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Le PCB Design à l’ère de la transformation digitale

Comment le rôle de la conception du PCB Design évolue-t-il dans le développement de l'électronique

Qu'est-ce que le PCB Design à une époque où la transformation digitale est toujours plus rapide ? Au cours des six dernières décennies, des milliers d'entreprises du secteur technologique ont travaillé assidûment pour mettre quotidiennement sur le marché des innovations électroniques toujours plus sophistiquées, aboutissant à l'ère actuelle de la digitalisation. Cette évolution modifie rapidement notre façon de vivre, de voyager, de faire des affaires et de communiquer, et bien sûr aussi notre façon de gérer le PCB Design. Le rythme de la transformation digitale s'accélérera encore plus rapidement car de plus en plus d'entreprises commencent à intégrer des innovations telles que l'intelligence artificielle (IA) et le machine learning (ML) dans leurs systèmes. Cela permettra de tirer parti et même de monétiser la quantité exponentiellement croissante de données produites.

Cadlog et Siemens s'engagent à aider toutes les entreprises - de toutes tailles - à progresser dans leur Transformation Digitale et à concevoir plus rapidement un avenir plus intelligent, en commençant par le PCB Design.

Comment concevoir des PCB

Le PCB design - qui tend de plus en plus vers le PCB system design - est constamment mis au défi de s'adapter de manière adéquate à la nouvelle génération de circuits intégrés de plus en plus complexes et rapides. Parallèlement, elle doit acheminer et maintenir l'intégrité thermique de chaque signal à haute vitesse entre les circuits intégrés d'une carte. Rapidement, les défis, et donc la technologie pour les concevoir et les analyser, doivent englober toutes les cartes d'un système et être synchronisés avec les systèmes mécaniques connexes. De plus en plus, les équipes de conception doivent fournir ces cartes de circuits imprimés et ces systèmes électroniques interconnectés toujours plus complexes avec les meilleures performances de leur catégorie, à la puissance la plus faible possible, et ce dans des délais de commercialisation de plus en plus courts. Mais les défis ne se limitent pas à la complexité de la conception et à la pression du délai de mise sur le marché.

Les technologies de Siemens Digital Industries Software permettent aux clients de s'attaquer aux complexités des produits, de l'organisation et des processus qui ont toujours empêché les entreprises de livrer des circuits imprimés et des systèmes électroniques interconnectés dans les délais impartis, avec un minimum d'itérations. Ces technologies sont les flux de conception Xpedition Enterprise et PADS Professional, ainsi que les suites d'analyse HyperLynx et Valor NPI étroitement intégrées.

pcb design

Future

5 éléments importants pour le PCB Design

Cinq éléments de transformation clés sont nécessaires pour offrir différenciation des produits, rentabilité et mise sur le marché plus rapide grâce au PCB Design :

  1. Conception multi-domaines optimisée et intégrée digitalement
  2. Ingénierie des systèmes basée sur des modèles (MBSE)
  3. Vérification basée sur des prototype numériques
  4. Capacité, performance, productivité, efficacité
  5. Force et fiabilité du fournisseur

 

1. Conception multi-domaines optimisée et intégrée digitalement

Les entreprises doivent choisir un environnement de PCB Design qui non seulement s'adapte à la complexité de la conception, mais qui facilite également la mise en place d'un fil numérique (Digital Thread) permettant aux équipes de conception et de fabrication de se tenir informées de l'état d'avancement du projet et de collaborer à l'échelle globale dans tous les domaines de l'ingénierie.

Un Digital Thread entre la conception et la fabrication permet aux équipes de mieux collaborer pour accélérer le processus de conception et minimiser les itérations. Pour organiser la transition vers la fabrication, il faut partager une compréhension complète du produit et permettre un accès anticipé aux données. L'utilisation d'une plateforme digitalement intégrée aide les équipes à élaborer une nomenclature multi-domaines complète et précise que les entreprises peuvent facilement intégrer à une grande variété d'applications dans l'entreprise. Les équipes de conception peuvent également développer des modèles qui aident les équipes de toute l'entreprise à réutiliser les meilleures pratiques et à appliquer les normes.

multi-domain collaboration
Choosing a multi-domain, trans-geography solution is imperative for digital transformation.

2. Ingénierie des systèmes basée sur des modèles (MBSE)

Pour faciliter l'adoption d'un système de systèmes, de nombreuses entreprises se tournent vers le model-based systems engineering (MBSE), où les sous-systèmes des domaines électrique, mécanique et logiciel - y compris le PCB Design - sont tous modélisés de manière fonctionnelle et rassemblés dans un Digital Twin complet au niveau de l'architecture des systèmes avant le début de la conception.

Avec une méthodologie MBSE, les architectures des sous-systèmes électroniques sont extraites et communiquées sous la forme d'une "nomenclature des fonctions", qui est ensuite utilisée pour guider la définition du système électronique avec les configurations appropriées.

Au début du processus, les architectes du système définissent toutes les interfaces externes pour la conception des harnais et des câbles. L'électronique, définie par le PCB Design, est ensuite placée dans les déploiements logiques et physiques appropriés.

Le Digital Twin complet permet aux ingénieurs de commencer à travailler sur les compromis dans différents domaines à partir d'un niveau fonctionnel, plus tôt dans le cycle de conception. Chacun de ces compromis peut avoir un impact dans chacun des domaines individuels. Ainsi, plus tôt on peut déterminer les compromis qui fonctionnent le mieux pour le produit global, meilleur sera le produit. De plus, en considérant l'ensemble du système du point de vue des model-based systems, les équipes peuvent non seulement examiner les compromis électriques et fonctionnels plus tôt dans le cycle de conception, mais aussi les compromis relatifs au produit qui peuvent être basés sur des éléments tels que le poids, le coût ou même les composants disponibles.

digital twin example

3. Vérification basée sur des prototype numériques

Pour réduire les time-to-market et maximiser la rentabilité, les meilleures équipes de conception effectuent des analyses pendant le processus de conception, en boucles courtes et itératives. Cette approche est préférable à celle qui consiste à n'effectuer l'analyse qu'une fois la conception achevée ou en laboratoire, après l'assemblage d'un prototype physique de la carte ou du système. Des environnements tels que Xpedition permettent aux groupes de conception d'effectuer des analyses itératives et de créer un prototype numérique de leurs systèmes pour une analyse beaucoup plus précoce. Des outils comme PADS Professional permettent aux petites équipes de conception de PCB de faire de même.

De plus, le fait de disposer d'un système complet permet non seulement de réaliser des boucles itératives localisées pour une conception correcte par construction, mais aussi de faciliter l'analyse de systèmes plus larges. Dans l'environnement actuel, il n'est plus possible d'analyser seulement quelques éléments individuels d'une conception hors du contexte du système entier. Les performances doivent être analysées et vérifiées au plus haut niveau du système - de la modélisation électromagnétique 3D de structures de conception complexes à la création de modèles numériques multi-couches au niveau du système qui alimentent l'analyse des signaux au niveau du système en fonction de la puissance. L'intégration de silicium hétérogène et le conditionnement avancé des IC exigent une véritable analyse thermique au niveau du système, ainsi qu'une analyse simultanée, où les effets thermiques des IC sur les boîtiers et le PCB correspondant sont modélisés dans le contexte du système entier.

pcb layout software

4. Capacité, performance, productivité, efficacité

The companies who have been most successful in making a Digital Transformation choose PCB Design environments that scale to their organization’s size, challenges, and design team expertise. In addition, the most sophisticated environments enable companies to catalog and leverage design reuse across their organization. In the IC design space, this has proven to have several benefits for reducing cost as well as design time by enabling the development of derivative designs across an organization.

Les entreprises qui ont le mieux réussi leur transformation digitale choisissent des environnements de PCB Design qui s'adaptent à la taille de leur organisation, à ses défis et à l'expertise de son équipe de conception. De plus, les environnements les plus sophistiqués permettent aux entreprises d'archiver et de tirer parti de la réutilisation des conceptions dans l'ensemble de leur organisation. Dans l'espace de conception d'IC, cela s'est avéré avoir plusieurs avantages pour réduire les coûts ainsi que le temps de conception en permettant le développement de conceptions partagées à travers l'organisation.

Design Rule Check de la PCB

5. Force et fiabilité du fournisseur

Pour se lancer dans une transformation digitale et continuer à se développer tout au long de cette transformation afin d'innover sur le marché, il faut s'associer à des fournisseurs fiables. Ces derniers doivent non seulement proposer les solutions de pointe d'aujourd'hui, mais aussi s'engager à formuler de nouvelles façons de rendre les entreprises plus performantes.

Siemens et Cadlog sont ces fournisseurs. Nous pouvons aider les entreprises à implémenter leur transformation digitale en proposant la plateforme de conception de systèmes de nouvelle génération, intégrée numériquement et la plus complète du secteur. Nous pouvons également proposer une solution fonctionnant de manière transparente avec les flux de fabrication, de PLM et d'entreprise.

ECAD MCAD Co-Design

White Paper

L'industrie électronique entre dans une nouvelle ère de transformation digitale. Dans ce nouveau contexte, les technologies numériques créent de nouveaux processus commerciaux, de nouvelles cultures et de nouvelles expériences pour les clients en rassemblant tous les aspects de la conception des produits, y compris les aspects mécaniques et électriques, et en rationalisant l'ensemble du processus de conception, depuis l'idéation du produit jusqu'à sa fabrication.

Logiciels pour le PCB Design

pcb layout design, autorouting

PCB Layout Design

PADS Professional PCB Layout Design est la solution idéale pour les petites équipes de conception.

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Ivano Tognetti

Ivano
Tognetti

Product Manager

Ivano, à la pointe de l'électronique depuis
les années '80, est chef de produit pour le
secteur EDA (Electronic Design
Automation). La gestion de nombreux projets
dans différents pays européens lui permet
d'avoir une vision très large du marché et de ses
problèmes.




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