Notizie PCB - Discussione sulle abilità di valutazione PCB nella progettazione PCB

Le capacità di valutazione PCB parlano: vedere quali fattori è necessario prestare attenzione aPer articoli sulla tecnologia PCB, l'autore può elaborare le sfide affrontate dagli ingegneri di progettazione PCB negli ultimi tempi, perché questo è diventato un aspetto indispensabile per valutare la progettazione PCB. Nell'articolo, puoi discutere come affrontare queste sfide e potenziali soluzioni; Quando si risolvono problemi di valutazione del progetto PCB, l'autore può utilizzare il pacchetto software di valutazione PCB Mentor• come esempio.

Come ricercatore, quello che considero è come integrare le ultime tecnologie avanzate nel prodotto. Queste tecnologie avanzate possono essere incorporate in eccellenti funzioni di prodotto, ma anche nella riduzione dei costi del prodotto. La difficoltà risiede nel modo in cui applicare efficacemente queste tecnologie ai prodotti. Ci sono molti fattori da considerare. Il time to market è uno dei fattori più importanti e ci sono molte decisioni intorno al time to market che vengono costantemente aggiornate. Ci sono una vasta gamma di fattori che devono essere presi in considerazione, tra cui le funzioni del prodotto, l'implementazione della progettazione, il test del prodotto e se l'interferenza elettromagnetica (EMI) soddisfa i requisiti. È possibile ridurre la ripetizione del progetto, ma dipende dal completamento del lavoro precedente. La maggior parte delle volte, è più facile trovare problemi nelle fasi successive della progettazione del prodotto ed è più doloroso apportare modifiche ai problemi riscontrati. Tuttavia, sebbene molte persone conoscano questa regola generale, la situazione attuale è un altro scenario, cioè, molte aziende sanno che è importante avere un software di progettazione altamente integrato, ma questa idea è spesso compromessa da prezzi elevati. Questo articolo spiegherà le sfide affrontate dalla progettazione PCB e quali fattori dovrebbero essere presi in considerazione quando si valuta uno strumento di progettazione PCB come progettista PCB.

I seguenti sono i fattori che i progettisti di PCB devono considerare e influenzeranno la loro decisione:

1. Funzione del prodotto

A. Funzioni di base che coprono i requisiti di base, tra cui:

I. Interazione tra schema e layout PCB

Ii. Funzioni di cablaggio come cablaggio automatico del fan-out, push-pull, ecc., e capacità di cablaggio basate sui vincoli delle regole di progettazione

Controllo preciso della RDC

B. La capacità di aggiornare le funzioni del prodotto quando l'azienda è impegnata in una progettazione più complessa

Interfaccia I.HDI (High Density Interconnect)

Ii. Design flessibile

Iii. Componenti passivi incorporati

Iv. Progettazione a radiofrequenza (RF)

V. Generazione automatica degli script

Vi. Posizionamento topologico e instradamento

Vii. Fabbricabilità (DFF), Testabilità (DFT), Fabbricabilità (DFM), ecc.

C. I prodotti aggiuntivi possono eseguire la simulazione analogica, la simulazione digitale, la simulazione del segnale misto analogico-digitale, la simulazione del segnale ad alta velocità e la simulazione RF

D. Avere una libreria di componenti centrale che è facile da creare e gestire

2. un buon partner che è tecnicamente nella leadership del settore e ha dedicato più sforzo rispetto ad altri produttori, può aiutarvi a progettare prodotti con la massima efficacia e tecnologia leader nel più breve tempo

3. Il prezzo dovrebbe essere la considerazione più importante tra i fattori di cui sopra. Ciò che ha bisogno di maggiore attenzione è il tasso di rendimento degli investimenti!

Ci sono molti fattori da considerare nella valutazione PCB. Il tipo di strumento di sviluppo che i progettisti stanno cercando dipende dalla complessità del lavoro di progettazione in cui sono impegnati. Man mano che il sistema sta diventando sempre più complesso, il controllo del cablaggio fisico e del posizionamento dei componenti elettrici si è sviluppato ad una gamma molto ampia, in modo che è necessario impostare vincoli per il percorso critico nel processo di progettazione. Tuttavia, troppi vincoli di progettazione hanno limitato la flessibilità della progettazione. I progettisti devono avere una buona comprensione del loro design e delle sue regole, in modo da sapere quando utilizzare queste regole.

Un tipico sistema integrato dal davanti al retro. Si inizia con la definizione del progetto (input schematico), che è strettamente integrata con la modifica dei vincoli. Nella modifica dei vincoli, il progettista può definire sia vincoli fisici che vincoli elettrici. I vincoli elettrici saranno analizzati prima e dopo il layout del simulatore di unità di verifica della rete. Dai un'occhiata più da vicino alla definizione del design, è anche collegato all'integrazione FPGA/PCB. Lo scopo dell'integrazione FPGA/PCB è quello di fornire integrazione bidirezionale, gestione dei dati e la capacità di eseguire progettazione collaborativa tra FPGA e PCB.

Le stesse regole di vincolo per la realizzazione fisica vengono inserite durante la fase di layout come durante la definizione del progetto. Ciò riduce la probabilità di errori nel processo da file a layout. Lo scambio di tubi, lo scambio di porte logiche e persino lo scambio di gruppi di interfaccia di input e output (IO_Bank) devono essere restituiti alla fase di definizione del progetto per l'aggiornamento, in modo che la progettazione di ogni collegamento sia sincronizzata.

Durante il periodo di valutazione, i progettisti devono chiedersi: quali criteri sono critici per loro?

Diamo un'occhiata ad alcune tendenze che costringono i progettisti a riesaminare le caratteristiche dei loro strumenti di sviluppo esistenti e iniziare ad ordinare alcune nuove funzionalità:

1.HDI

"L'aumento della complessità dei semiconduttori e la quantità totale di porte logiche ha richiesto ai circuiti integrati di avere più pin e più pitch pin. Oggi è comune progettare più di 2000 pin su un dispositivo BGA con un passo pin di 1mm, per non parlare della disposizione di 296 pin su un dispositivo con un passo pin di 0,65mm. La necessità di tempi di salita e integrità del segnale più rapidi e veloci (SI) richiede un maggior numero di pin di potenza e terra, quindi ha bisogno di occupare più strati nella scheda multistrato, guidando così l'alto livello di micro-vie. Necessità di una tecnologia di interconnessione a densità (HDI).

HDI è una tecnologia di interconnessione in fase di sviluppo in risposta alle esigenze di cui sopra. Micro vias e dielettrici ultrasottili, tracce più sottili e spaziatura più piccola sono le caratteristiche principali della tecnologia HDI.

2.RF design

Per la progettazione RF, il circuito RF dovrebbe essere progettato direttamente come diagramma schematico di sistema e layout della scheda di sistema e non utilizzato in un ambiente separato per la conversione successiva. Tutte le capacità di simulazione, tuning e ottimizzazione dell'ambiente di simulazione RF sono ancora necessarie, ma l'ambiente di simulazione può accettare dati più primitivi rispetto al progetto "reale". Pertanto, le differenze tra i modelli di dati e i conseguenti problemi di conversione del progetto scompariranno. In primo luogo, i progettisti possono interagire direttamente tra la progettazione del sistema e la simulazione RF; In secondo luogo, se i progettisti eseguono una progettazione RF su larga scala o piuttosto complessa, potrebbero voler distribuire le attività di simulazione del circuito a più piattaforme di calcolo in esecuzione parallela, o vogliono inviare ogni circuito in un progetto composto da più moduli ai rispettivi simulatori, riducendo così i tempi di simulazione.

3. Imballaggio avanzato

La crescente complessità funzionale dei prodotti moderni richiede un corrispondente aumento del numero di componenti passivi, che si riflette principalmente nell'aumento del numero di condensatori di disaccoppiamento e resistenze di corrispondenza terminale nelle applicazioni a bassa potenza e ad alta frequenza. Anche se il packaging dei dispositivi passivi per montaggio superficiale si è ridotto notevolmente dopo diversi anni, i risultati sono ancora gli stessi quando si cerca di raggiungere la massima densità. La tecnologia dei componenti stampati fa il passaggio da componenti multi-chip (MCM) e componenti ibridi a SiP e PCB che possono essere utilizzati direttamente come componenti passivi incorporati oggi. Nel processo di trasformazione, è stata adottata la più recente tecnologia di assemblaggio. Ad esempio, l'inclusione di uno strato di materiale di impedenza in una struttura stratificata e l'uso di resistenze di terminazione di serie direttamente sotto il pacchetto uBGA migliorano notevolmente le prestazioni del circuito. Ora, i componenti passivi incorporati possono essere progettati con alta precisione, eliminando la necessità di ulteriori fasi di lavorazione per la pulizia laser delle saldature. Anche i componenti wireless si muovono nella direzione di migliorare l'integrazione direttamente nel substrato.

4. PCB flessibile rigido

Per progettare un PCB rigido flessibile, tutti i fattori che influenzano il processo di assemblaggio devono essere considerati. Un progettista non può semplicemente progettare un PCB rigido flessibile come un PCB rigido, proprio come il PCB rigido flessibile è solo un altro PCB rigido. Devono gestire l'area di piegatura del progetto per garantire che i punti di progettazione non causino la rottura e la rimozione del conduttore a causa dello sforzo della superficie di piegatura. Ci sono ancora molti fattori meccanici da considerare, come il raggio di curvatura minimo, lo spessore e il tipo dielettrico, il peso della lamiera metallica, la placcatura in rame, lo spessore complessivo del circuito, il numero di strati e il numero di curve.

Comprendi il design flessibile rigido e decidi se il tuo prodotto ti permette di creare un design flessibile rigido.

5. Pianificazione dell'integrità del segnale

Negli ultimi anni, le nuove tecnologie relative alla struttura bus parallelo e alla struttura di coppia differenziale per la conversione seriale-parallela o l'interconnessione seriale sono state continuamente avanzate.

Il tipo di problemi di progettazione tipici incontrati in un bus parallelo e nella progettazione di conversione seriale-parallela. La limitazione della progettazione del bus parallelo risiede nei cambiamenti di temporizzazione del sistema, come la distorsione dell'orologio e il ritardo di propagazione. A causa della distorsione dell'orologio sull'intera larghezza del bus, la progettazione dei vincoli di temporizzazione è ancora difficile. Aumentare il clock rate non farà che peggiorare il problema.

D'altra parte, la struttura di coppia differenziale utilizza una connessione punto-punto scambiabile a livello hardware per realizzare la comunicazione seriale. Di solito, trasferisce i dati attraverso un "canale" seriale unidirezionale, che può essere sovrapposto in configurazioni a 1, 2, 4, 8, 16 e 32 larghezza. Ogni canale porta un byte di dati, quindi il bus può gestire larghezze di dati da 8 a 256 byte e l'integrità dei dati può essere mantenuta utilizzando alcune forme di tecniche di rilevamento degli errori. Tuttavia, a causa dell'elevata velocità di dati, sono emersi altri problemi di progettazione. Il recupero dell'orologio alle alte frequenze diventa l'onere del sistema, perché l'orologio deve bloccare rapidamente il flusso di dati in ingresso e per migliorare le prestazioni anti-scossa del circuito, è necessario ridurre il jitter da ciclo a ciclo. Il rumore dell'alimentazione elettrica crea anche ulteriori problemi per i progettisti. Questo tipo di rumore aumenta la possibilità di forte jitter, che renderà più difficile l'apertura degli occhi. Un'altra sfida è quella di ridurre il rumore in modalità comune e risolvere i problemi causati dagli effetti di perdita di pacchetti IC, schede PCB, cavi e connettori.

6. La praticità del kit di progettazione

USB, DDR/DDR2, PCI-X, PCI-Express, RocketIO e altri kit di design aiuteranno senza dubbio i progettisti ad entrare nel campo della nuova tecnologia. Il kit di progettazione fornisce una panoramica della tecnologia, una descrizione dettagliata e le difficoltà che il progettista dovrà affrontare, seguita dalla simulazione e come creare vincoli di cablaggio. Fornisce documenti esplicativi insieme al programma, che offre ai progettisti l'opportunità di padroneggiare nuove tecnologie avanzate.