Ansys助力Autodesk Fusion 360改進(jìn)PCB設(shè)計(jì)

隨著眾多生活中常見(jiàn)產(chǎn)品的電氣化程度不斷加速提高，市場(chǎng)對(duì)于更快速、更小巧、更智能的電子產(chǎn)品的需求也在快速增加，這也意味著工程師亟需迅速應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的挑戰(zhàn)。

電子設(shè)備正在以前所未有的速度發(fā)展，我們可從以下指標(biāo)中窺探一二：4K電視（可處理4K視頻）可以支持1.4 GHz乃至更高的頻率范圍，這就需要快速傳輸大量數(shù)據(jù)。在這些系統(tǒng)中，一些關(guān)鍵屬性，比如信號(hào)干擾和時(shí)序延遲的可能性都在不斷增加。

隨著每一代新產(chǎn)品的推出，不斷縮小的印刷電路板（PCB）及組件需要更小的高速傳輸線（PCB上的走線）、并采用更緊密的封裝，產(chǎn)生噪聲和干擾導(dǎo)致信號(hào)問(wèn)題的可能性也在增加。

與此同時(shí)，客戶要求新產(chǎn)品能夠更快供貨，這意味著工程師必須縮短設(shè)計(jì)和測(cè)試其最新創(chuàng)新產(chǎn)品的時(shí)間。如果對(duì)設(shè)計(jì)性能沒(méi)有絕對(duì)的信心就急于投入生產(chǎn)，寄望于這樣就能獲得最好的結(jié)果，就可能導(dǎo)致成本高昂的設(shè)計(jì)返工，并延遲上市進(jìn)程。

而由Ansys技術(shù)支持的Autodesk Fusion 360信號(hào)完整性擴(kuò)展可以解決上述問(wèn)題。通過(guò)結(jié)合使用面向PCB設(shè)計(jì)的Fusion 360云端軟件平臺(tái)和Ansys市場(chǎng)領(lǐng)先的電磁仿真工具，PCB設(shè)計(jì)人員和工程師可以在流程的每一步深入了解其設(shè)計(jì)性能，從而提高他們對(duì)最終產(chǎn)品首次及之后每一次都能夠正常運(yùn)行的信心。

Autodesk設(shè)計(jì)與制造部門行業(yè)戰(zhàn)略副總裁Srinath Jonnalagadda和Ansys產(chǎn)品管理副總裁Steve Pytel，一同探討了由Ansys技術(shù)支持的Autodesk Fusion 360信號(hào)完整性擴(kuò)展將如何推動(dòng)創(chuàng)新發(fā)展。

更出色的電子工作流程

Ansys和Autodesk之間的合作伙伴關(guān)系建立在打破產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中的工程壁壘、并向設(shè)計(jì)人員和工程師普及仿真技術(shù)的基礎(chǔ)之上。仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)有助于更好地管理創(chuàng)新，并應(yīng)對(duì)日益增加的產(chǎn)品復(fù)雜性、更短的產(chǎn)品生命周期和不斷增長(zhǎng)的消費(fèi)者期望。

在Fusion 360中嵌入Ansys仿真技術(shù)，有助于擴(kuò)展PCB設(shè)計(jì)人員研發(fā)智能消費(fèi)類電子產(chǎn)品的能力，以便在設(shè)計(jì)流程中獲得電磁學(xué)領(lǐng)域的洞察。由Ansys技術(shù)支持的Fusion 360信號(hào)完整性擴(kuò)展對(duì)PCB設(shè)計(jì)人員的價(jià)值主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

配置簡(jiǎn)單：快速、輕松地輸入參數(shù)，然后選擇目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行快速和按需分析

阻抗匹配：管理和控制整個(gè)電路板上每個(gè)關(guān)鍵信號(hào)的阻抗，以獲得最佳的高速設(shè)計(jì)性能

信號(hào)洞察：分析您的設(shè)計(jì)信號(hào)，以檢查用于表征高速設(shè)計(jì)的參數(shù)，如信號(hào)延遲、走線長(zhǎng)度、阻抗和耦合

視覺(jué)違規(guī)標(biāo)記：利用2D PCB設(shè)計(jì)上疊加的顏色編碼圖，直觀地識(shí)別任何潛在的阻抗或耦合問(wèn)題

如何設(shè)計(jì)PCB中的信號(hào)完整性

當(dāng)我們談?wù)撔盘?hào)完整性時(shí)，我們主要關(guān)注的是電信號(hào)是否沿著連接組件的走線移動(dòng)，同時(shí)避免信號(hào)失真。在這個(gè)過(guò)程中，最重要的變量之一是走線的阻抗，阻抗是電路或組件對(duì)交流電的有效電阻。走線彎曲、不連續(xù)、反射和阻抗不匹配都會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真。對(duì)于給定的PCB，走線具有指定的阻抗值和公差，而這些值會(huì)受到走線寬度、走線材料、介電常數(shù)和層厚等變量的影響。

在設(shè)計(jì)或修改PCB時(shí)，工程師會(huì)輸入其所需的阻抗和公差參數(shù)。由Ansys技術(shù)支持的Fusion 360信號(hào)完整性擴(kuò)展在走線上疊加了色圖，以指示走線是否在公差范圍內(nèi)。工程師可以立即查看走線中可能存在問(wèn)題的地方（如不連續(xù)性），并可以移動(dòng)走線（比如將走線拉直、或者將走線變寬、變窄），直至電路板上的所有走線都在顏色編碼所示的公差范圍內(nèi)。此外，該擴(kuò)展還可以提供有關(guān)信號(hào)長(zhǎng)度、發(fā)射器到接收器的時(shí)間、電感、電阻、電容、延遲等參數(shù)的數(shù)據(jù)。

當(dāng)達(dá)到了阻抗和公差要求，電路板就可以被用于研發(fā)流程的下一個(gè)步驟。由于已經(jīng)過(guò)Ansys電磁工具的驗(yàn)證，工程團(tuán)隊(duì)可以確信PCB走線部分的設(shè)計(jì)是可靠的。

該嵌入式集成基于Fusion 360的Ansys電子數(shù)據(jù)庫(kù)（EDB）導(dǎo)出功能，可輕松連接Ansys Electronics Desktop，并讓信號(hào)完整性/電磁（SI/EMI）分析人員能夠繼續(xù)對(duì)產(chǎn)品的電磁性能進(jìn)行詳細(xì)的仿真以及生成報(bào)告。通過(guò)結(jié)合使用Fusion 360信號(hào)完整性擴(kuò)展和Ansys Electronics Desktop工作流程，用戶可以在研發(fā)流程的所有部分嵌入電磁學(xué)分析，加速產(chǎn)品上市進(jìn)程，保證電磁兼容性（EMC），以及提高創(chuàng)新敏捷性，從而研發(fā)更智能的產(chǎn)品。

為PCB設(shè)計(jì)人員帶來(lái)的益處

Fusion 360信號(hào)完整性擴(kuò)展可在設(shè)計(jì)流程的早期階段為PCB設(shè)計(jì)人員提供走線的，近乎實(shí)時(shí)的信號(hào)完整性數(shù)據(jù)，避免了多個(gè)樣板的打樣和測(cè)試，以及成本高昂的設(shè)計(jì)返工，從而節(jié)省了時(shí)間和資金。在研發(fā)和制造智能互聯(lián)設(shè)備時(shí)，企業(yè)不僅可以滿足日益嚴(yán)苛的需求，而且能夠確信其PCB的信號(hào)完整性能夠滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。

審核編輯：劉清