Multi-Board-Schaltungsanalyse

 

Einführung

Hochentwickelte Elektronikprodukte enthalten oft mehrere PCBs mit vielen Verbindungen. Während jede Platine für sich wie erwartet funktionieren kann, funktioniert die komplette Einheit möglicherweise aufgrund von Designfehlern im Zusammenhang mit der Platinenintegration nicht. Boards können aus einer Quelle oder aus verschiedenen Quellen (Hersteller, OEM, ODM etc.) stammen. In beiden Fällen müssen Sie Integrationstests zur Fehlererkennung durchführen. Die Behebung solcher Fehler erfordert eine zeitaufwändige Ursachenanalyse und zusätzliche Designzyklen. Eine frühzeitige Erkennung dieser Fehler kann viel Zeit und Geld sparen.

Standard-Multi-Board-Verifizierung

Die Standardmethode zum korrekten Verbinden mehrerer Platinen ist die Verwendung von ICD (Interface Control Document), in dem alle Ein- und Ausgänge jeder Platine definiert sind. Im Idealfall sollte der ICD gut definiert sein und jedes Board sollte seinem eigenen ICD entsprechen. Leider ist dies oft nicht der Fall. Im Folgenden sind einige typische Beispiele für Probleme aufgeführt, auf die BQR-Ingenieure bei der Analyse von Multi-Board-Designs von Kunden gestoßen sind:

 

  • ICD ist möglicherweise nicht gut definiert, dies führt zu Verwirrung zwischen den verschiedenen Gruppen, die die separaten Boards entwerfen.
    Bis vor kurzem gab es keinen Standard für ICDs. Yizhak Bot, CTO von BQR, leitete die Bemühungen, einen solchen Standard für die Luft- und Raumfahrtindustrie zu formulieren [1].
  • Eine Hauptstromversorgung versorgt mehrere Platinen mit Strom. Während die Leistung für jede einzelne Platine ausreichend ist, kann die Leistung für alle Platinen zusammen unzureichend sein.
  • Die I2C-Kommunikation erfordert einen Pull-up-Widerstand, aber jeder Platinendesigner glaubt, dass die andere Platine den Pull-up-Widerstand enthält, und schließlich wird kein Widerstand im Systemdesign implementiert.

 

Simulationsbasierte Multi-Board-Verifizierung

Die CircuitHawk-Software von BQR verfügt über die einzigartige Fähigkeit zur Durchführung Schaltungsbelastungssimulation über große Multi-Board-Designs. Anstatt von ICDs abhängig zu sein, verifiziert die Simulation das tatsächliche integrierte detaillierte Design. Viele Konstruktionsfehler werden so frühzeitig gefunden, was Zeit und Geld spart.

 

Verweise

[1] IEC-63238-1 Prozessmanagement für die Avionik – Elektronikdesign – Teil 1: Elektrische Signaleigenschaften, Namenskonventionen und Schnittstellenkontrolldokument (ICD)