Преодоление трудностей процесса проверки дизайна

Обзоры проектов вызывают дрожь даже у самых опытных инженеров. Независимо от того, сколько времени, усилий и проверок было вложено, всегда остается страх, что что-то могло быть упущено. В этой статье будут рассмотрены некоторые простые методы фильтрации и выделения, которые помогут визуально выделить критические компоненты и сети... все это сделано для того, чтобы ваш следующий обзор проекта был немного менее стрессовым.

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение связности при обзоре проекта печатной платы является одной из самых критических частей проектирования. Если хотя бы одна сеть будет плохо управляема, это может привести к проблемам в продукте, устранение которых обойдется в крупную сумму. Независимо от того, насколько хорош теоретический дизайн, он в значительной степени зависит от тестирования продукта на различные препятствия, такие как размещение компонентов, тепловые события, шум и правильный поток питания в дизайне.

Сегодня программное обеспечение является лучшим другом каждого инженера для симуляции этих возможных проблем до производства прототипов и окончательных продуктов. Это форма предотвращения, которая может повысить осведомленность о проблемах и достичь священного Грааля проектирования, называемого «Удача с первого раза».

ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Каждый продукт начинается с концепции того, как он должен работать. В общем плане продукт начинается с схематического проектирования, где идея превращается в реальность. Точно так же, как каждая точка нашего тела выполняет задачу в унисон, что меняет наше окружение и способ нашей жизни.

В мире схематического проектирования печатных плат электрическая связность обычно начинается на уровне схемы между выводами компонентов с использованием проводов. Однако для идентификации этих соединений хорошей практикой является именование этих соединений таким образом, чтобы их можно было легко отслеживать от источника происхождения до конечного пункта назначения. Метки сетей являются дружественными к пользователю идентификаторами, которые позволяют дизайнеру соединять точки на схеме без физического их соединения проводом.

Как только основа дизайна выполнена в схематике, следующим вызовом становится управление этим в среде размещения печатной платы. Классическое программное обеспечение часто экспортирует нетлист в среду ПП, так что посадочные места получают назначенные имена сетей. С появлением современных технологий этот метод был усовершенствован за счет автоматизации процесса передачи с использованием прямого процесса ECO, исключая необходимость вручную экспортировать файл нетлиста.

Использование отдельных инструментов для каждой фазы процесса проектирования значительно усложняет управление вашими данными дизайна. Каждый инструмент имеет свой способ моделирования своей части общей задачи дизайна. Различные модели компонентов, форматы файлов и нетлист, объединение всех этих элементов может быть кошмаром. Процесс проектирования в Altium Designer отличается. Независимо от того, редактируете ли вы схему, разрабатываете плату или даже проектируете FPGA, на каждом этапе вы взаимодействуете с единым объединенным моделью дизайна. Каждый компонент процесса дизайна в Altium Designer содержит эти объединенные данные. Это полное представление о том, чем является компонент в реальном мире. Не только эта объединенная модель данных облегчает быструю и точную синхронизацию каждой части дизайна, но и означает, что когда приходит время к выпуску в производство, вы можете быть уверены, что все ваши выходные данные проверены, консистентны и готовы к производству.

ИГОЛКА В СТОГЕ СЕНА

Поиск компонента на плате может быть довольно обременительным, особенно если вы не знаете, с какими другими компонентами должен быть соединен этот конкретный компонент. Altium предлагает решение, позволяющее пользователям легко настраивать опции фильтрации просмотра, чтобы показывать только необходимые компоненты в потоке проектирования печатных плат. Это делает весь процесс проверки дизайна легким для просмотра и навигации (Рисунок 1).

Преимущество использования объединенных моделей данных заключается в том, что оно не ограничивает поиск объектов только в среде Печатной Платы. Функция кросс-пробинга позволяет пользователям выбирать группу компонентов из схемы, а затем автоматически выбирать их аналоги на печатной плате.

Рисунок 1: Altium Designer позволяет легко и быстро находить компоненты в вашем дизайне.

По мере приближения дизайна к завершению, становится всё более сложным создавать соединения на печатной плате из-за ограничения пространства, вызванного медными дорожками, проходящими по всей плате. Важно, чтобы ненужная информация была скрыта, замаскирована или отфильтрована из виду. Примером могут служить RF-дизайны, поскольку существуют определенные сети, с которыми необходимо обращаться с особой осторожностью. Определение сетей, которые являются частью устройства связи, является приоритетной задачей, и фильтрация этих сетей может определить успех и надежность продукта. Дизайнер должен иметь полный контроль над тем, какие сети должны отображаться, общей длиной дорожки и наличием других площадок, которые не соединены.

Рисунок 2: Сети, такие как RF-схемы, могут быть замаскированы и контролируемы.

Рисунок 3: Площадки выбранной RF-сети выделены.

ВИРТУАЛЬНАЯ ПЛАТА ПЕРЕД РЕАЛЬНОЙ ПЛАТОЙ

Дизайнеры печатных плат обычно полагаются на файлы Gerber для получения представления о том, как будет выглядеть их плата после производства. Это ограничение, поскольку оно может быть просмотрено только в 2D. Хороший способ действительно увидеть плату - это навигация внутри в 3D, Рисунок 4, чтобы увидеть путь проводящих дорожек и их соединения между слоями с помощью переходных отверстий и площадок.

Рисунок 4: Используя 3D, вы можете увидеть пути проводников внутри платы.

Маска для пайки также может быть просмотрена, чтобы убедиться, что достигнуто правильное покрытие, как показано на Рисунке 5. Это тонкий слой полимера, похожий на лак, который обычно наносится на медные дорожки, чтобы предотвратить окисление в процессе изготовления. Еще одно его применение - предотвращение образования капель припоя, которые могут вызвать непреднамеренные соединения между проводниками. Это называется мостиком припоя.

Рисунок 5: Здесь можно увидеть маску пайки, окрашенную в синий цвет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проектирование печатных плат может быть сложным, но с помощью панелей поиска и фильтрации вполне возможно преодолеть трудности. Используя эти функции, независимо от того, новичок вы или ветеран в дизайне печатных плат, единственный путь - двигаться вперед. Здесь ваш инструмент для проектирования должен помочь минимизировать недостатки в дизайне и повысить производительность за счет автоматизации рабочего пространства.