Technologie PCB - Outils de base nécessaires à la conception de cartes PCB

Qu'il s'agisse de construire une maison ou de construire un PCB, vous devez utiliser les bons outils dans votre boîte à outils. Chaque concepteur doit utiliser des outils de Cao pour placer des pièces, mais même un logiciel de Cao basé sur la ligne de commande peut être utilisé pour placer des pièces avec précision. Comme l'électronique moderne devient de plus en plus complexe à tous les niveaux, les concepteurs ont besoin d'outils qui peuvent aider à accélérer les tâches de conception de base.

Choisir le bon outil de conception de PCB nécessite de peser de nombreuses options potentielles. Il existe de nombreux paquets sur le marché avec des fonctionnalités différentes et personne n'a le temps d'essayer chaque paquet gratuitement. Certaines de ces plateformes de conception utilisent encore des flux de travail obsolètes utilisés il y a 20 ans. Dans cet esprit, examinons quelques - uns des outils de base dont chaque concepteur a besoin dans un logiciel de conception de PCB.

Conception du programme et capture

Les schémas électroniques sont comme les fondations d'une maison. Tout ce qui est placé sur la carte est basé sur ce fichier de base. Ce document important montre les composants nécessaires à la carte, comment la connecter et où se trouvent les connexions d'alimentation et de mise à la terre. Avec le bon éditeur de schéma, vous pouvez facilement planifier la mise en page et annoter votre carte.

L'utilisation d'un éditeur de schéma permet d'organiser la carte, mais une fois que la conception devient plus complexe, l'utilisation d'un schéma unique peut devenir difficile à gérer. Une fois que vous avez commencé à inclure plusieurs fonctionnalités sur votre tableau, vous pouvez maintenir votre organisation en utilisant un schéma hiérarchique. Cela permet de diviser le composant en différentes représentations schématiques en fonction de sa mise en correspondance avec le bloc fonctionnel et de définir une relation père - fils entre les représentations schématiques.

L'utilisation d'un outil de conception de PCB multicanal permet non seulement de rester organisé, mais aussi de reproduire facilement des groupes de composants dans un schéma hiérarchique. Une fois le schéma capturé dans la disposition initiale, ces groupes répétés de composants sont transférés sur une nouvelle plaque. Vous pouvez ensuite commencer à câbler entre les composants et à placer les connexions d'alimentation et de mise à la terre.

Un schéma hiérarchique permet de définir les relations entre les différents blocs d'un PCB

Fonction de routage

Après avoir capturé le schéma comme disposition initiale, l'outil Cao sera toujours en veille pour placer les pièces et les traces de câblage. Le routage est une tâche clé pour définir les connexions physiques entre les composants sur la carte. Avec une conception simple, il est facile de disposer manuellement chaque connexion et de vérifier la disposition en fonction des règles de conception. Mais à mesure que les cartes deviennent plus complexes et que le nombre d'interconnexions nécessaires augmente, les outils qui peuvent automatiser le processus de câblage peuvent gagner beaucoup de temps.

Le débat entre les avantages des routeurs automatiques et interactifs semble éternel. Pour des cartes simples qui n'impliquent pas de paires différentielles, un grand nombre de réseaux de signaux ou le nombre de trous sur les interconnexions, un câblage automatique peut encore produire une disposition appropriée. Notez que dans ces cas, si une stratégie de routage appropriée peut être définie, alors autorouter produira une meilleure disposition.

C'est là que le câblage interactif automatique devient un outil essentiel de conception de PCB. Le routage interactif automatique est le meilleur aspect pour mélanger le routage automatique et le routage interactif. Les points de cheminement peuvent être définis manuellement sur l'interconnexion d'un réseau de signaux donné, l'outil acheminera automatiquement les traces dans le réseau entre les composants sources, ces points de cheminement et les composants de charge.

Il est plus facile de créer ce type de disposition avec un routeur interactif automatique

Analyse de l'intégrité du signal et de la transmission de puissance

En termes d'intégrité du signal, les circuits intégrés numériques modernes sont commutés assez rapidement pour s'assurer que le signal reste propre, ce qui est devenu une considération importante pour presque tous les concepteurs. Assurer l'intégrité du signal nécessite la conception de la pile de couches, de la géométrie des traces et du plan de masse appropriés pour une application spécifique. Tout cela est la tâche des outils de Cao, de câblage et de conception de cartes.

Si vous utilisez le bon logiciel d'intégrité du signal, vous pouvez vérifier les formes d'ondes réfléchies et diaphoniques dans différents réseaux. Cela permet de déterminer quand une terminaison est nécessaire et quel réseau correspondant doit être utilisé dans les différentes pistes.

En ce qui concerne le transport d'énergie et la gestion de la chaleur, l'analyseur de réseau de transport d'énergie (pdna) peut être utilisé pour déterminer les pertes IR sur l'ensemble des traces, des couches d'alimentation et de mise à la terre, ainsi que sur les pores. Le pdna doit utiliser un format de sortie intuitif pour produire des résultats de tension et de densité de courant. Les meilleurs outils afficheront des cartes couleur interactives qui peuvent vérifier visuellement la carte pour les problèmes potentiels de chaleur d'alimentation et les chutes excessives d'IR.

Carte couleur montrant la transmission de puissance de l'ensemble du PCB

Outil de conception de PCB basé sur un moteur piloté par des règles

Peut - être la partie la plus importante de la conception de PCB est de s'assurer que la conception est conforme aux règles de conception de base. Lorsque vous créez une mise en page, la fonction de conception doit vérifier les données de conception en fonction de ces règles afin de détecter rapidement les problèmes et de les corriger au besoin. Les règles de conception peuvent également limiter la fonctionnalité des fonctions de Cao et de câblage et respecter des normes de conception importantes.

D'autres packages de conception de PCB divisent ces fonctionnalités importantes en différents programmes, forçant l'exportation et la réimportation de données lors du déplacement entre les programmes. Lorsqu'une nouvelle version est publiée, une solution complexe doit être conçue et il existe un risque réel que les anciennes données deviennent soudainement inaccessibles. Les flux de travail et les interfaces dans cet environnement ne sont pas cohérents dans les outils de conception, ce qui augmente la courbe d'apprentissage et réduit l'efficacité de la conception.