PCB Produkte

Die Cadence PCB - Produkte sind über Jahre modular zur Allegro Plattform entwickelt worden. Sie wurden in so genannten Bundles oder Produktpaketen zusammengefasst. Damit bieten sich für jeden Anwendungsfall vorgefertigte Work - Flows an. In diesen Work - Flows ist die Datenübertragung von einem Teilprogramm zum nächsten aufeinander abgestimmt. Zum Teil sind sogar die Teilprogramme von anderen Programmen ferngesteuert im Hintergrund aufzurufen.

DesignFlow

Stromlaufplan

Layout

Bibliothek

In der Bibliothek sind die Symbole für den Stromlaufplan sowie die physikalischen Abmessungen b(foot prints) der Bauteile gespeichert. Zu einem logischen Symbol können mehrere Bauformen mit unterschiedlichen Foot Prints gehören. In der Bibliothek werden die verschiedenen Änderungsstände und Versionen verwaltet.

XML

XML ist ein Dateiformat, in dem Bauteilinformationen zur Verfügung gestellt werden. Diese XML - Daten können von den Webseiten der Bauteilhersteller oder Bauteilportalen heruntergeladen werden. In den XML - Daten sind z.B. Pinbezeichnungen, Art des Pins (Input, Output) beschrieben. Nach dem Einlesen der XML - Daten ist bereits ein Großteil der Arbeit zum Erstellen eines Symbols erfolgt.

MCAD

Mechanische Abmessungen werden meist aus externen CAD-Systemen vorgegeben. Diese Daten können Abmessungen, Bauhöhen oder Verbotsbereiche für Bauteile enthalten. Im Laufe der Entwicklung können diese Daten zwischen den beiden CAD - Systemen ausgetauscht werden. So lässt sich beispielsweise eine bauhöhenkritische Platzierung besser im mechanischen Gesamtsystem in 3D durchführen.

PLM

Da heutige Entwicklungszeiten und Produktlebenszyklen immer kürzer werden, ist eine Transparenz der Daten im gesamten Unternehmen immer mehr von Bedeutung. So ist es für den Entwickler wichtig zu wissen, wie der Preis und die Verfügbarkeit eines Bauteils sind, bevor er es einplant. Genauso sollte der Einkauf wissen, wenn der Entwickler ein neues Bauteil verwenden will. Somit kann der Einkauf die Verfügbarkeit eines Bauteils prüfen und dann für die Entwicklung freigeben. Auch eine Anbindung an PLM - Systeme (Produkt - Lebenszyklus - Management) ist von immer mehr von steigender Bedeutung. Es können abteilungsübergreifende Work - Flows aufgesetzt werden.

Autorouter

Viele Aufgaben bei der Verdrahtung der Netze lassen sich automatisieren. Dies trifft besonders für digitale Schaltungen zu. Der Einsatz eines Autorouters kann erheblich Zeit bei der Entflechtung sparen. Wichtig für den Autorouter ist, dass er alle vorher definierten, elektrischen Vorgaben umsetzt. Durch verschiedene Einstellungen lassen sich beim Routing unterschiedliche Strategien umsetzen, die dann zu optimalen Ergebnissen führen.

Simulation

Mit steigender Komplexität ist die Vorhersage einer elektrischen Schaltung immer schwieriger. Abhilfe schaffen hier Simulationen der Schaltung. Mit Modellen der Einzelkomponenten wird in der Simulation deren Zusammenspiel nachgeahmt. Es wird unterschieden nach folgenden Simulationsarten:
- analog
- digital
- Signalintegrität

Analoge Simulation:
Es werden die verschiedenen elektrischen Werte variiert. So kann zum Beispiel der Signalverlauf einer Verstärkerschaltung ermittelt werden, wenn für den Widerstand R1 die Werte 10, 20,...100 Ohm eingesetzt werden. Es können auch gleichzeitig mehrere Bauteilparameter verändert werden. Die Auswertung der Ergebnisse kann über Kurven oder Daten erfolgen. Es lassen sich mit den Simulationsprogrammen auch Schaltungen nach vorgegebenen Kurven/Daten optimieren.

Digitale Simulation:
Bei der digitalen Simulation wird das logische Verhalten einer Schaltung simuliert. Hierzu kommt nicht nur die reine boolsche Funktion, sondern auch die Laufzeiten der unterschiedlichen Signale.

Simulation der Signalintegrität:
Unter Signalintegrität versteht man die Qualität eines Signals. Da Leiterplatten keine idealen Verbindungen darstellen, sondern die Signale verändern, müssen diese Effekte besonders bei schnelleren Anstiegszeiten bzw. höheren Frequenzen berücksichtigt werden. Parasitäre Effekte sind Dämpfung des Signals, Reflexionen und Übersprechen.

Verifikation der Signalintegrität

Um die Maßnahmen, die in der Entwicklung gegen die parasitären Effekte bezüglich der Signalintegrität eingesetzt wurden, zu überprüfen, ist die Verifikation vorgesehen. Hierbei können die realen Verhältnisse auf der Leiterkarte vom Sender über die Kupferleitung und die Durchkontaktierungen (vias) bis zum Empfänger simuliert werden. Dabei können auch elektrische Störungen benachbarter Leitungen berücksichtigt werden.

Powerintegrität

Die Auslegung der Stromversorgung und der Abblockkondensatoren ist von den elektrischen Verbrauchern und den Betriebsfrequenzen abhängig. Diese mit steigenden Frequenzen sehr komplexe Aufgabenstellung kann nach dem Platzieren der Bauteile auf die Leiterkarte simuliert werden. Aus den Simulationsergebnissen resultieren Vorschläge für die richtige Wahl und Platzierung der Entkoppelungskapazitäten und die Dimensionierung der Netzteile.

SLPS Simulink Co-Simulation

Mit SLPS kann Software in MatLab - Simulink von "The Mathworks" zusammen mit elektronischen Blöcken gleichzeitig simuliert werden. Somit ist es möglich, das gesamte System mit Elektronik und Software als virtuellen Prototypen aufzubauen und das Verhalten zu simulieren.

Stress - Analyse und Stress - Derating

Mit den Stress - Berechnungen lassen sich Aussagen über die Zuverlässigkeit eines Gerätes bereits anhand des Stromlaufplanes vorhersagen. So kann ein Designer die richtige Wahl der Komponenten nicht nur aufgrund der elektrischen Funktionalität, sondern auch im Hinblick auf die zu erreichende Zuverlässigkeit treffen.

IC Packaging

Wenn Unternehmen selbst ihre eigenen ICs herstellen, ist das Packaging eine besondere Herausforderung. Im Gehäuse müssen alle Pins mit den IOs auf dem Siliciumchip verbunden werden. Auch hier gilt es, gewisse Vorgaben wie z.B. gleiche Lauflängen, Impedanzen oder Stromversorgungslagen einzuhalten.

Gerber / ODB++

Ist die Leiterplatte fertig designed, werden die Daten für die Fertigung der Leiterkarte ausgegeben. Dies erfolgt meist über die Datenformate Gerber, extended Gerber oder Valor - ODB++.