除了PCB之外，產(chǎn)品設(shè)計還涉及什么？

博客作者：Zachariah Peterson

專業(yè)的電子設(shè)計師們在電子產(chǎn)品開發(fā)過程中發(fā)揮著重要作用。沒有電路板，所有這些半導(dǎo)體都沒有意義，它們將無法為我們提供現(xiàn)代化的產(chǎn)品體驗(yàn)。盡管PCB設(shè)計人員在產(chǎn)品開發(fā)過程中至關(guān)重要，但在產(chǎn)品開發(fā)工具方面，他們?nèi)匀惶幱诹觿荨?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/82/" target="_blank">PCB設(shè)計軟件非常適合構(gòu)建物理布局，但其功能在擴(kuò)展為完整的產(chǎn)品開發(fā)套件方面進(jìn)展緩慢。隨著PCB設(shè)計師持續(xù)在產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮著積極作用，業(yè)界可以做些什么來支持他們？在 Altium，我們逐漸轉(zhuǎn)向關(guān)注系統(tǒng)級別并創(chuàng)建各種工具，讓設(shè)計人員更多地參與整個產(chǎn)品開發(fā)過程。各自獨(dú)立工作的工程時代已經(jīng)結(jié)束，當(dāng)今最成功的產(chǎn)品都是在協(xié)作過程中構(gòu)建的。

除了PCB之外，產(chǎn)品設(shè)計還涉及什么？

產(chǎn)品設(shè)計的理念應(yīng)該是顯而易見的：它是從整體上考慮整個系統(tǒng)，并且通過設(shè)計系統(tǒng)中主要元件之間的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。例如，外殼和 HMI 元素推動 PCB 上的布局以及 EE 的元件選擇，電路板和連接器的數(shù)量推動著線束需求，仿真結(jié)果會影響元件的布置方式和材料的選擇……可能的工程關(guān)系列表系統(tǒng)顯然可以很長。

外殼

盡管PCB及其元件負(fù)責(zé)創(chuàng)建所需的用戶體驗(yàn)，但外殼是用戶將與之交互的對象。因此，外殼必須讓用戶體驗(yàn)無障礙，并且需要具有令人愉悅的美感。它還需要將所有元件和子系統(tǒng)裝到單個封裝中，這個簡單的要求開始對PCB布局施加嚴(yán)格的限制。

多板系統(tǒng)

越來越少的產(chǎn)品依賴于單個電路板或元件，而且許多產(chǎn)品在其整個生命周期中不會保持不變。許多產(chǎn)品依賴于多個元件和子系統(tǒng)，包括必須以電氣和機(jī)械方式相互連接的多個PCB。在MCAD應(yīng)用程序中，機(jī)械設(shè)計人員可以通過兩種方式與ECAD協(xié)作者一起工作。

舊方法：將每個電路板導(dǎo)出為STEP模型，將其共享/通過電子郵件發(fā)送給MCAD用戶，然后將其導(dǎo)入MCAD應(yīng)用程序以進(jìn)行機(jī)械回溯。

新方法：已集成的ECAD/MCAD協(xié)作，MCAD用戶可以將所有電路板作為一個系統(tǒng)訪問，無需導(dǎo)出文件。

我們?nèi)匀辉谠S多公司中看到這種情況，電氣和機(jī)械設(shè)計師必須相互導(dǎo)出文件，以便了解產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計。Altium 365通過云配置MCAD CoDesigner擴(kuò)展來解決這個問題，以便MCAD和ECAD用戶可以通過安全的在線平臺直接協(xié)作。

新方法是在電路板之間應(yīng)用邏輯定義，并在PCB CAD工具中實(shí)現(xiàn)機(jī)械約束的可視化。ECAD/MCAD協(xié)作，其中集成了機(jī)械和電氣設(shè)計軟件，處理機(jī)械協(xié)作方面的問題。不同電路板之間的邏輯定義是全新的，需要在原理圖和PCB布局中進(jìn)行電纜和線束設(shè)計。

電纜和線束設(shè)計

當(dāng)您在一個元件中有多塊電路板時，它們需要以電氣和機(jī)械方式相互連接。線束和電纜是用于連接裝配體中多個電路板的標(biāo)準(zhǔn)元件。雖然布線可以在3D中進(jìn)行機(jī)械仿真和可視化，但這些連接很少在原理圖中進(jìn)行邏輯定義。這意味著沒有跨電纜的網(wǎng)絡(luò)連接檢查，并且電氣設(shè)計師無法在沒有外部建模應(yīng)用程序的情況下利用完整產(chǎn)品評估所需的諸多電氣仿真和驗(yàn)證工具。

由于邏輯定義現(xiàn)在被納入原理圖，用戶可以根據(jù)原理圖編輯器中的邏輯定義驗(yàn)證PCB布局中的網(wǎng)絡(luò)連接。對于具有多個電路板和元件的高級產(chǎn)品，這為ECAD工具內(nèi)基于規(guī)則的設(shè)計帶來了新的維度。線束的邏輯定義不會改變其在PCB布局中作為機(jī)械元素的角色，并且整個元件可作為機(jī)械設(shè)計的一部分用于MCAD應(yīng)用程序。

電源和EMI

任何大規(guī)模生產(chǎn)和銷售的電子設(shè)備都必須通過排放測試并獲得認(rèn)證才能被視為合規(guī)。對于具有許多數(shù)字子系統(tǒng)的高級電子產(chǎn)品來說，電源和EMI之間的關(guān)系是一個特別的痛點(diǎn)。不穩(wěn)定的電源傳輸會導(dǎo)致輻射和傳導(dǎo)EMI，需要在設(shè)計過程中盡早識別這一點(diǎn)。

PCB設(shè)計人員需要能夠訪問其PCB設(shè)計軟件中的仿真工具，以簡化模型創(chuàng)建過程以及迭代和優(yōu)化。從歷史上看，仿真與MCAD用戶合作一樣效率低下：需要模型導(dǎo)出，然后擁有計算電磁學(xué)博士學(xué)位的人員需要創(chuàng)建設(shè)計的數(shù)值模型才能運(yùn)行仿真。

診斷電源問題的仿真能力應(yīng)該就在PCB布局內(nèi)發(fā)生。PDN分析工具已經(jīng)存在一段時間，但最新一代的工具不需要用戶退出其PCB編輯器。相反，產(chǎn)品設(shè)計過程需要更快的迭代而不依賴于較慢的系統(tǒng)級仿真：

在布局中工作，設(shè)計師可以快速識別許多簡單的電源問題

這些可以在PCB布局內(nèi)進(jìn)行校正，無需導(dǎo)出模型

需要進(jìn)行全面的系統(tǒng)評估后，將模型導(dǎo)出并提供給仿真工程師

為了幫助用戶保持高效，EDA工具需要在PCB編輯器中直接集成更多功能。Altium Designer中的新Power Analyzer工具正是提供了這些功能，來幫助產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊簡化其評估和優(yōu)化工作流程。

在Altium Designer中詳細(xì)了解由Keysight提供技術(shù)支持的電源分析器

協(xié)作和團(tuán)隊合作

為使產(chǎn)品開發(fā)取得成功，每個人都需要擁有可簡化溝通的協(xié)作工具。以下是產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊需要的一些功能：

任務(wù)管理以及團(tuán)隊成員分配

與版本控制集成的差異比較和合并功能

在整個設(shè)計文檔中進(jìn)行評論

在安全的云平臺中訪問元件數(shù)據(jù)

整個PCB設(shè)計文檔中的評論功能使協(xié)作貫穿產(chǎn)品開發(fā)過程和生產(chǎn)階段。

構(gòu)建先進(jìn)技術(shù)的設(shè)計師可以利用Altium Designer最新版本中行業(yè)最佳的電子產(chǎn)品開發(fā)功能。團(tuán)隊成員可以使用Altium 365平臺進(jìn)行協(xié)作、共享設(shè)計數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建簡化的設(shè)計流程。

審核編輯：湯梓紅