Automatisierte Konstruktionsanalyse und Schaltplanprüfung

Designanalyse: Gemeinsame Regeln – Advanced DRC (Design Rules Check)

Der Abschnitt „Common Rules“ von CircuitHawk enthält einen Satz von 16 Prüfungen. Dieses Set kann als eine höhere Ebene des traditionellen DRC (Design Rule Check) definiert werden, das dem Designer viel mehr Nutzen bietet.
DRC ist ein Begriff, der von E-CAD-Anbietern verwendet wird, um die Methode zu beschreiben, mit der sie Konstruktionsfehler erkennen. Die meisten davon bedeuten Fehler im PCB-Layout, andere bedeuten einfache Verbindungsfehler oder ERC (Electrical Rules Check). Meistens prüfen diese Regeln auf fehlende Verbindungen und decken nicht belastungsbedingte Fehler ab, die im Entwurf verborgen sein könnten.

Designanalyse: Konnektivitätsüberprüfung

Die Konnektivitätsüberprüfung basiert auf spezifischen Konnektivitätsregeln, die zum Erkennen von Konnektivitätsproblemen wie Netznamen- und Stromkonflikten, Erdungs- und Stromversorgungsproblemen, Pull-up-Widerständen an Open-Drain-Ausgängen usw. verwendet werden. Die Regeln definieren mithilfe von Standardmustern für reguläre Ausdrücke Objekte, die müssen verbunden/nicht verbunden werden. Die Verbindungselemente sind anpassbar. BQR hat ein vordefiniertes Regelwerk für verschiedene Technologien entwickelt, wie zum Beispiel: Open Drain/Open Collector Pins, I2C, Crystal, NC Pins, PCIe, PECL Terminations, Clock AC/TAC und mehr.

Designanalyse: Überprüfung der Chipverbindung

Digitale ICs werden mit bis zu Tausenden von Pins immer komplexer, was die manuelle Überprüfung der Verbindungen für OEM-Designer extrem schwierig macht. Um die Aufgabe zu erleichtern, stellen Chiphersteller Referenzdesigns zur Verfügung, die die Verbindung eines Chips zu seinen Peripheriekomponenten spezifizieren. Aufgrund der Komplexität und des Fehlens automatisierter Tools in der EDA-Umgebung ist jedoch auch die Überprüfung der Übereinstimmung des Referenzdesigns mit dem Referenzdesign des Chipherstellers äußerst schwierig. Mit dem Chip Interconnection Verification Tool lässt sich diese schwierige und mühsame Aufgabe bewältigen.

Designanalyse: Funktions-, Sicherheits- und Testbarkeitsregeln

Eine der schwierigsten Aufgaben für einen Designer besteht darin, Funktions-, Sicherheits- und Testbarkeitsfehler zu erkennen.

 

Funktionsfehler:

Im folgenden Schema können wir sehen, dass die Ausgangsspannung des Chips 2,6 V beträgt. Aufgrund des Spannungsabfalls am Widerstand beträgt die Spannung an der Basis des Transistors 0,23 V, wodurch die LED effektiv immer ausgeschaltet bleibt.

 

Sicherheitsfehler:

Stellen Sie sich einen Chip vor, der neben einer Nicht-Sicherheitsfunktion mehrere Sicherheitsfunktionen umfasst. Wenn die Nicht-Sicherheitsfunktion ausfällt, gefährdet dies den Betrieb der Sicherheitsfunktionen im Chip und könnte infolgedessen zu einer Systemsicherheitskatastrophe führen.
CircuitHawk enthält einen Assistenten, der Designern hilft, neue Regeln gemäß den funktionalen Produktspezifikationen und behördlichen Vorschriften zu erstellen.

 

Testbarkeitsfehler:

In den meisten modernen elektronischen Leiterplatten implementiert der Designer einen integrierten Test (BIT). BIT-Schaltungen können durch Hardware oder durch eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden. Die BIT-Anzeige gibt dem Bediener die Gewissheit, dass das Produkt ordnungsgemäß funktioniert. Wenn einige Schaltkreise ausfallen, erhält der Bediener eine Meldung. Auch die Wartungsorganisation wird alarmiert. Dies ermöglicht die Vorbereitung durch die Zuweisung von Technikern und Ersatzteilen für eine schnelle Reparatur-Turn-Around-Time (TAT), um das Produkt bei Bedarf wieder betriebsbereit zu machen. Dies ist sehr wichtig für geschäftskritische und hochverfügbare Systeme.

 

Art der BITS:

C-BIT: Kontinuierliches BIT, das prüft, ob eine Funktion korrekt funktioniert (Beispiel: Ausgang eines DC/DC-Wandlers).
P-BIT: Power-On-BIT, das Funktionen nur beim Einschalten überprüft. Diese Funktionen können während des Betriebs nicht überprüft werden (Beispiele: Speicherprüfsumme, Schutzschaltungen und Kommunikationsleitungen).
I-BIT: Vom Bediener oder Techniker in einem nicht betriebsbereiten Modus, z. B. im Labor, initiierte BIT.
ATE-BIT: Eine Reihe von Tests, die im Labor mit einem speziellen automatisierten Testgerät (ATE) durchgeführt werden. Diese Testreihe kann Fehler erkennen, die die vorherigen BITs nicht erkennen können.
Schließlich kann CircuitHawk verwendet werden, um alle fehlenden BIT-Tests zu erkennen und die Fähigkeit des Produkts zu erhöhen, Fehler zu erkennen und zu isolieren.

Designanalyse: Kein Fehler gefunden (NFF)

Der häufigste typische Fehler im Feld ist NTF oder NFF (No Failure Found).

35%-70% der PCBs, die von Außendiensttechnikern als ausgefallen erklärt wurden, sind auf Funktionsfehler und „Kein Fehler im Labor gefunden“-Fehler zurückzuführen. Dadurch erhöht sich die Anzahl der Leiterplatten in der Pipeline dramatisch, was zu großen Verlusten für die Hersteller führt.
CircuitHawk enthält spezielle Regeln, die solche Fehler in seinem ASR-Modul erkennen können, wodurch Hersteller Zeit und Ressourcen sparen können.

Designanalyse: ESD- und Spannungsspitzenregeln

CircuitHawk enthält ein spezielles Tool, mit dem der Benutzer ESD-Spannungspegel definieren und diese in bestimmte Netze einspeisen kann. Anschließend prüft das Tool, ob das Design robust ist und ob die Schutzkomponenten die Spannungsspitzen tatsächlich unterdrücken können.

Designanalyse: Benutzerdefinierte Regeln

Zusätzlich zu allen gebrauchsfertigen CircuitHawk-Regeln enthält das Tool einen Assistenten, mit dem Benutzer neue Regeln erstellen können. Die Regeln definieren mithilfe von Standardmustern für reguläre Ausdrücke Objekte, die verbunden bzw. nicht verbunden werden müssen. Die Verbindungselemente sind anpassbar.

Somit kann der Benutzer ganz einfach neue Regeln für jedes spezifische Design erstellen.

Designanalyse: Sneak Circuits

„Sneak Circuit“ ist definiert als der unerwartete Pfad oder Betriebszustand in einem elektrischen oder elektronischen Schaltkreis aufgrund einer Einschränkung oder eines Versehens bei der Konstruktion durch Menschen. Die Sneak-Schaltung kann unter bestimmten Bedingungen ausgelöst werden, was zu einer unerwünschten oder unbeabsichtigten Aktion zu einem unerwünschten Zeitpunkt führt. Dies hat nichts mit einem bestimmten Komponentenfehler zu tun.