Современные разработчики печатных плат являются движущей силой проектирования электронных изделий

Профессиональные разработчики знают, что они играют основную роль в процессе разработки электронных изделий. Без печатных плат все эти полупроводники практически непригодны. Они одни не смогли бы обеспечить те современные возможности, которые мы все с удовольствием применяем. Несмотря на то, что проектировщики печатных плат играют очень важную роль в процессе разработки изделий, им все равно не хватает инструментов для проектирования. Программное обеспечение для проектирования печатных плат отлично подходит для создания физической компоновки, но пока не может предложить все необходимые возможности для разработки изделий.
Что отрасль может сделать для поддержки разработчиков печатных плат, которые по-прежнему продолжают играть активную роль в процессе разработки изделий? Здесь, в Altium, нам удалось многого достичь, чтобы находиться на системном уровне и создавать инструменты, благодаря которым проектировщики более активно участвуют в процессе разработки изделий. Как говорится, режиму работы по отдельным комнатам пришел конец... Сегодня самые успешные изделия создаются в процессе совместной работы.

Что, кроме печатных плат, включает в себя проектирование изделий?

Сама идея проектирования продукта должна быть очевидной: речь идет о работе над всей системой в целом. Для достижения поставленных целей необходимо спроектировать взаимосвязи между основными компонентами системы. Например, корпус и элементы HMI определяют схему размещения на печатной плате и выбор компонентов для EE, количество плат и разъемов определяют потребности в жгутах, результаты моделирования могут влиять на структуру сборки и выбор материалов... список возможных анализируемых взаимосвязей в системе, очевидно, может быть очень и очень длинным.

Корпус

Хотя печатная плата и ее компоненты отвечают за создание требуемого пользовательского интерфейса, сам пользователь будет взаимодействовать непосредственно с корпусом. Следовательно, корпус должен обеспечивать для пользователя доступ ко всем функциям, и в то же время он должен иметь симпатичный внешний вид. Кроме того, все компоненты и подсистемы должны быть размещены в одном модуле. Такое простое требование накладывает серьезные ограничения на компоновку печатной платы.

Многоплатные системы

Лишь небольшая часть изделий выполнена в виде отдельной платы или компонента. Многие изделия не будут оставаться неизменными на протяжении всего своего жизненного цикла. Для реализации многих изделий применяется несколько компонентов и подсистем, включая различные печатные платы, которые должны соединяться друг с другом электрически и механически. В области MCAD механики-конструкторы могут применять два способа для совместной работы с коллегами из сферы ECAD.

Старый способ. Экспорт каждой платы в виде модели STEP, предоставление к ней общего доступа или отправка по электронной почте пользователю MCAD, а затем импорт в приложение MCAD для механической обратной проверки.

Новый способ. Интегрированная совместная работа ECAD/MCAD, при которой пользователь MCAD может получить доступ ко всем платам как к единой системе без экспорта файлов.

Мы до сих пор можем увидеть во многих компаниях, когда конструкторы-электрики и механики вынуждены экспортировать файлы друг для друга, чтобы иметь представление о механической конструкции изделия. В Altium 365 эту проблему удалось решить благодаря предоставлению расширения MCAD CoDesigner в облачной среде. Поэтому, пользователи MCAD и ECAD могут сотрудничать напрямую на защищенной онлайн-платформе.

• Подробнее о MCAD CoDesigner для Altium Designer

Новый подход заключается в применении логических определений между платами и визуализации механических ограничений в инструменте САПР для печатных плат. Совместная работа ECAD/MCAD, когда программное обеспечение для проектирования механических и электрических компонентов является интегрированным, обеспечивает совместную работу над механической частью. Логические определения между различными платами — это нечто совершенно новое, требующее проектирования кабелей и жгутов как на уровне схем, так и в компоновке печатных плат.

Проектирование жгутов кабелей и проводов

Если сборка содержит несколько плат, их необходимо соединить друг с другом электрически и механически. Жгуты проводов и кабели — это стандартные компоненты, используемые для соединения нескольких плат в сборке. Хотя проводные соединения можно механически смоделировать и визуализировать в 3D, такие соединения редко определяются логически на схемах. Это означает, что нет проверки соединения цепей для кабелей, и разработчик электрических компонентов не может использовать возможности многих инструментов электрического моделирования и верификации, которые необходимы для полной оценки изделия. Ему требуется внешнее приложение для моделирования.

Теперь, когда схемы содержат логические определения, пользователи могут проверять соединение цепей на уровне компоновки печатной платы на основе логического определения в редакторе схем. Для современных изделий, содержащих несколько плат и компонентов, это открывает новые возможности, так как позволяет выполнять проектирование на основании правил с помощью инструмента ECAD. Логическое определение для жгута не меняет свою роль в виде механического элемента в компоновке печатной платы, и вся сборка может использоваться в приложении MCAD как часть механической конструкции.

Электропитание и электромагнитные помехи

Любое электронное устройство, которое будет производиться и продаваться крупными партиями, должно пройти испытания для контроля за уровнем загрязнения и получить сертификат, удостоверяющий соответствие нормативным требованиям. Для сложных электронных изделий, состоящих из нескольких цифровых подсистем, взаимосвязь между электропитанием и электромагнитными помехами является одной из критически важных проблем. Нестабильная подача питания приводит к излучаемым и кондуктивным электромагнитным помехам. И способность их выявления должна быть заранее предусмотрена и реализована в процессе проектирования.

Разработчики печатных плат должны иметь доступ к инструментам моделирования в своем программном обеспечении для проектирования печатных плат, которые могут упростить процесс создания модели, а также операции итерации и оптимизации. Исторически моделирование страдало теми же проблемами низкой эффективности, что и работа с пользователями MCAD. Для него требовалось экспортировать модели, после чего некий специалист с докторской степенью в области математического моделирования задач электромагнетизма должен был создать числовую модель конструкции, чтобы запустить процесс моделирования.

Доступ к возможностям моделирования для диагностики проблем электропитания должен осуществляться непосредственно на уровне компоновки печатной платы. В последние несколько лет стали появляться инструменты анализа сети подачи питания. Но благодаря инструментам последнего поколения пользователям не нужно выходить из своих редакторов печатных плат. Вместо этого процесс проектирования изделий требует ускоренной итерации без использования более медленного моделирования на системном уровне:

1. Работая над компоновкой, разработчик может быстро обнаружить множество простых проблем с электропитанием.
2. Их можно устранить прямо в компоновке печатной платы без экспорта модели.
3. Если требуется оценка всей системы, модель экспортируется и передается специалисту по моделированию.

Чтобы пользователи могли работать эффективно, инструменты EDA нуждаются в дополнительной интеграции непосредственно в редакторе печатных плат. Новый инструмент Power Analyzer в Altium Designer предоставляет именно такие возможности, благодаря которым коллективы разработчиков изделий способны повысить эффективность рабочего процесса оценки и оптимизации.

• Узнайте больше об инструменте Power Analyzer компании Keysight в Altium Designer

Совместная и командная работа

Для успешной разработки изделий специалистам необходимо иметь инструменты для совместной работы, которые упрощают процесс взаимодействия и обмена данными. Ниже перечислены лишь некоторые функции, которые требуются коллективам разработчиков:

• Управление задачами и назначение заданий членам команды
• Функции анализа различий и слияния решений, интегрированные с подсистемой управления версиями
• Возможность создания комментариев в рамках процесса документирования разработки
• Доступ к данным о компонентах на защищенной облачной платформе

Комментирование функций и компонентов в документации по проектированию печатных плат способствует совместной работе на протяжении всего процесса разработки изделий, а также на этапе производства.

Разработчики, создающие передовые технологические решения, могут воспользоваться наилучшими в отрасли функциональными возможностями разработки электронных изделий в последней версии программы Altium Designer®. Члены команды могут сотрудничать друг с другом, обмениваться проектными данными и создавать оптимизированные процессы проектирования с помощью платформы Altium 365™. Ознакомьтесь с новейшими возможностями программы Altium Designer.

Мы лишь поверхностно рассмотрели некоторые возможности Altium Designer на Altium 365. Начните использование бесплатной пробной версии Altium Designer + Altium 365 сегодня .