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“Dove ti fa male”? Affrontare i punti dolenti nella progettazione di schemi elettronici e PCB

Di Jeroen Leinders, Global eCADSTAR Solutions Leader e Chris Hambleton, General Manager Zuken Ltd
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Il Design Automation è un concetto che mette al centro l’aumento della produttività. Le sfide di progettazione dovrebbero essere ridotte, gli errori dovrebbero essere minimizzati e il time-to-market abbreviato. La progettazione di schemi e PCB presenta sfide molto specifiche: ad esempio la BOM che può richiedere molti componenti diversi, ognuno dei quali ha i propri modelli. Internet naturalmente ha aiutato nella ricerca dei componenti, ma le soluzioni possono essere lontane dalla “realtà” spesso promessa. Un nuovo approccio è rappresentato dall’uso di un browser incorporato nel software di progettazione Schematic e PCB, che porta il progetto fuori dal suo isolamento, verso il mondo connesso ad internet. La connettività web permette agli strumenti di essere molto interattivi, ed è questo attributo che sta aiutando a risolvere i punti dolenti che molti progettisti affrontano, specialmente quando cercano di creare prototipi.

Punto #1: Così tanto da imparare, in così poco tempo

In molte aziende – specialmente nelle piccole o medie imprese – il personale di ingegneria deve essere in grado di svolgere un certo numero di funzioni. La progettazione di PCB sarà solo una delle tante competenze richieste. Considerando che non devono usare gli strumenti di progettazione su base giornaliera o settimanale, per far sì che gli ingegneri si abituino rapidamente all’utilizzo di strumenti EDA, il software deve essere intuitivo e, se possibile, con un’interfaccia utente dall’aspetto familiare.

 eCADSTAR di Zuken è una soluzione di progettazione PCB 3D nativa con rappresentazione 2D simultanea. Ciò significa che gli utenti possono avere schermi multipli, cross-probing tra lo schema e il progetto PCB, così come il Constraint Browser. eCADSTAR consente ai progettisti di dividere un layout su due (o più) schermi e vederlo da diverse angolazioni, lavorando in 3D o 2D a seconda del compito da svolgere. 

combined views in eCADSTAR 2021Combined Multitab

Inoltre, eCADSTAR è stato progettato per fornire un ambiente unificato che è riconoscibile, indipendente dall’applicazione utilizzata, simile a Windows. Le applicazioni Word ed Excel, per esempio, hanno un aspetto relativamente simile, ma ognuna ha le proprie funzionalità per ogni applicazione – questa è l’esperienza che eCADSTAR vuole offrire. eCADSTAR fornisce un insieme coerente e strutturato di applicazioni con un’interfaccia grafica uniforme. Se il progettista sta usando un editor di libreria o un editor di PCB, i colori cambiano ma nello stesso tempo tutto è familiare. Inoltre, tutto è collegato in modo incrociato, così se un componente è selezionato nell’editor di schemi, sarà evidenziato nell’editor di PCB, e viceversa.

Punto #2: Costruire una libreria rallenta la prototipazione

Costruire una libreria richiede sempre tempo come ad esempio creare un footprint, aggiungere un simbolo schematico, allineare un modello 3D – specialmente se si tratta di un componente complesso come un QFP o BGA con 300 o più pin. Ogni nuovo progetto può avere centinaia di componenti che un progettista non ha mai usato prima nello strumento software PCB. È stato stimato che su un progetto che richiede cinque giorni, facilmente uno o due giorni vengono spesi solo per il lavoro di libreria.

Uno dei fattori chiave di differenziazione di eCADSTAR è che include un browser internet incorporato. Quindi, usando questo strumento, i progettisti possono accedere molto facilmente a qualsiasi libreria che hanno creato. Inoltre, Zuken ha firmato partnership con i principali fornitori di componenti di terze parti e fornitori di modelli, tra cui Allied Electronics, Arrow, Digi-Key, Mouser, RS, FindChips, SamacSys and Ultra Librarian. Il browser incorporato “sempre connesso” di eCADSTAR permette all’utente di visitare il proprio fornitore di componenti preferito – pur rimanendo nel programma eCADSTAR – per trovare e scaricare facilmente la parte e il modello richiesti.

eCADSTAR Partners_2021 Pain pointsElectronic Component Partners

Altri strumenti offrono una capacità simile di cercare nel loro database online e in quello dei loro partner, ma gli utenti devono scaricare la cartella zip, decomprimerla, selezionare il file corretto e metterlo nella loro libreria. eCADSTAR fa tutto questo per l’utente. Ha l’intelligenza di sapere dove si trova la loro libreria e sa quale file nella cartella zippata è il footprint o il simbolo, etc e dove nella libreria ogni elemento dovrebbe essere memorizzato. Esegue tutti questi compiti in background poi chiama l’elemento richiesto dalla vostra libreria alla posizione del cursore dell’utente – pronto per il posizionamento – in pochi secondi.

Un’altra difficoltà può essere quella di trovare i componenti giusti. A volte si selezionano anche parti che non sono in magazzino, il che può causare ritardi. La funzione di ricerca in eCADSTAR è molto precisa e poiché il browser è incorporato, i database di più fornitori possono essere esaminati e le parti alternative che possono essere più prontamente disponibili possono essere aggiunte alle librerie. Gli utenti possono richiedere preventivi e acquistare componenti da produttori e distributori direttamente dall’interno dello strumento di progettazione.

Punto #3: Collisioni rilevate in ritardo; Creepage non affrontato in 3D

In alcuni strumenti di sviluppo di PCB, le regole di progettazione ed il 3D non sono unificati. In questi software, sebbene in 2D sia più facile realizzare lo sbroglio di circuiti ad alta velocità e densità, i controlli 3D dovranno essere eseguiti in un altro ambiente. Ciò significa che gli errori di collisioni, i parametri di creepage, così come le problematiche EMI, potrebbero essere identificati solo al termine della progettazione.

creepage_eCADSTAR 2021Creepage eCADSTAR 2021.0 Release

In eCADSTAR, man mano che i componenti vengono aggiunti, il modello 3D viene aggiornato in tempo reale, evidenziando automaticamente qualsiasi difficoltà in cui le dimensioni delle parti vicine possono causare collisioni, o in cui i requisiti di creepage e clearance sono interessati. La visualizzazione multipla 2D/3D simultanea ottimizza la visibilità del progetto, e le semplici schede di modifica, velocizzano le operazioni. I progettisti possono facilmente eseguire controlli di creepage e clearance per assicurarsi che tutto sia conforme alle regole del progetto. Durante tutto il processo, il software identificherà gli errori o i possibili conflitti, offrendo suggerimenti e consigli predittivi, in modo che gli errori o i layout impossibili siano facilmente e rapidamente identificati e corretti.

Punto #4: Il lavoro separato porta agli errori

Un altro vantaggio della natura connessa di eCADSTAR è che permette e incoraggia il lavoro collaborativo e la creazione di team. eCADSTAR collega i membri del team che possono trovarsi in luoghi fisici diversi e in diversi reparti aziendali, facilitando la creazione di un team virtuale esteso. Grazie al suo ambiente di progettazione 3D nativo, gli ingegneri MCAD ed ECAD possono lavorare insieme e individualmente durante il processo di progettazione. I progettisti possono condividere facilmente blocchi di circuiti e persino blocchi di progettazione fisica senza duplicazione. eCADSTAR permette anche agli ingegneri di lavorare in parallelo sulle proprie sezioni di una scheda o di un elemento di circuito funzionale, riducendo notevolmente il tempo di progettazione.

Questa caratteristica di eCADSTAR è diventata ancora più preziosa, naturalmente, durante la pandemia di COVID-19 quando il lavoro da casa è diventato la nuova normalità. Ma nonostante i programmi di vaccinazione proseguono in tutto il mondo e i progettisti possono tornare in sedi più centralizzate, il modo di lavorare è cambiato. Così alcune aziende ed individui preferiscono per ragioni commerciali e personali continuare ad avere pratiche di lavoro decentralizzate. eCADSTAR può aiutare a fare in modo che tutti rimangano collegati.

Conclusioni

È difficile quantificare esattamente l’aumento di produttività che può essere raggiunto utilizzando uno strumento come eCADSTAR, che non solo è abilitato a Internet, ma che ha abbracciato la connettività web e l’ha usata per fornire nuove funzionalità a livello di sistema e umano. Ma certamente un enorme risparmio di tempo deriva dalla capacità dello strumento di eliminare la manipolazione manuale dei file. Un utente ha stimato che dove prima un progetto PCB per un nuovo prototipo poteva richiedere cinque giorni, ora questo era possibile in meno di due giorni.

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