高速高密度PCB設計における新たな課題のシミュレーション「ソフト化」

高速高密度 PCB 設計における新たな課題のシミュレーション「ソフト化」

PCB アセンブリおよび PCB 処理メーカーは、設計を「ソフト」にするシミュレーションを通じて、高速で高密度の PCB 設計が直面する新しい課題について説明します。

シミュレーションは、すべての側面を考慮した仮想プロトタイプのテストです。 設計がますます複雑になるにつれて、エンジニアはすべてのスキームを実装することはできません。 現時点では、テストによる判断ではなく、高度なシミュレーションのみを使用できます。

今日のシステム設計では、回路基板の高速化と高密度化によってもたらされる課題に加えて、迅速な製品発売のプレッシャーにより、シミュレーションはシステム設計の不可欠な手段となっています。 設計者は、高度なシミュレーション ツールを使用して設計段階の問題を発見し、システム設計を効率的かつ高品質に完了することを望んでいます。

従来の回路基板設計では、エンジニアがシミュレーションの手段を使用することはめったにありません。 多くの場合、上流のチップ メーカーが提供するリファレンス デザインとデザイン ガイダンス ルール (ホワイト ペーパー) を使用し、エンジニアの実際の経験を組み合わせて設計し、設計および製造されたプロトタイプをテストして、問題を見つけて、設計を修正することを繰り返します。 . このサイクルは、問題が基本的に解決されるまで続きます。 シミュレーション ツールを使用して設計を行うこともありますが、それはローカル回路に限定されます。 回路の変更は時間の遅れを意味し、製品の急速な導入の圧力の下では受け入れられません。 特に大規模なシステムでは、わずかな変更で設計全体が覆される場合があります。 「1つの変化が全身に影響を与える」ということわざがあるように、基板メーカーの損失は計り知れません。

製品の品質を保証することは困難であり、開発サイクルは制御不能であり、エンジニアの経験に過度に依存しています。これらの要因により、上記の設計方法では、ますます複雑化する高速かつ高密度の PCB 設計によってもたらされる課題に対応することが難しくなっています。 そのため、高度なシミュレーション ツールで解決する必要があります。 「上流のチップ メーカーが提供する設計スキームは、独自のテンプレートに基づいていますが、システム メーカーの製品は、上流のメーカーの製品とまったく同じになることはできません。同時に、1 つのチップの設計要件がそれらと矛盾する可能性があります。 そのため、シミュレーションによって設計スキームを決定する必要があります。」 陳蘭冰は言った。

ある意味で、シミュレーションは、物理プロトタイプをテストすることによってのみ完了することができる仮想プロトタイプの機能評価をソフトウェアが完了することを可能にすることです。 これは、より「ソフト」で経済的なソリューションです。

しかし、高速高密度回路基板のシミュレーションは、従来のシミュレーションとは異なります。 「従来のシミュレーションは、スケマティック ダイアグラムに対して行われます。単に励振を追加し、出力を見て、機能が正しいかどうかを判断します。高速シミュレーションは、正しい機能を前提として設計のパフォーマンスを見ることです。両方のスケマティックを対象としています。 図と PCB 設計。」 どちらのスキームが実際の需要に近いかは、シミュレーション ツールを使用して判断できます。 性能要件を満たすことに基づいて、どのスキームがより低コストであるかを判断し、性能設計とシステム コストのバランスを見つけることができます。 Yulif 氏は次のように述べています。 シミュレーション結果がテスト結果にどれだけ近いかは、実際のテスト システムを置き換えることはできません。」

テストは、すべての実際の環境要因を含むシステム パフォーマンスの真の判断です。 ただし、シミュレーションは、特定の特定の条件を対象とした仮想プロトタイプの「テスト」です。 すべての実際の条件を考慮して同時にシミュレートできるツールはありません。 しかし、技術の発展とツールの継続的な改善により、シミュレーション結果と実際のテスト結果の近似値はますます高くなり、設計にとってますます重要になっています。 同時に、エンジニアに対するより高い要件も提唱しています。 ツールはますます使いやすくなっていますが、シミュレーション結果の判断と改善方法は、エンジニアの技術レベルと理論的根拠に依存しています。

現在、高速 PCB シミュレーションでは、EMC/EMI の影響は理想的ではありません。 これは、高速システムの場合、ビア効果の影響により、実際の環境を効果的にシミュレートするには、システムの 3 次元モデリングが必要になるためです。 しかし、PCB のような巨大で複雑なシステムを 3D でモデル化することは非常に困難です。 現在、専門家による検査方法が主に採用されています。これは、EMC/EMI 問題を国際的な一般基準に従って PCB のレイアウトおよびルーティング規則に変換することです。