Vítejte, dnes je
úterý
23.
duben
2024
Odborný časopis a portál zaměřený na vývoj a výrobu elektroniky Tímto příspěvkem zahajujeme sérii článků věnovaných bez nadsázky „Creme de la Creme“ mezi návrhovými systémy pro plošné spoje – Expedition PCB Flow firmy Mentor Graphics.
Aby byly následné specializované články zasazeny do pochopitelného a srozumitelného kontextu, věnujeme tento úvodní článek stručnému popisu Expedition PCB Flow na té nejobecnější úrovni, z několika různých úhlů pohledu. Čtenář by tak měl získat lepší představu, že Expedition PCB Flow není zdaleka jen o tom, jak nakreslit schéma plošného spoje nebo jak propojit jeden vývod s druhým.
Americká firma Mentor Graphics patří do trojice firem, které v celosvětovém měřítku ovládají přes 85 % trhu EDA (Electronic Design Automation), tedy trhu zahrnujícího veškerý software podporující návrh elektronických systémů.
Speciálně v oblasti prodeje systémů pro návrh desek plošných spojů, kam Expedition PCB Flow patří, se firma Mentor Graphics vypracovala na bezkonkurenčně první místo. Podle údajů nezávislé hodnotící agentury Gary Smith z července 2010 činí její podíl na SW systémech pro návrh desek plošných spojů celosvětově 47% a v Evropě dokonce 61%(tato čísla již zahrnují nedávnou akvizici firmy Valor).
Mentor Graphics je finančně zdravá firma, která úspěšně prošla i nedávným hospodářským útlumem. Současné portfolio SW produktů Mentor Graphics je navíc mnoha experty z oboru EDA označováno jako nejzdravější a nejlépe připravené na období dalšího hospodářského růstu v porovnání s ostatními hlavními firmami z oblasti EDA. Všechny tyto skutečnosti tak dávají uživatelům SW produktů Mentor Graphics největší relativní jistotu do budoucnosti, že i nadále bude aktivně dominovat trhu EDA a že nehrozí, že by přestala vyvíjet SW produkty pro návrh desek plošných spojů nebo že by snad dokonce přestala existovat, tak jak se to téměř každý rok stává slabším firmám z oblasti EDA.
Nesdělíme jistě čtenáři nic neznámého konstatováním, že prosperující firma v dravém tržním prostředí uvažuje v kontextu imaginárního trojúhelníku „čas – peníze – kvalita“ a od systému pro návrh desek plošných spojů tedy na obecné úrovni požaduje:
Úsporu času a nákladů. Sem zajisté patří optimalizace počtu návrhářů a jejich pracovních činností, koordinace činností napříč jednotlivými fázemi návrhu i například spolupráce mezi několika návrhovými centry v různých zemích, v neposlední řadě i omezování tvorby prototypů a s nimi souvisejícími opakovanými opravnými návrhy, které stojí drahocenný čas a peníze.
Optimalizaci mnohdy protichůdných požadavků. Tak například požadavky nanižší napájecí napětí, rychlejší signály a vyššívýkon často narážejí na meze možnostínávrhového systému (nejčastějším problémem jsoupřeslechy). Je rovněž nasnadě,že používání jednou naučených a neměnnýchkonzervativních návrhových postupůvede k vyšším nákladům a nižšímu výkonu.Jistě též platí, že větší poruchovost a menšíspolehlivost nekvalitního výrobku zvyšujíprodejní ceny i následné náklady na údržbua snižují prodejnost výrobku.
Obr. 1. Expedition PCB Flow
Inovaci a vyšší atraktivitu výrobků. Je zřejmé, že inovace výrobků vyžadujípoužití stále nových technologií používanýchpři návrhu. Zajímavé je i zjištění,že jednou z největších překážek inovacímje nepoužívání virtuálního prototypování.Inovace jsou často doprovázeny požadavkyna zmenšování rozměrů, což naráží naproblémy s hustotou.
Shodu s předpisy a normami. Dnešní globalizované trhy považují za samozřejmost, že výrobky budou po celou dobu své životnosti splňovat všechny speciální požadavky na použité materiály, různé „zelené“ normy a EMC kompatibilitu.
Úspora času a nákladů. Optimalizace zdrojů a zkrácení harmonogramů jejich činností umožňuje souběžný návrh v reálném čase. Spolupráce a propojenost mezi jednotlivými doménami zamezuje vzniku zbytečných chyb a opakovaných návrhů a snižuje tak zpoždění projektů. Opakované používání již navržených návrhových bloků (IP) zkracuje čas vývoje a zároveň zvyšuje jeho kvalitu. Využívání virtuálního prototypování nahrazuje nutnost používat klasické fyzické prototypování.
Optimalizace mnohdy protichůdných požadavků. Expedition PCB Flow nejenže drží krok s novými technologiemia měnícími se návrhovými postupy, alečasto je i sama jako první zavádí. Důkladnéprozkoumání a analýza navrženýchdesek logicky zmenšují skrytárizika, která často vznikají při používáníkonzervativních (a tedy dražších) návrhovýchpostupů. Chytrý managementsoučástek v Expedition PCB Flow snižujenáklady na vývoj desky, třeba tím,že včas odhalí zastaralé součástky nebotím, že neustále hlídá dostupnost používanýchsoučástek.
Inovace a vyšší atraktivita výrobků. Expedition PCB podporuje nejnovější technologie,jako například HDI, flex nebopokročilé metody pouzdření. Používánívirtuálního prototypování dává i většíprostor různému experimentování. Spolupráces mechanickými CAD systémyoptimalizuje vhodnost tvarů.
Shoda s předpisy a normami. O splnění všech těchto požadavků se společně stará systém správy součástek, používání analýz EMC a nástroje pro kontrolu dodržování pravidel.
Díky neustále zdokonalovanému širokému portfoliu softwarových modulů nabízí Expedition PCB Flow řešení pro všechny fáze návrhového procesu v kvalitě požadované uživatelem:
Souběžný návrh v reálném čase. Díky technologii Xtreme může více návrhářů souběžně v reálném čase nastavovat libovolné parametry projektu a vytvářet jak schéma, tak i topologii plošného spoje.
Nastavování parametrů. Systém nazvaný CES (Constraint Editor System) umožňuje pomocí tabulkového nástroje editovat a sdílet návrhové parametry ve všech používaných softwarových modulech.
Tvorba návrhu desky. SW modul DxDesigner nabízí tvorbu schématu jak klasickým způsobem tj. kreslením schématu, tak i novým způsobem spočívajícím v editaci sofistikované propojovací tabulky. SW modul I/O Designer optimalizuje propojení mezi návrhovými prostředky pro desky plošných spojů a pro programovatelné logické součástky FPGA. K dispozici je i SW modul pro tvorbu schémat VF, který je navíc propojitelný se standardními simulátory VF firem Agilent a AWR.
Analýza a verifikace. SW modul HyperLynx umožňuje tvorbu virtuálních prototypů pomocí analogových nebo smíšených simulací, simulací „high-speed“ signálů (před i po tvorbě topologie) a termální analýzu desky.
Rozmístění a propojení. Expedition PCB nabízí tvorbu topologie plošného spoje s množstvím konfigurovatelných nastavení a podporu technologií jako HDI (High-density Interconnect), VF, flex a multi-chip packaging. K dispozici jsou i nástroje pro spolupráci s mechanickými 3D systémy.
Výroba. SW modul FabLink XE zefektivňuje přípravu výroby pomocí panelizace, množstvím výstupů a dokumentací. Všechny nástroje pro podporu výroby (DFx) jsou plně integrovány do návrhového flow. SW modul CAMCAD umožňuje tvorbu sofistikovaných soupisek materiálů (BOM), montáž a přípravu testovacích dat. SW modul visECAD umožňuje nahlížení do výrobních dat, respektive jejich úpravu ve všech úrovních procesu výroby. Všechny typy výstupu lze přizpůsobit zvyklostem a speciálním požadavkům zákazníka.
Management IP. Expedition PCB Flow disponuje prostředky pro opakované použití již jednou navržených celků, jak na úrovni schématu, tak na úrovni topologie, včetně všech nastavení. Manažer variant plošného spoje umožňuje tvorbu různých variant schématu i topologie uchovávaných v jednom společném projektu. Soubor nástrojů DMS zajišťuje pokročilou správu a sdílení centrální knihovny, zjišťování informací o součástkách a sdílení všech informací uvnitř podnikového informačního systému.
Expedition PCB Flow by nebyl plnohodnotným řešením pro profesionály, kdyby uživatelům neposkytoval vysoce kvalitní programovou podporu. Pilířem programové podpory Mentor Graphics je webová platforma zvaná SupportNet. SupportNet je především obrovským zdrojem všech možných informací, které uživatel SW Mentor Graphics při své práci může potřebovat. Jako hlavní bychom uvedli možnost uživatelů mít neustálý přístup k aktuálním verzím používaného SW, včetně veškeré dokumentace. Další užívanou možností je i možnost komunikace se SW inženýry z Mentor Graphics prostřednictvím tzv. ServiceRequests v případě vážnějších problémů při užívání SW nebo podezření na nějakou chybu.
Nadstavbou základní programové podpory je možnost poskytnutí odborné asistence pro kvalitní instalaci a rozběhnutí systému, nabídka základních i pokročilých tematických školení a pro nejnáročnější uživatele i možnost aktivní osobní asistence expertů z Mentor Graphics při řešení náročných projektů.
Expedition PCB Flow je modulární systém. To znamená, že lze ze všech SW modulů vybrat a sestavit konfiguraci, která přesně vyhovuje specifickým požadavkům jednotlivých uživatelů, od středně náročných individuálních uživatelů až po nejnáročnější firemní uživatele s mezinárodní působností.
Licenční podmínky Expedition PCB Flow (potažmo i veškerého dalšího SW Mentor Graphics) umožňují jak individuální licencování na jedno pracoviště (nodelocked licence) pomocí HW klíče nebo čísla síťové karty, tak i síťovou licenci (floating licence) vázanou na číslo síťové karty licenčního serveru.
Expedition PCB Flow firmy Mentor Graphics je komplexní a integrované prostředí pro desky plošných spojů. Obsahuje vývojové prostředky (SW moduly) pro návrh elektronických systémů a podsystémů od tvorby schématu přes simulace, tvorbu desky plošného spoje až po kompletní výrobní podklady s vazbou na vnitřní informační systém. To vše za aktivní podpory jak jednotlivých SW modulů, tak i samotných uživatelů.
Jak je z výše napsaného zřejmé, není reálné a ani žádoucí, abychom se v příštích vydáních tohoto odborného časopisu rozepisovali o všech existujících SW modulech Expedition PCB Flow a jejich funkcích, zejména ne o těch běžně známých. Zaměříme se proto cíleně na výběr zajímavých, speciálních nebo nově vyvinutých SW modulů. S těmito informacemi se většina návrhářů desek plošných spojů v praxi dosud nesetkala, ale do budoucna pro ně mohou být velmi užitečné.
