Leiterplattenentwicklung Multi-Board Designs liegen verstärkt im Trend

Redakteur: Gerd Kucera

An jede neue Generation von Elektronikprodukten stellen Konsumenten höhere Ansprüche. High-Speed und mehr Funktionen bei kleinen Abmessungen sind gefragt. Gleiche Erwartungen haben auch Anwender von Leiterplatten-Design-Tools und hoffen gleichermaßen alljährlich auf optimierte Software-Updates, etwa von Zuken, mit wichtigen Verbesserungen. Rund 150 sind es diesmal.

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Die Konvergenz von elektrischer und mechanischer Konstruktion lässt nur wenig Spielraum für Fehler zu. Das 3D Design wird deshalb zu einer entscheidenden Aufgabe.
Die Konvergenz von elektrischer und mechanischer Konstruktion lässt nur wenig Spielraum für Fehler zu. Das 3D Design wird deshalb zu einer entscheidenden Aufgabe.
(Bild: Zuken)

Die einzelnen Platinen zusammenzubringen und sicherzustellen, dass sie korrekt miteinander verbunden sind und wie geplant funktionieren, ist eine anspruchsvolle Aufgabe im Produktentwicklungsprozess. Für das Erstellen eines Multi-Board Layouts gibt es beispielsweise in der Design-Umgebung CR-8000 diverse Methoden, die auch ständig verbessert werden. Updates tragen dazu bei, dass produktiver und effizienter entwickelt werden kann, zusätzlich mit dem Vorteil, dass sich die Aufgaben einfacher erledigen lassen. Das Release 2021 der PCB Layout Software für 3D-Multi-Board-Entwicklungen, CR-8000 Design Force, wartet einmal mehr mit einer Fülle von neuen und verbesserten Funktionen in der gesamten Tool-Suite auf.

Erweiterte Design-Analyse & Reuse-Funktion

In der aktuellen Version von CR-8000 legt Zuken besonderen Schwerpunkt auf Analyse und kontrollierte Wiederverwendung von Entwicklungsdaten. Version 2021 von CR-8000 bietet mehr als 150 Verbesserungen in der gesamten Software-Suite, angefangen bei der Architekturplanung, über den Aufbau und die Verifikation von Systemschaltplänen, 3D-Multi-Board- und Advanced-Packaging-Layout bis hin zur gezielten Aufbereitung von Fertigungsausgaben. Besonderes Augenmerk bei der Weiterentwicklung wurde auf die Steigerung der Entwicklungs-Effizienz durch den frühzeitigen Einsatz von Analysewerkzeugen gelegt.

Vor dem Hintergrund der wachsenden Komplexität elektrischer Produkte war einer der Entwicklungsschwerpunkte in Version 2021 die Feinabstimmung der Constraint- und Simulationsfunktionen in System Planner und Design Gateway, den Engineering-Frontend-Anwendungen des CR-8000. Die Weiterentwicklungen des Jahrgangs 2021 machen das Aufspüren selbst geringfügiger Laufzeitprobleme durch verbesserte Constraint-Definitionsfunktionen möglich. Beim 3D-Multi-Board-Layout und Routing profitieren die Anwender von Design Force von der neuen Funktion "Platzieren nach Bereich", "Template" und "Wiederverwendung", die die Anwendung bestehender Platzierungs- und Routingmuster auf neue Designs ermöglicht.

Erweiterte Analogsimulation und SI-Analyse

Im Zuge der Weiterentwicklung der frühzeitigen Design-Analyse ist ab sofort die Berücksichtigung parasitärer PCB-Effekte bereits in der Phase des Schaltungsentwurfs mit Design Gateway möglich. Zu diesem Zweck lassen sich Modelle parasitärer Elemente in SPICE-Simulationen einbinden, die aus dem Schaltplan-Applikation Design Gateway heraus ausgeführt werden können.

Der Manager für die Simulationsmodellbibliothek hat eine neue, moderne Bedienoberfläche und ist für die Bewältigung der heutigen Menge an Modelldaten ausgelegt. Der Import von Modellen aus unterschiedlichen Quellen wie IBIS, SPICE oder S-Parameter wurde für den Anwender einheitlich gestaltet.

Darüber hinaus ist die Funktionalität der Signalintegritätsanalyse (SI) erweitert worden, um die Ausführung von Parameter-Sweeps über mehrere Pin-Modelle in einem Durchgang zu unterstützen. Der Anwender kann nun die am besten geeigneten Modellparameter in einem kürzeren Zeitrahmen untersuchen. Darüber hinaus berücksichtigt die SI-Analyse nun ein genaueres Modell für die Oberflächenrauhigkeit des Kupferleitermaterials. Die SI-Verifizierung des Differential Pair Routings liefert nun die Messergebnisse der Flankenschnittpunkte sowohl in Tabellen- als auch in grafischer Darstellung.

Die Anwenderproduktivität wurde durch die automatische Extraktion und den Export von PI- und EMI-Analyseergebnissen weiter verbessert. Zeitaufwändige Analysefunktionen wie die IBIS-AMI-SerDes-Simulationen liefern nun spürbar schneller ihre Ergebnisse, sodass die Design- und Parameter Optimierung direkt im Entwurfsprozess stattfinden können.

Intelligente Template- und Wiederverwendung

Die Layout- und Routing-Applikation Design Force wurde durch zahlreiche neue Funktionen aufgewertet, die die Organisation und die Bearbeitung großer Designs weiter vereinfachen. Die Bauteilplatzierung für große Platinen kann dabei auf Basis ihrer Positionen im Schaltplanblatt festlegt werden. Detaillierte Platzierungs- und Entflechtungsmuster aus früheren Designs sind mit der neuen Funktion "Create Used Board" für neue Board-Designs wiederverwendbar. Durch die Erstellung spezifischer Funktionen für manuelle Aufgaben wie die Erstellung von Anti-Pads (geschützte Bereiche um Durchkontaktierungen) oder die Subtraktion von Lötstopplack wird die Entwicklungszeit reduziert.

Interdisziplinäre Simulation von Multi-Board-Systemen

Die Integration von ANSYS-Simulationswerkzeugen in CR-8000 Design Force wurde um die Multiphysik-Analyse für Multi-Board-Designs erweitert, mit Hilfe derer die Identifizierung und Korrektur von Design-Integritätsproblemen auf Systemebene erleichtert wird. Durch die verbesserte Integration sind zeitaufwändige und kostspielige Redesigns in späteren Phasen des Entwicklungsprozesses effizient vermeidbar. Mit Release 2021 von DesignForce werden Multi-Board-Designs in einer einzigen EDB-Datei zur multi-physikalischen Simulation an ANSYS übergeben, bei der Chassis- und Gehäusedaten Berücksichtigung finden.

System-Engineering in 3D

CR-8000 ist eine professionelle 3D-Plattform für den Entwurf elektronischer Systeme. Das System umfasst modulare Anwendungen für die Architekturplanung, das Detail-Engineering, das physikalische Layout, die Bauraumoptimierung (MCAD) sowie die Aufbereitung für die Fertigung. CR-8000 bietet eine konsistente Umgebung für das Design und die Verifizierung von Single- und Multi-Board-Systemen, einschließlich Chip-Scale-Packaging (CSP), Multi-Chip-Modulen und System-in-Package-Technologien (SiP). CR-8000 integriert Datenmanagement-Funktionen für ein umfassendes Bibliotheks-, Modul-, Konfigurations- und Release-Management. Durch den Einsatz von Software- und Hardware-Beschleunigung kann CR-8000 auch umfangreiche Designs verarbeiten.

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