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Design-Praxis: Systemsimulation (Teil 3)

Herausforderungen durch Feldwechselwirkungen

1. März 2019, 11:09 Uhr | Dr. Christian Römelsberger, Applikationsingenieur bei Cadfem

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Fortsetzung des Artikels von Teil 4

Résumé

Im ersten Teil der Artikelreihe [1] wurde auf die Resonanzen in Leiterplatte, im Kontext der dynamischen Versorgungsintegrität, eingegangen: falls Kabel im Spiel sind, können hier auf Systemebene Kabel- und Leiterplattenverhalten kombiniert werden.

Der zweite und dritte Teil [2] betrachtete die Kopplung der Signalleitungen an die Versorgungsnetzwerke (z.B. über Rückströme). Simulationen wie mit Ansys SIwave oder Ansys HFSS helfen dabei, schon im Entwurf auf direkte Weise, die Versorgungs- und Signalintegrität von Leiterplatten zu verbessern. Damit werden teure und zeitaufwändige Redesigns vermieden. Weiterhin können in Simulationen physikalische Zusammenhänge anschaulich erfasst werden, was die Lernkurve beim Entwickler wesentlich beschleunigt und Innovationen vorantreibt.

Berechnungen bringen in allen Entwicklungsphasen einen großen Nutzen:

In der Pre-Layout Phase können Vias und Padstacks optimiert werden und als Bausteine für das Layout bereitgestellt werden.
Versorgungskonzepte können in einer frühen Layoutphase verglichen werden: Dies zeigt die geeigneten Lagen der Versorgungsnetze für eine niederimpedante Stromversorgung und die geeignete Flächenaufteilung zur Gewährleistung der Stromtragfähigkeit.
Das Verlegen vieler Leitungen geht, aus Gründen der Kosteneffizienz (Anzahl der Lagen), oft mit Kompromissen einher. Dabei muss die physikalische Funktionsintegrität gewährleistet sein.
Am Ende der Layoutphase wird ein gesamter Kanal, insbesondere auf die Einhaltung von Normen geprüft.

Damit wird die Wahrscheinlichkeit, für eine erfolgreiche Inbetriebnahme des Systems im ersten Anlauf, erheblich gesteigert. (ct)