» Hans-Jürgen Hartmann, Sales Director bei Cadlog, Business Unit für EDA-Software der Var Group Deutschland

Das Design elektronischer Baugruppen (engl. Printed Circuit Board Assembly, PCBA) wird immer komplexer: Miniaturisierung führt zu Platzmangel, erschwert das Wärmemanagement und erhöht das Risiko für Signalstörungen. Steigende Signalgeschwindigkeiten bis in den Hochfrequenzbereich stellen zusätzliche Anforderungen an Signal- und Powerintegrität (SI/PI) sowie elektromagnetische Verträglichkeit (EMV). Hinzu kommt, dass Designrichtlinien von Bauteilherstellern oft unter idealisierten Bedingungen spezifiziert werden und in der Praxis schwer umsetzbar sind. Vorgaben zu Bauraum, Leiterbahnimpedanzen, Abstandsregeln oder PCB-Lagenaufbauten können im Endprodukt häufig nicht ohne Weiteres eingehalten werden – insbesondere bei innovativen Entwicklungen.

Eigene Designregeln bewerten

Auch Ka-Ro Electronics sah sich diesen Herausforderungen gegenüber. Der EMS-Dienstleister produziert neben Kundenaufträgen eigene Computer-on-Modules, die durch anpassungsfähige Schnittstellen auf verschiedenen Basisboards eingesetzt werden können. Für mehr Flexibilität entwickelte Ka-Ro Einlöt-Computermodule, die jedoch spezifische Designanforderungen mit sich brachten: Bei Einlöt-Computermodulen ist eine einseitige Bestückung nötig. Dabei müssen Abblockkondensatoren auf derselben Seite wie die Prozessoren (CPU) angebracht werden, was den gängigen Designrichtlinien widerspricht. Ka-Ro erarbeitete daher eigene Designregeln, deren Bewertung ohne Simulation zu zeitintensiven und kostspieligen Iterationen geführt hätte.

Simulation statt Trial-and-Error

Hier kommt der digitale Zwilling in Spiel. Das virtuelle, hinreichend detailgetreue Abbild einer Baugruppe kann durch Simulation bewertet werden und in kürzerer Zeit passende Design-Regeln für die Schaltplan- und Layout-Konstruktion erarbeiten. Ka-Ro Electronics entschied sich für diesen Entwicklungsprozess und wurde dabei von Cadlog, Business Unit für Electronic-Design-Automation (EDA)-Software der Var Group unterstützt. Mit der präzisen Simulation der Funktion können Probleme früh im Designprozess erkannt werden, während sich die zeit- und kostenintensiven Redesigns der Prototypen erübrigen.

Präzise und benutzerfreundliche Simulation

Für die Simulation entschied sich Ka-Ro für Hyperlynx, unterstützt durch die  Var Group. Die Siemens-Software deckt den gesamten High-Speed-Elektronikdesignprozess ab, inklusive Design Rule Checking (DRC/ERC), Signal- und Powerintegrität (SI/PI) sowie elektromagnetischer Feldberechnungen durch integrierte 2D/3D-Field-Solver. Dank der intuitiven Benutzeroberfläche und der assistierten Funktionen (Wizards) können auch komplexe Aufgaben wie die Validierung von DDRx-Speicherinterfaces ohne tiefgehendes Expertenwissen durchgeführt werden.

Als exklusiver Partner für Hyperlynx in Deutschland implementierte die Var Group die Software bei Ka-Ro Electronics, integrierte sie in den bestehenden Entwicklungsprozess und bot technischen Support. Michael Vyskocil, Head of Development bei Ka-Ro Electronics, lobt die Einführung: „Die Implementierung verlief reibungslos, und die Tools wurden hervorragend erklärt. Eventuelle Probleme konnten wir in Online-Sessions schnell lösen.“

Markteinführung ohne Umwege

Der Einsatz von Hyperlynx ermöglichte Ka-Ro eine schnellere Entwicklung der Einlöt-Computermodule bei gleichzeitiger Kostenreduktion. Besonders bei der Auswahl und Platzierung von Abblockkondensatoren sowie der Validierung der DDRx-Speicherschnittstellen erwies sich die Software als wertvoll. Der DDRx-Wizard simuliert automatisch Schreib-Lesezyklen, bewertet sie anhand von JEDEC-Anforderungen und erstellt HTML-basierte Prüfberichte.

Dank der Unterstützung durch die Var Group konnte Ka-Ro Design-Iterationen und Prototypen reduzieren und ein innovatives Computer-on-Module auf den Markt bringen, ohne kostspielige und lang andauernde Umwege gehen zu müssen.