česky english Vítejte, dnes je středa 08. prosinec 2021

Týmový návrh systému s více deskami plošných spojů

DPS 1/2017 | CAD/CAE/CAM - články
Autor: Ing. Milan Klauz, CADware s. r. o.
Obr_tit.png

Firma Mentor Graphics představila rozšíření možností svého návrhového programu Xpedition při návrhu systémů s více deskami – Xpedition Multi-Board Systems Design Solution. Novinka umožňuje týmu vývojářů z různých oborů pracovat současně na návrhu systému, který sestává z několika navzájem propojených desek plošných spojů. Integrita dat celého systému je zajištěna průběžným ukládáním dat jednotlivých částí systému do jedné společné databáze. Tím je možné celý systém navrhnout rychleji, efektivněji a spolehlivěji.

Tradiční postup při návrhu systému s více deskami se skládá ze samostatných návrhů jednotlivých desek, kabelů a mechaniky uložení desek, přičemž vzájemnou vazbu a další souvislosti mezi jednotlivými částmi systému zajišťují informace v podobě výpisů, tabulek a psaných pokynů doplněných o mechanické výkresy. Takový postup nebývá bez chyb, nemluvě o zdlouhavém procesu kontrol a o komunikaci mezi vývojáři jednotlivých částí. Výsledek nebývá optimální, protože různá omezení jednotlivých složek systému brání optimálnímu pohledu na systém jako na jeden celek. Uvedené nevýhody v návrhu dílčích systémů se pak dále přenášejí i do návrhu komplexního systému, který je z nich složen (system-of-systems), tak jak to známe např. z oborů automotive průmyslu, kosmického výzkumu, průmyslové automatizace atd.

Řešení, které Xpedition Multi-Board Systems Design nyní umožňuje, spočívá v komplexním návrhu systému s několika deskami, kde je kromě návrhu jednotlivých desek potřeba řešit i jejich vzájemné propojení přes kabely a konektory, zajistit simulaci signálové integrity a teplotních poměrů, provést modelování systému a návrh mechaniky ve 3D, to vše souběžně kolektivem pracovníků v reálném čase. Jedná se tedy o komplexní multidisciplinární řešení, jak naznačuje úvodní obrázek.

Xpedition Multi-Board Systems Design

Společnost Mentor Graphics nemusela pro dané řešení vyvíjet zcela nový software. Vždyť její high-end návrhový systém Xpedition umožňuje týmový návrh DPS i práci ve 3D prostředí, program HyperLynx pro analýzy EMC a signálové integrity brzy oslaví dvě dekády své existence, termální analýzy FloTherm jsou bezesporu na vysoké úrovni, její software pro práci s kabely je určen pro ty nejnáročnější aplikace a program System Vision se běžně používá pro modelování složitých elektromechanických systémů. Jednalo se tedy spíše o to, jak všechny tyto výkonné nástroje vzájemně propojit, aby umožňovaly týmovou práci v reálném čase.

Obr01

Obr. 1 Hierarchické schéma systému s jednotlivými částmi na úrovni bloků

Nové možnosti Xpedition Multi-Board Systems Design zvyšují produktivitu práce návrhového týmu a snižují náklady na vývoj, když nahrazují neúčinný papír a lidské zdroje automatizovaným, plně integrovaným pracovním prostředím, které podporuje týmovou práci v reálném čase a v globálním prostředí.

Obr02

Obr. 2 Návrh desky v programu Xpedition

 

Práce na vývoji nového systému začínají definováním jeho jednotlivých částí. V případě elektrické části to znamená vypracovat hierarchický schematický diagram, který bude zahrnovat všechny elektrické části systému a jejich vzájemné propojení (obr. 1). Na úrovni systému jsou jeho jednotlivé části vyjádřeny pomocí bloků, doplněné o vzájemné propojení pomocí kabelů. Jednotlivé bloky jsou potom na nižších úrovních postupně rozkresleny do potřebných detailů. Tak jsou všechny elektrické části systému vedeny v jedné společné databázi, odkud se také berou informace pro návrh desek a kabelů. Jednotlivé desky se mohou navrhovat současně skupinou návrhářů, což je ostatně záležitost, kterou program Xpedition podporuje již delší dobu (obr. 2). Důležité je, že jednotliví návrháři mají k dispozici okamžitý přehled o návaznosti na zbývající části systému. Paralelně s návrhem desek může probíhat návrh kabelového propojení jednotlivých desek a návrh mechaniky systému ve 3D prostředí již zaběhnutým způsobem spolupráce oboustranného propojení s 3D mechanickým CAD programem. Simulace navrženého systému mají za úkol dodržení jeho požadovaných vlastností s ohledem na signálovou integritu přenášených signálů a teplotní poměry na deskách a uvnitř systému (obr. 3). Není opomenuta ani návaznost celku a jeho jednotlivých částí na výrobu. Vlastní možnosti práce ve 3D jsou doplněny také o přímou návaznost na externí 3D mechanické programy.

Obr03

Obr. 3 Termální analýzy systému

 

 

Podrobnější informace o Xpedition Multi-Board Systems Design Solution jsou k dispozici na webových stránkách www.mentor.com/xpedition.

 

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik