Thiết kế ECAD đồng thời: Cách nhiều nhà thiết kế có thể cùng đồng tác giả một bo mạch

Thiết kế PCB từ lâu đã là một công việc theo mô hình một tác giả. Một nhà thiết kế sở hữu tệp bo mạch, và mọi người khác phải chờ. Với các dự án đơn giản, thời gian dư dả, cách đó vẫn hiệu quả. Nhưng với hầu hết các trường hợp khác, nó trở thành nút thắt cổ chai.

Mật độ bo mạch ngày nay cao hơn trước rất nhiều. Thời hạn thì gấp gáp hơn. Khi một dự án bị đình trệ vì phải chờ quyền truy cập vào tệp từ khâu trước, các kỹ sư ở khâu sau sẽ phải gánh phần chậm trễ đó cùng với các ECO phát sinh dây chuyền tiếp theo. Trong nhiều năm qua, các nhóm đã phải vá víu quy trình này bằng nhiều cách: chia bo mạch thủ công, gộp thay đổi bằng tay, gửi qua gửi lại các tệp xuất và chỉ biết hy vọng không có gì bị ghi đè.

Thiết kế ECAD đồng thời là phản hồi trực tiếp trước quy trình làm việc đó. Nó cho phép nhiều nhà thiết kế và kỹ sư cùng làm việc trên một bo mạch tại cùng một thời điểm, với thay đổi được theo dõi, quyền truy cập được kiểm soát và lịch sử phiên bản vẫn được giữ nguyên. Mục tiêu là chấm dứt việc tuần tự hóa những công việc vốn không cần phải làm theo tuần tự.

Điểm chính cần nhớ

• Thiết kế ECAD đồng thời cho phép các SME phối hợp song song và có tiềm năng tinh giản khối lượng công việc cũng như rút ngắn tiến độ dự án. Phần lớn các kỹ sư vẫn đang làm theo quy trình bàn giao tuyến tính, trong khi quy trình này còn tồn tại nhiều hạn chế.
• Tính đồng thời là chìa khóa để giảm thiểu hoặc loại bỏ các nút thắt trong thiết kế nếu được quản lý đúng cách. Điều này không nhằm loại bỏ trật tự, mà nhằm bảo đảm các nhóm có thể cộng tác mà không chồng chéo lên nhau. 
• Để thiết kế đồng thời thành công, quản lý dự án cần có khả năng theo dõi thay đổi và cơ chế quản trị tốt. Nếu không có khả năng quan sát rõ ràng diễn biến công việc, họ sẽ không thể giám sát toàn bộ hoạt động khi các nhóm cùng làm trên một bo mạch.
• Chỉnh sửa PCB đa người dùng hiện đã trở thành một chức năng cốt lõi của phần mềm thiết kế và các tích hợp liên quan. Nhiều người dùng đồng nghĩa với khả năng chia sẻ dữ liệu trong nhiều bối cảnh và môi trường số khác nhau, với phản hồi hai chiều giữa các kỹ sư. 

Chỉnh sửa đa người dùng trong điện tử tiên tiến: Vì sao quy trình tuyến tính không còn hiệu quả

Độ phức tạp của dự án ngày càng tăng

Các ràng buộc của sản phẩm ngày càng ngặt nghèo hơn trong khi bản thân bo mạch lại tăng vọt về độ phức tạp. Từ số lượng chân cao và BGA dày đặc cho đến yêu cầu nghiêm ngặt hơn về dung sai nhiệt, quy trình thiết kế tuyến tính gần như khiến việc đáp ứng tiến độ trở nên bất khả thi. 

Tuy nhiên, các quản lý dự án hiếm khi muốn các nhóm làm chồng lấn lên nhau, vì thực tế lịch sử cho thấy điều đó dễ dẫn đến sai lệch hoặc trách nhiệm giải trình kém. Việc cho phép một kiểu thiết kế “ai cũng nhảy vào” trên nhiều môi trường đơn giản là không thể hiệu quả. 

Nút thắt phần cứng

Một vấn đề phổ biến mà các kỹ sư phần cứng và quản lý dự án cùng gặp phải là phải chờ khâu trước hoàn tất thì công việc mới có thể tiếp tục. Nút thắt hiếm khi nằm ở bản thân công việc. Nó nằm ở quyền truy cập tệp và việc xác nhận rằng đầu ra đã sẵn sàng cho giai đoạn phát triển tiếp theo. 

Với Altium Agile Teams, mỗi kỹ sư có thể truy cập và đặt dữ liệu từ các nhóm khác vào đúng ngữ cảnh theo thời gian thực, từ đó giúp họ bắt đầu hoặc tiếp tục phần việc của mình trong dự án. 

Ví dụ, kỹ sư cơ khí (ME) sẽ có khả năng quan sát sơ đồ nguyên lý tốt hơn, nhờ đó có thể xác minh vỏ thiết bị sớm hơn và điều chỉnh khoảng cách để phù hợp với bo mạch. Đây là một cách rất hiệu quả để tăng tốc thiết kế phức tạp, đặc biệt trong các trường hợp bố trí kết cấu mà layout phải kết hợp với các bộ phận chuyển động, vỏ tùy chỉnh hoặc footprint đầu nối không tiêu chuẩn.

Giải pháp cho nhiều người dùng CAD

Chỉnh sửa ECAD đồng thời thực sự là một bước chuyển khỏi hệ thống bàn giao tuần tự truyền thống mà trước đây các kỹ sư vẫn phải tuân theo. Ngày càng nhiều quản lý dự án tìm cách đồng bộ các nhóm của mình và xử lý nhiều tác vụ trong cùng một thời điểm. 

Để làm được điều đó, họ cần một giải pháp được xây dựng xoay quanh tính đồng thời mà không đòi hỏi cả tổ chức phải chuyển hẳn sang một nền tảng mới hoặc tái cấu trúc cho tất cả SME. 

Xây dựng quy trình song song để tăng tốc độ và năng suất

• Chiến lược “Chia để trị”: Với Altium Agile Teams, các nhà thiết kế có thể “chia để trị” nhiều tác vụ trong một layout PCB. Với khả năng đồng tác giả PCB và không gian làm việc kết nối đám mây, họ có thể chia các bo mạch phức tạp thành các khu vực chức năng và giao từng vùng cụ thể cho các kỹ sư khác nhau. Cách làm này cho phép tính đồng thời thực sự ở các phần thiết kế chi tiết hơn. 
• Lặp theo thời gian thực: Các nhà thiết kế cần chắc chắn rằng công việc của họ phù hợp với phiên bản mới nhất hoặc phiên bản hiện hành của dự án. Đây là lúc lặp theo thời gian thực trở nên thiết yếu để đạt được tính đồng thời, và điều này giờ đây dễ thực hiện hơn bao giờ hết khi dữ liệu được chia sẻ và đặt trong đúng ngữ cảnh giữa nhiều SME khác nhau. 
• Dòng thời gian thực thi song song: Với các công cụ phù hợp, quản lý dự án có thể loại bỏ kiểu tiến độ tuyến tính cũ và lập kế hoạch thời gian đưa sản phẩm ra thị trường dựa trên mô hình thực thi song song. Lợi ích của việc này là rút ngắn thời gian ra thị trường và giảm chi phí kỹ thuật hóa sản phẩm.

Vượt qua sự hỗn loạn của việc theo dõi thay đổi và quản lý quy trình

Chỉ đơn giản cho phép các kỹ sư làm việc song song là điều hoàn toàn chưa lý tưởng. Để quản lý thành công mô hình này cần một nền tảng vững chắc về theo dõi thay đổi (biết ai đã thực hiện từng thay đổi và vì sao) cùng các rào chắn bảo vệ để bảo đảm công việc không bị ghi đè. 

Chính khía cạnh này của tính đồng thời tạo ra sự hoài nghi, và vì vậy các quản lý dự án cần những “rào chắn” bảo vệ sau:

• Khóa theo không gian hoặc theo vùng: Khóa theo không gian hoặc theo vùng cho phép quản lý dự án đóng một số phần nhất định của bo mạch đối với những người không cần quyền truy cập. Đây là một yếu tố an toàn then chốt cho thiết kế đồng thời, giúp các nhóm cùng phát triển một bo mạch mà không ghi đè công việc của nhau. 
• Hiển thị hiện diện theo thời gian thực: Để bảo đảm trách nhiệm giải trình, khả năng quan sát là yếu tố thiết yếu. Nếu không thể nhìn thấy hoạt động của các thành viên trong nhóm, gần như không thể lần vết các thay đổi xuyên suốt quá trình phát triển của một PCB. 

Tốc độ và sự linh hoạt: Nâng cao quản lý dự án

1. Áp dụng phần mềm đồng thiết kế

Rời bỏ quy trình thiết kế truyền thống dựa trên các đợt bàn giao nối tiếp và áp dụng một hệ thống khuyến khích các nhóm làm việc tốt hơn bên cạnh nhau sẽ mang lại tốc độ và sự linh hoạt mà hoạt động phát triển điện tử phức tạp đòi hỏi. 

2. Xây dựng khả năng quan sát và trách nhiệm giải trình

Khi sự cố thực sự xảy ra, khả năng quan sát tốt đối với dự án và hành động của các bên liên quan sẽ tạo nền tảng vững chắc hơn để khắc phục sai lệch và bảo đảm chúng hiếm khi vượt qua được khâu xác minh. 

3. Lặp nhanh hơn và cung cấp chất lượng cao

Với sự cộng tác được tích hợp vào quy trình thiết kế, cùng sai lệch được kiểm soát bằng khả năng quan sát và xác minh liên tục, các nhóm có thể lặp nhanh hơn mà vẫn duy trì chất lượng cần thiết cho các sản phẩm bền vững. 

Tương lai của ECAD mang tính cộng tác hơn

Quy trình kỹ thuật tuyến tính thuộc về một thời kỳ mà bo mạch đơn giản hơn và thời hạn dự án dễ thở hơn rất nhiều. Trong thị trường phần cứng mật độ cao, nhịp độ nhanh ngày nay, việc buộc các kỹ sư làm việc tách biệt hoặc xếp hàng chờ quyền truy cập tệp là một nút thắt mà không đội ngũ nào có thể chấp nhận được.

Thiết kế ECAD đồng thời thay đổi hoàn toàn bài toán. Bằng cách cung cấp cho nhiều kỹ sư, quản lý dự án và các nhóm liên ngành những công cụ để cùng đồng tác giả một layout theo thời gian thực, được hỗ trợ bởi cơ chế khóa không gian nghiêm ngặt, chỉ báo hiện diện trực tiếp và nhật ký kiểm toán đầy đủ, các nhóm phần cứng không còn phải lựa chọn giữa tốc độ và khả năng kiểm soát.

Các nền tảng hiện đại như Altium Agile Teams không chỉ loại bỏ ma sát trong các lần bàn giao mà còn xây dựng văn hóa đồng bộ liên tục, biến các chu kỳ thiết kế hỗn loạn thành một lợi thế cạnh tranh được tinh giản.

Hãy dùng thử Altium Agile Teams →

Thiết kế ECAD đồng thời: Câu hỏi thường gặp

Các công cụ ECAD đa người dùng ngăn kỹ sư ghi đè công việc của nhau như thế nào?

Các công cụ đồng thiết kế hiện đại sử dụng các rào chắn tự động như khóa theo không gian (hoặc theo vùng) và hiển thị hiện diện theo thời gian thực. Trưởng dự án hoặc nhà thiết kế có thể dành riêng các vùng cụ thể trên bo mạch hoặc các khối linh kiện. Khi một kỹ sư làm việc trong khu vực được phân công, cơ chế khóa mềm sẽ ngăn các đồng đội sửa đổi cùng những đường mạch hoặc linh kiện đó tại cùng một thời điểm.

Việc chỉnh sửa đồng thời có gây xung đột với kiểm tra quy tắc thiết kế (DRC) không?

Không. Các nền tảng đồng thời đánh giá các quy tắc thiết kế liên tục khi các chỉnh sửa diễn ra. Vì các thay đổi được đồng bộ trực tiếp trên tất cả các phiên đang hoạt động, kỹ sư sẽ nhận được phản hồi ngay lập tức nếu việc đặt linh kiện hoặc đi dây của đồng đội tạo ra vi phạm về khoảng hở, nhiệt hoặc tính toàn vẹn tín hiệu, cho phép xử lý vấn đề ngay thay vì nhiều tuần sau trong một đợt rà soát chính thức.

Có cần phải đại tu toàn bộ hạ tầng kỹ thuật để áp dụng thiết kế PCB đa người dùng không?

Không nhất thiết. Các không gian làm việc kết nối đám mây (như Altium Agile Teams) tích hợp trực tiếp các công cụ đồng tác giả vào môi trường ECAD hiện có. Các nhóm có thể chuyển sang quy trình song song một cách tự nhiên mà không cần di chuyển sang bộ phần mềm hoàn toàn mới hoặc buộc các SME liên chức năng (như Kỹ sư Cơ khí hoặc trưởng bộ phận Mua sắm) phải học các công cụ layout PCB phức tạp.