astratto su sfondo azzurro

Quando ero ragazzino, amavo costruire e far volare modellini di razzi. Era davvero entusiasmante lavorare e creare insieme ai miei compagni di scuola, ma una cosa era certa: i nostri razzi decollavano, ma nessuno sapeva esattamente dove sarebbero andati a cadere. Appesi ai loro paracaduti (posto che questi si aprissero come sperato), sarebbero potuti atterrare un po’ ovunque.

Di recente, ho visto i due booster laterali del Falcon Heavy di SpaceX eseguire atterraggi simultanei perfetti. Quei booster non penzolavano attaccati a un paracadute, ma hanno usato il carburante rimanente per atterrare dolcemente sul punto d'atterraggio programmato. La lezione imparata da ragazzino, che i razzi salgono ma non si sa dove cadano, era stata smentita.

Sono anni che progetto circuiti stampati, e l’ho sempre fatto una scheda alla volta. Era l'unico modo possibile, dal momento che la progettazione multischeda a livello di sistema era ben più avanzata dei nostri sistemi CAD. Ma oggigiorno anche questo non è più vero.

La nostra metodologia di progettazione deve poter cambiare ed evolversi insieme alla tecnologia. Oggi abbiamo la possibilità di progettare più schede all'interno di uno stesso progetto, permettendo una progettazione a livello di sistema. Questo comporta una serie di vantaggi rispetto alla progettazione a scheda singola. La progettazione a livello di sistema è essenziale per progettare tecnologie d'avanguardia come i Falcon Heavy e altre applicazioni aerospaziali.

Le Innovazioni dei PCB Multischeda

La progettazione PCB classica ha sempre comportato la progettazione di un circuito stampato alla volta. Anche per i sistemi multischeda, gli strumenti CAD del passato consentivano di visualizzare solo il progetto su cui si stava attualmente lavorando. Non potendo consultare gli altri progetti in tempo reale, era necessario fare affidamento su input da altre fonti per combinare il lavoro con il resto del sistema.

Erano gli ingegneri meccanici a fornirci i profili delle schede con le zone di divieto marcate, in modo da evitare potenziali conflitti di posizionamento. Queste note ci ricordavano di non posizionare i componenti oltre una certa altezza, o di non posizionarne affatto. Allo stesso modo, era compito degli ingegneri elettrici abbinare i collegamenti fra progetti diversi e indicare sugli schematici le coppie di connettori.

Schede elettrnoiche inserite in una scheda madre
La progettazione di PCB multi-scheda può essere un processo complesso se eseguita una scheda alla volta.

Le Sfide della Progettazione Multischeda

Il supporto degli ingegneri meccanici ed elettrici era fondamentale per progettare un singolo PCB capace d’integrarsi alle altre schede di sistema. Ma le indicazioni fornite erano comunque sempre troppo vaghe. Era un po' come vedere un cartello "attenzione" trovandosi alla guida: a cosa avrei dovuto prestare attenzione esattamente? Sono necessarie più informazioni per riuscire a fare un lavoro di progettazione completo.

Prendiamo ad esempio il posizionamento dei connettori. È facile posizionare un connettore in una posizione specifica, ma senza la possibilità di visionarlo in relazione a ciò che sta collegando, potrebbero sfuggire dettagli di progettazione da correggere. Il connettore è nella posizione migliore? Il cablaggio del connettore è corretto? Potrebbe creare difficoltà impreviste nel posizionamento dei componenti vicini?

Un altro aspetto complesso era la progettazione dei circuiti. Uno dei compiti più importanti della progettazione PCB è quello di creare una buona connettività tra le schede attraverso il posizionamento e il routing. Ma è estremamente difficile farlo quando non è possibile lavorare su più progetti contemporaneamente. Quello che potrebbe sembrare un ottimo schema di posizionamento e routing su una singola scheda, potrebbe rivelarsi meno valido se analizzato da una prospettiva di sistema multischeda.

Immagine dell’assemblaggio multischeda con Altium
La possibilità di progettare schede multiple in un ambiente 3D è fondamentale per la progettazione a livello di sistema

Come Possono Aiutarci gli Strumenti di Progettazione PCB Multischeda

Fortunatamente, oggi esistono strumenti di progettazione PCB che consentono di progettare a livello di sistema. Partendo dal livello del progetto, è possibile designare singoli progetti PCB per tutte le schede di sistema. Questo dà la possibilità di specificare connessioni incrociate fra i disegni, consentendo di lavorare in modo coerente.

Per quanto riguarda il layout, è possibile lavorare su progetti individuali oppure a livello di progetto riunendoli tutti insieme, così come appariranno nel sistema finale. Questo consente di regolare il posizionamento dei componenti in base alle esigenze del sistema effettivo, senza dover fare affidamento esclusivamente sulle zone di "esclusione."

I sistemi di progettazione PCB multischeda possono fare la differenza quando si vuole progettare in modo efficace a livello di sistema. Con l'ambiente 3D nativo di NATIVE 3D è possibile individuare eventuali conflitti di posizionamento e apportare correzioni in tempo reale.

La capacità di progettare a livello di sistema e la possibilità di lavorare all'interno di un ambiente 3D nativo sono fondamentali per il successo della progettazione. Il software di progettazione PCB di Altium Designer® consente tutto questo. Con Altium potrai visualizzare tutte le schede del sistema, apportando modifiche al progetto per risolvere eventuali conflitti di layout.

Vuoi saperne di più su come Altium può aiutarti nella progettazione PCB a livello di sistema? Parla con un esperto Altium.

Sull'Autore

Sull'Autore

Strumenti di progettazione PCB per la progettazione elettronica e DFM. Informazioni per i leader EDA.

Articoli Più Recenti

Tornare alla Pagina Iniziale