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Al giorno d'oggi, per la maggior parte dei progetti di layout, la simulazione a livello di scheda non è più un'opzione, ma un modo inevitabile. L'industria EDA è la principale forza trainante per la rapida crescita dell'industria elettronica globale. La sua dimensione di mercato è di 1 trilione di dollari. La maggior parte delle vendite sono monopolizzate da diverse grandi aziende di PCB (misurate dagli standard di mercato EDA), e gli strumenti venduti sono concentrati sulla simulazione dei bordi e sulla progettazione di chip a circuito integrato (ASIC, SOC, ecc.).
Tuttavia, la maggior parte degli ingegneri di progettazione di layout elettronici progettano circuiti stampati, non circuiti integrati. Le vendite di software per strumenti EDA per la progettazione di layout PCB rappresentano solo una piccola parte delle vendite totali di EDA. La ragione di questa differenza è che sebbene gli ingegneri IC considerino la simulazione come un passo fondamentale nel processo di progettazione, molti ingegneri di progettazione di circuiti stampati non accettano strumenti di simulazione. Questo articolo analizza le ragioni di questa differenza e introduce le ragioni del rapido sviluppo degli strumenti EDA e le aree a cui gli ingegneri dovrebbero prestare attenzione.
Motivi per sfuggire alla simulazione di progettazione PCB
Ci sono tre ragioni principali per cui la simulazione non viene utilizzata nella progettazione del layout della scheda: uso complesso, mancanza di modelli di simulazione e costi elevati. Prima di tutto, finora, l'uso del software di simulazione PCB è ancora abbastanza complicato, quindi il concetto di "simulazione è troppo complicato" è stato formato tra gli ingegneri di progettazione di circuiti stampati. In secondo luogo, non ci sono molti modelli di simulazione del circuito, quindi è quasi impossibile simulare un circuito completo. Ad esempio, se ci sono 200 componenti sul PCB, di cui 193 possono essere simulati e i restanti sette componenti chiave non possono essere simulati, allora imita: cosa significa? Ancora più importante, il software di simulazione è solitamente costoso.
In passato, le prestazioni dei PCB sono state valutate utilizzando una serie di strumenti per valutare prototipi di circuiti stampati (solitamente vicini al prodotto finale). Con l'aumento della complessità del circuito, sono emerse schede multistrato e schede ad alta densità e le persone hanno iniziato a utilizzare strumenti di cablaggio automatizzati per gestire l'interconnessione di componenti sempre più complessi. Da allora, la velocità di funzionamento del circuito è stata continuamente migliorata, le funzioni sono state continuamente rinnovate e le dimensioni fisiche dei collegamenti tra i componenti e le caratteristiche elettriche del circuito hanno attirato sempre più attenzione.
Lo sviluppo della tecnologia a semiconduttore ha una grande influenza sulla progettazione del PCB. Man mano che i dispositivi digitali diventano sempre più complessi, il numero di circuiti gate raggiunge decine di migliaia o addirittura milioni. In passato, un singolo chip ora può funzionare su tutta la scheda, consentendo di assemblare più funzioni sullo stesso PCB. I chip programmabili sono diventati dispositivi indispensabili in molti progetti di circuiti stampati. Alla fine degli anni '90, PCB non era solo una piattaforma che supporta componenti elettronici, ma anche una struttura di sistema ad alte prestazioni che era più piccola, più veloce, migliori prestazioni e costi inferiori.
Lo sviluppo della simulazione a livello di scheda fondamentalmente, il mercato è un potente motore per la simulazione a livello di scheda. Nell'industria elettronica altamente competitiva, è importante portare rapidamente i prodotti sul mercato. Questo è il metodo tradizionale di progettazione PCB per progettare schemi, quindi posizionare componenti e tracce e infine utilizzare una serie di prototipi che sono stati ripetutamente verificati / testati. Cambiare il design significa un ritardo inaccettabile sotto la pressione di entrare rapidamente nel mercato del prodotto.
Finora, gli strumenti scelti dagli ingegneri di progettazione di circuiti stampati sono limitati alla progettazione di diagrammi di circuito, routing PCB e strumenti di routing automatico. Quando il modello di simulazione è completato e il progettista è disposto a utilizzare lo strumento di simulazione, l'ingegnere a volte utilizza il software di simulazione per progettare, ma di solito solo in una parte limitata del circuito.
L'obiettivo progettuale della "prima release del prodotto" non è solo una frase pubblicitaria. In realtà, è una domanda competitiva di vita e di morte. Il rilevamento precoce, la prevenzione e la correzione degli errori di progettazione nella progettazione del prodotto per prevenire gli errori dei circuiti stampati è più importante che mai. La simulazione PCB è uno dei metodi migliori.
