Leiterplatten-Design-Software Bewährtes lässt sich verbessern

Erneuerungen bei den wichtigsten Designplattformen am Markt.
Erneuerungen bei den wichtigsten Designplattformen am Markt.

Leiterplatten-Entwurfswerkzeuge gibt es seit mindestens dreißig Jahren, und doch lassen sich selbst durch und durch ausgereifte Werkzeuge noch punktuell verbessern. Die folgende Zusammenfassung beschreibt die Neuerungen bei einigen der wichtigsten Designplattformen am Markt.

Es gibt rund zehn verschiedene Software-Plattformen für EDA (Electronic Design Automation), die nicht nur von Studenten an Universitäten, sondern auch von Ingenieurbüros und von Entwicklungsabteilungen rund um den Globus kommerziell genutzt werden. Darüber hinaus existieren noch verschiedene regional bekannte Entwurfsprogramme, die zwar geschätzt, aber nur wenigen Anwendern bekannt sind. Die beiden EDA-Software-Häuser Cadence Design Systems und Mentor Graphics, daneben auch Altium und die in Deutschland sehr beliebte Software-Schmiede Cadsoft Computer sind wohl die bekanntesten Anbieter entsprechender Designplattformen, die ihre Werkzeuge auch kontinuierlich weiterentwickeln. Die jüngsten Verbesserungen an diesen Software-Paketen sind folgerichtig Gegenstand dieses Übersichtsbeitrages.

OrCAD-Lösungen für Flex- und Rigid-Flex-Designs

Die Firma Cadence Design Systems zählt seit jeher zu den drei größten EDA-Software-Häusern weltweit und leistet sich den Luxus, gleich zwei Software-Plattformen für PCB-Designs im Angebot zu haben und diese entsprechend den Kundenwünschen weiter zu entwickeln. Die Akquisition von OrCAD lief vor 17 Jahren, im Juni 1999, über die Bühne und kostete die Firma mit rund 120 Millionen Dollar eine Menge Geld. Seither wird die OrCAD-Designplattform beständig weitergepflegt und mit der firmeneigenen Software-Umgebung Allegro, von der später noch die Rede sein wird, hinsichtlich des Funktionsumfangs immer mehr verzahnt. Entwickler, die sich eines Tages eine neue Software-Plattform zulegen wollen, werden auf diese Weise dazu animiert, sich bei einem Wechsel von OrCAD vielleicht für den Aufstieg zu Allegro zu entscheiden – eigentlich ganz clever!

Wer sich für Bestandswahrung entschieden hat, der kann sich mit der 17.2-2016-Release (www.cadence.com/news/OrCAD172-2016) von OrCAD anfreunden, die mit neuen Funktionen für Capture, PSpice Designer und PCB Designer aufwartet (Bild 1). Diese wurden nach Firmenangaben speziell für die Herausforderungen bei Flex- und Rigid-Flex-Designs sowie bei komplexen Mixed-Signal-Simulationen von IoT-, Wearable- und drahtlosen Mobilgeräten entwickelt.

Das OrCAD-Portfolio stellt also nun Techniken zur Verfügung, um starrflexible Leiterplatten effizienter planen, designen und in Echtzeit visualisieren zu können. Integrierte Datenkonverter ermöglichen einen direkten Design-Import von verschiedenen EDA-Anbietern. PSpice Designer im besonderen unterstützt jetzt eine Simulation auf Systemebene mit in C, C++, SystemC und VerilogA programmierten Funktionsblöcken über die neue PSpice-Compact-Modell-Schnittstelle. Dies ermöglicht ein virtuelles Hardware/Software Prototyping.

Die neue OrCAD-Software-Plattform zeichnet sich zudem auch durch Verbesserungen aus, die eine höhere Produktivität des Leiterplattenentwicklers und einfachere Nutzung der Padstack-Editierung, des Constraint Manager, der Kupferflächen-Bearbeitung und von Design Rule Checks ermöglichen. Um eine höhere Effizienz zu erreichen, bedienen sich die Programmwerkzeuge ferner einer Methode, um Unterschiede im Design darzustellen, die ein Design Review mit globalen Teams auf der Basis von systemunabhängigen Berichten ermöglicht. Nicht zuletzt können Bauteilinformationen zwischen Schaltplan und Layout mit erweiterten Anmerkungen und automatischen Verweisen versehen werden.

Cadence-Allegro-Plattform beschleunigt Designabläufe

Zeitgleich mit der neuen OrCAD-Release ist auch das Allegro-17.2-2016-Software-Portfolio (www.cadence.com/news/allegro172) auf den neuesten Stand gebracht worden; diese Software (Bild 2) eignet sich insbesondere für Entwicklerteams, die über Firmen- und Ländergrenzen zusammenarbeiten müssen und dazu ausgeklügelte Management-Mechanismen nutzen müssen. Dem Entwickler stehen darüber hinaus umfassende Inter-Layer-Check-Routinen zur Verfügung, die Iterationen im Design Check und im Redesign-Ablauf minimieren. Eine dynamische Team-Design-Option beschleunigt zudem die Produktentwicklungszeit um bis zu 50 Prozent. Durch die Verwendung von Material-Inlay-Fertigungstechniken lassen sich die Materialkosten um bis zu 25 Prozent reduzieren. Außerdem gewährleistet die integrierte Sigrity-Technologie, dass kritische Signale die vorab definierten Signal- und Leistungs-Integritätskriterien erfüllen und auf diese Weise die Layouter die Stabilität der Stromversorgung und die Spannungsabfall-Anforderungen effizient adressieren können.

Der bei OrCAD bereits zitierte Fokus aufs Flex- und Starrflex-Designs gilt auch für die Allegro-Plattform und zeigt sich an einer Reihe von Funktionen, die mit der neuen Programmfassung zum Tragen kommen:

  • Entwickler haben die Möglichkeit, mehrere starre und flexible Bereiche in demselben Layout zu spezifizieren. Diese Stack-up-by-Zone-Funktion kann auch in Lagenaufbauten genutzt werden, um Material-Inlay-Bereiche mit einer Mischung von teuren und kostengünstigen Materialien zu schaffen, was eine Reduzierung der Materialkosten um bis zu 25 Prozent ermöglicht.
  • Umfassende In-Design-Inter-Layer-Checks für Flex und Starrflex reduzieren manuelle Tätigkeiten und stellen sicher, dass alle Regeln für fortschrittliche Flex-Designs eingehalten werden.
  • Interoperable Allegro- und Sigrity-Routinen dienen der Verkürzung der Design- und Verifikationszeit. Dies wird durch die Vermeidung unnötiger physischer Prototypen-Iterationen, durch eine abgestimmte Route-Kanal-Auslastung mittels Tabbed-Routing, neue Backdrilling-Regeln und eine effiziente gemeinsame Nutzung von Rückstrompfaden über Strukturen erreicht, die mittels der Sigrity-Technologie optimiert wurden.