电路设计技巧

SpaceX和其他先进技术需要多板PCB创新

当我在中学时,我曾经喜欢制作和飞行模型火箭。我们在学校有一个火箭俱乐部,除了我偶尔会把一些火箭挂在树上之外,这很有趣。但有一点可以确定的是,尽管我们发射的火箭上升了,但没有人确切知道它们可能会落下的位置。通过降落伞悬挂(假设这些火箭实际上按预期部署),它们可能降落到任何地方。

最近我看到SpaceX公司的Falcon Heavy的两个助推器在他们自己的动力下完成了同步着陆。这些助推器在靠近他们的着陆区时没有使用降落伞悬挂降落,他们用剩余的燃料软着陆,恰好在他们的编程地点。我中学时的认知,即火箭队上升,但谁知道他们会在哪里落下,已经被重新定义。

多年来,我一直在设计印刷电路板,而且我一直都在设计一块电路板。这是实现它的唯一方法,因为多板系统级设计超出了我们的CAD系统的功能。但今天,这个事实也被重新定义了。

随着技术的发展,我们的设计方法需要随之改变,以便我们为其做好准备。我们现在有能力在一个项目中设计多个电路板,为我们提供系统级设计。这将为您提供比单板设计显着的优势。像这样的系统级设计将是必不可少的,因为我们设计了Falcon Heavy和其他航空航天应用的最新技术进步。

不仅仅是满足电路板:多板PCB创新

PCB设计的标准一直是一次设计一块印刷电路板。这些设计通常是多板系统的一部分,但由于我们的PCB CAD工具的局限性,我们只能看到我们目前正在开发的设计。尽管我们知道还有其他设计涉及到,但我们无法看到它们,只能依靠其他来源的输入来使我们的工作与系统的其他部分相匹配。

机械工程师会给我们提供带禁止布线的电路板轮廓,以便我们避免潜在的放置冲突。这将告诉我们不要将组件放置在某个高度上,或者在某些情况下不放置任何组件。同样,电气工程师将匹配来自不同设计的网络名称,并且原理图将指示哪些连接器将在设计之间配对。

单独完成多个系统板的PCB设计可能是一项挑战

为系统设计多板的挑战

来自机械和电气工程师的意见大大帮助我们设计出单个PCB,以便与其他系统板一起工作。当然,缺点是这些方向仍然有些模糊。这有点像驾车在路上看到“谨慎”的标志。你应该谨慎哪些?我们需要更多细节才能完成设计的完整工作。

以放置连接器为例。将连接器放置在指定的位置很容易,但无法查看它与连接的相对位置,您可能会错过一些可以清理的重要设计细节。连接器是否处于最佳位置?连接器线束是否会达到应有的程度?将线束插入连接器会导致周围放置的任何不可预见的困难?

另一个面临挑战的设计领域是设计电路。这是PCB设计的常规功能,可以通过布局和布线创建良好的板间连接。然而,设计板内连接却不能同时处理多个设计是比较困难的。从多板系统的角度来看,单个板上看起来像一个很棒的布局和布线方案可能会有所改变。

在3D环境中设计多电路板的能力对系统级设计有很大的帮助

具有多板PCB创新的设计工具如何提供帮助

幸运的是,目前有PCB设计工具可以让您从系统级角度进行设计。从项目级别开始,您可以为所有系统板指定单独的PCB设计。这使您能够指定将在设计之间交叉的网名,以便您可以使用设计之间一致的网名连接。

在布局方面,您可以单独进行设计工作,也可以在项目级别工作,将它们整合在一起,就像在最终系统中出现的一样。这使您可以根据实际系统的需要调整元件布局,而不仅仅依赖“禁止布线”区域。

这样的多板PCB设计系统可以在系统级盲目设计和实际设计系统级设计之间做出区别。由于能够在多板PCB设计系统中的本机3D环境中进行设计,因此您可以查看放置冲突的位置,并进行实时更正以解决问题。

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