Mejore su juego: Diseños de múltiples tarjetas frente a diseños de múltiples capas

jugador de fútbol americano en azul y rojo

 

No recuerdo mucho de jugar al fútbol en la escuela secundaria. No estoy seguro de que sea por querer olvidar las interminables prácticas agotadoras que nos preparan para ser golpeados en el juego o realmente para ser golpeados en el juego. De cualquier manera, tiendo a asociar vagamente el fútbol de la escuela secundaria con mucho trabajo duro y dolor, puntuado por los ocasionales momentos de gloria. Si hay algo que recuerdo muy vívidamente, es que los entrenadores nos animaron a que siempre "aceleráramos nuestro juego".

 

Nuestros entrenadores sabían que el objetivo no era llegar a una meseta, sino avanzar constantemente al siguiente nivel. Para prepararnos, por lo tanto, a lo que sea que vendría después, nos han metido en la cabeza "intensifica tu juego" en cada momento que han podido y estoy realmente agradecido por ello. Me ayudó durante mi adolescencia y sigue ayudándome hoy en día. En mi carrera de diseño de tarjetas de circuito, he tenido que intensificar mi juego muchas veces. He visto avances desde la tecnología de orificios pasantes hasta el montaje superficial y desde diseños muy abiertos hasta diseños de interconexión de alta densidad (HDI). Ahora, ha llegado el siguiente paso: pasar del diseño de tarjetas muticapas individuales hasta el diseño de sistemas de múltiples tarjetas.

 

Aquellos de nosotros en el mundo del diseño estamos familiarizados con el diseño de una sola tarjeta de circuito impreso, pero diseñar múltiples tarjetas para un sistema es probablemente algo nuevo para muchos de nosotros. Afortunadamente, hay nuevas y mejoradas herramientas CAD de diseño de PCB que pueden ayudar con esta tarea. Si bien el diseño de PCB para un sistema de varias tarjetas solía ser un proceso manual torpe, estas nuevas herramientas proporcionan una solución de diseño que es elocuente y realmente divertida de usar. Siga leyendo y verá lo que quiero decir.

 

Imagen de diferentes subconjuntos en una computadora

En la actualidad, los diseños de PCB a menudo requieren el diseño de todas las tarjetas del sistema en conjunto.

 

Recordando las viejas costumbres

El diseño a nivel de sistema no es nada nuevo, pero lo es la forma en que diseñamos las diferentes PCB que componen un sistema. Durante años, el diseño de PCB se limitó a diseñar una tarjeta a la vez, ya que no existía una solución CAD que pudiera diseñar varias tarjetas de sistema juntas. El diseño mecánico del sistema dictaría el tamaño y las formas de las diferentes tarjetas de circuitos que cabrían en él, pero las tarjetas se diseñarían individualmente.

 

Después de que se diseñaran las PCB individuales, se construirían como prototipos. Una vez que estos prototipos estuvieran en funcionamiento, se armarían como un sistema completo. Esto permitiría realizar comprobaciones eléctricas y mecánicas del nivel del sistema. Cualquier problema descubierto tendría que ser enviado de vuelta a los ingenieros de diseño para otra versión de las tarjetas. He trabajado en diseños de sistemas como éste que requerían grandes cambios en las formas de los contornos de las tarjetas y en la colocación de los componentes para que la tarjeta funcionara con el resto del sistema. Fue un proceso tedioso, por no decir más.

Un paso en la dirección correcta

A medida que los sistemas CAD mecánicos 3D crecían en sus capacidades, se convirtieron en una parte importante del proceso de diseño. Podrían crear la forma del contorno de la tarjeta con las zonas de separación mecánica y de seguridad adecuadas, y enviar esos datos al sistema CAD de diseño de la tarjeta. Una vez que se diseña la tarjeta de circuito impreso, se puede leer la ubicación de la PCB y los archivos de librerías para representar con precisión la tarjeta de circuito impreso completada dentro del sistema.

 

Los sistemas CAD mecánicos fueron un gran paso adelante hacia el diseño total del sistema. Los equipos de diseño ahora podían comprobar los conflictos físicos entre la tarjeta y el resto del sistema antes de construir prototipos de tarjetas. Sin embargo, aún no había una manera de verificar las conexiones eléctricas y todos los cambios y correcciones todavía tenían que ser enviados de vuelta a los diseños de PCB individuales.

 

Vista CAD 3D de la PCB de varias tarjetas en un diseño

Diseño de varias tarjetas dentro de un sistema CAD 3D de PCB

 

Más allá de los diseños de múltiples capas: diseños de múltiples tarjetas a nivel de diseño de PCB

Hoy en día, el diseño a nivel de sistema es mucho más fácil, debido a la capacidad de crear múltiples tarjetas a nivel de diseño de PCB. Si bien antes los sistemas de diseño de PCB solo podían crear diseños individuales, ahora pueden vincular varios diseños de tarjetas en un proyecto de varias tarjetas. Esto hace posible que los diseños de tarjetas individuales sean tratados como objetos hijos dentro del ensamble del sistema principal.

 

Las interconexiones entre las tarjetas se identifican para la comprobación eléctrica, asignando propiedades multi-tarjetas a las redes de conexión en el diagrama esquemático. De esta manera, el sistema de diseño de PCBs sabe cómo se conectan las tarjetas del sistema como si estuvieran físicamente conectadas entre sí en el sistema real. Esto facilita la comprobación eléctrica para verificar que los conectores intra-tarjeta tienen la asignación de pines correcta.

 

En el entorno 3D de las herramientas de diseño de la PCB, las diferentes tarjetas del sistema pueden agruparse dentro de su carcasa. Esto permite la revisión de conflictos de espacio físicos, así como la comprobación de la correcta ubicación de los componentes de interconexión, como enchufes y conectores. Cualquier cambio que sea necesario se puede realizar a nivel de sistema 3D, para verificar que todos los conectores están alineados correctamente y que se han resuelto todos los conflictos físicos.

 

El diseño de múltiples tarjetas en las herramientas CAD de diseño de PCBs de hoy en día no es solo un paso adelante en su juego; es un cambio completo en el juego. Usted ahorrará tiempo y dinero previamente gastado en prototipos de sistemas, al confirmar de antemano que sus tarjetas de circuito están listas para el sistema.

 

Altium Designer 18 es un software de diseño de PCB de última generación que está hecho para el diseño de varias tarjetas. Tiene una arquitectura de 64 bits y otras mejoras de rendimiento que le permitirán crear sus diferentes sistemas de diseños de PCB , todo dentro de un único proyecto de diseño de varias tarjetas.

 

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