EDA-Library Management: vom Design bis zur Obsoleszenz

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Obsoleszenz, EOL und PCN sind ständig zu prüfen

Ist ein Design erstellt, dann lässt es sich solange produzieren bis verwendete Bauteile abgekündigt werden. Bei Baugruppen, die über mehrere Jahre zu produzieren sind, bedeutet diese permanente Kontrolle einen zunehmenden Aufwand.

Eine Stückliste enthält schnell 100 oder mehr unterschiedliche Bauteile. Die Hersteller der Bauteile ändern öfter die Herstellungsverfahren und teilen das dann über eine PCN (Product Change Notification) mit.

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Diese Änderung kann ignoriert werden, wenn sich nur die Farbe des Beschriftungsdrucks von Weiß auf Grau ändert. Ändert sich aber die chemische Zusammensetzung des Plastikgehäuses, so ist gegebenenfalls eine Prüfung der Unbedenklichkeit erforderlich.

Spannend wird es, wenn der Hersteller in gleicher Bauform das verwendete Silizium verkleinert. Dann bleibt die funktionale Beschreibung des Bauteils gleich, aber die feineren Strukturen im Silizium (DIE-Shrink) führen zu kürzeren Signallaufzeiten und möglicherweise auch zu steileren Anstiegsflanken, die wiederum auf der Leiterplatte plötzlich zu High-Speed-Problemen hinsichtlich der Signalintegrität führen können.

Eine manuelle Prüfung der PCNs war früher möglich. Durch die steigende Zahl der Abkündigungen gibt es hier ebenfalls automatisierte Prozesse. Bauteil-Distributoren veröffentlichen heute etwa 20 PCN täglich. Die PCN-Informationen können online abgefragt und Unterschiede automatisch aufbereitet werden.

Anschließend wird über Prozesse in der Materiallogistik gesteuert, ob der Entwickler, der Bibliothekar oder der Einkäufer die Änderung freigeben darf. Diese Prozesse können in Konzernen über ein PLM-System aufgesetzt sein. Als spezielle Ergänzung für die EDA-Bibliotheken bietet FlowCAD einen CAD-FlowManager an, der direkt in OrCAD oder Allegro integriert ist.

So sind PLM-Strukturen direkt im Entwicklungswerkzeug sichtbar und verringern dadurch den Aufwand für den Entwickler, da er in seiner gewohnten Tool-Umgebung bleibt. Bei kleinen Unternehmen ohne PLM-System kann der CAD-FlowManager zusammen mit einer zentralen SQL-Datenbank betrieben werden.

Wie sich das EOL-Risiko abschätzen lässt

Ähnlich sind solche Prozesse, wenn ein Bauteil abgekündigt (obsolete) wird. In dem Fall muss ein Ersatz gefunden oder ein Re-Design angestoßen werden. Der durchschnittliche IC-Lebenszyklus liegt heutzutage nur noch bei acht Jahren und wird sich noch weiter verkürzen. Ein End-of-Life (EOL) von Bauteilen kann zu hohen, vor allem ungeplanten Kosten führen. Daher ist es von großer Bedeutung, dass der Entwickler schon bei der Platzierung weiß, wie hoch das Risiko der Bauteilabkündigung ist.

Solche Risikoabschätzungen werden kommerziell angeboten und basieren auf Algorithmen sowie empirischen Erfahrungswerten. Es gibt statistische Daten, dass ein Bauteil in einem SOT23-Gehäuse im Durchschnitt so und so viele Jahre auf dem Markt erhältlich sein wird. Ist das Markteinführungsdatum bekannt und wird noch ein Korrekturfaktor für den Bauteiltyp und Hersteller angewendet, dann lässt sich ein EOL-Risiko berechnen. Für den Entwickler ist der Hinweis, ob ein Bauteil wahrscheinlich noch 7,3 Jahre oder nur 4 Monate verfügbar ist, bevor es zu einem EOL kommt, sehr hilfreich. Hat er zwei ähnliche Bauteile zur Auswahl, kann er sich bei den wichtigen Bauteilen auf die risikoarmen Bauteile konzentrieren und die Schaltung entsprechend anpassen.

Ist für ein Bauteil das EOL bereits angekündigt aber es kann noch beschafft werden, dann lässt sich dies im System auch farblich kennzeichnen. Ist das EOL und LTB (Last-Time-Buy) aber erreicht, werden die Bauteile für neue Designs gesperrt. Über einen Where-Used-Report können alle Stücklisten angezeigt werden, in denen EOL-Teile verbaut wurden und ein Re-Design erforderlich ist.

Der Entwickler kann durch die Bauteilauswahl die Anzahl von Re-Designs und Änderungen beeinflussen, vorausgesetzt er hat tagesaktuell alle Informationen zu Metadaten in seiner Entwicklungsumgebung und wird z.B. durch farbliche Kennzeichnung auf Gefahren der Obsoleszenz hingewiesen.

Die Kosten für die Lebensdauer eines Bibliothekbauteils können 500 bis 5000 € pro Bauteil betragen. Diese Kosten scheinen auf den ersten Blick sehr hoch, lassen sich bei genauer Betrachtung jedoch leicht nachvollziehen:

  • Recherche nach geeignetem Bauteil und Alternativen,
  • Suche/Erstellen/Verifizieren von Symbol, Footprint, 3D-Modell, Simulationsmodell,
  • Eintragen von Metadaten,
  • Aktualisieren von Preis und PCN-Informationen,
  • EOL-Status.

Nimmt man die Zeit, die ein oder mehrere Mitarbeiter benötigen, um ein Bauteil in die Bibliothek aufzunehmen, zu pflegen und abzukündigen, dann kommen schnell einige Stunden zusammen.

* Dirk Müller ist Geschäftsführer bei FlowCAD, Feldkirchen.

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