Zuken Power-Integrity-Analyse von High-Speed-Leiterplatten

Zuken hat ein neues Produkt für die designbegleitende Analyse von Leiterplatten-Stromversorgungssystemen im Hinblick auf Störeffekte (AC und DC Noise) und elektromagnetische Interferenzen (EMI) als integralen Bestandteil des PCB-Design-Prozesses eingeführt.

Mit dem neuen Modul CR-5000 Lightning Power Integrity Advance können Leiterplattenentwickler nun jederzeit während des physischen PCB-Design-Prozesses Power-Integrity-Analysen von Störeffekten und der optimalen Abblockstrategie durchführen. Die Entwicklungszeit komplexer High-Speed-Leiterplatten wird laut Unternehmensangaben dadurch signifikant verkürzt, da Iterationen und Nacharbeit wegfallen. Bei der Optimierung des Abblockschemas können oft zahlreiche Kondensatoren (bis zu 40 Prozent) eingespart werden.

Auf digitalen High-Speed-Leiterplatten sind heute eine Vielzahl von verschiedenen Netzspannungen zu finden. Das ist bedingt durch Technologien wie z. B. USB 3.0, DDR3 oder komplexen FPGAs. Daher ist bei diesen Produkten ein sorgfältiges Design der PCB-Leitungen unabdingbar. Bei CR-5000 Lightning Power Integrity Advance findet die Analyse von AC- und DC-Effekten in einer Simulationsumgebung statt. Die AC-Analyse unterstützt u. a. Auswahl und Platzierung von Abblockkondensatoren und verifiziert das Impedanzverhalten von IC-Power-Pins im Detail. Die DC-Analyse erkennt unbeabsichtigte Design-Funktionen, die durch Spannungseinbrüche die Netzspannung auf einen Wert unterhalb der Spezifikation für integrierte Schaltkreise absenken oder durch hohe Stromverteilungen zu Zerstörungen führen kann.

Die AC-Analyse prüft frequenzabhängige Impedanzen von Masse- und Signalleitungen und stellt sicher, dass die Geräteimpedanz für Schlüsselfrequenzen niedrig ist, z. B. bei Taktraten und den entsprechenden Oberwellen. Eine hohe Impedanz muss ggf. durch Abblocken oder Umformen einer Masse- oder Signalplatte korrigiert werden.

Die DC-Analyse erzeugt automatisch einen entsprechenden Gleichstromkreis für die Stromverteilung. Der Stromkreis wird unter Berücksichtigung der Leistungsaufnahme des Geräts und anderer Spezifikationen erstellt, um Spannungsabfälle und Stromfluss zu prüfen. Zu den gängigen Problemen zählt z. B. die enge Gruppierung von Vias, die einen zu hohen lokalen Widerstand zur Folge hat.

Die Funktionen zur EMV-Analyse von CR-5000 Lightning Power Integrity Advance nutzen einen schnellen empirischen EMV-Simulationsansatz, der vom EMC-Expert System Consortium (http://emclab.mst.edu/consortium.html) entwickelt wurde. Dieser Ansatz ermöglicht eine schnelle EMV-Analyse der gesamten Leiterplatte für Gegen- und Gleichtaktabstrahlungseffekte. So werden mögliche EMV-Probleme bereits im Design-Prozess der Leiterplatte entdeckt.

Die Lösung Power Integrity Advance ist als Add-On der CR-5000 Lightning-Design-Umgebung erhältlich und Bestandteil des integrierten CR-5000-Design-Workflows für Leiterplatten. CR-5000 Lightning Power Integrity Advance ist ab sofort über die CR-5000-Ansprechpartner von Zuken verfügbar. Weitere Informationen finden Sie im Internet unter www.zuken.com/power-integrity-advance.