EON_629

EON EWS n . 629 - APRILE 2019 18 Ricapitolando, i progettisti attuali devono affrontare almeno tre problematiche sostanziali per raggiunge- re l’obiettivo di un progetto funzionante e affidabile alla prima interazione: fattibilità del layout: trat- tamento di progetti com- plesssi che comprendono il piazzamento, lo sbroglio di componenti con packa- ging complessi e numero di pin elevati, la conoscen- za degli strumenti EDA a disposizione e conoscenze in ambito meccanico e ter- mico; integrità del segnale: Si- gnal & power Integrity per- formance in tutti i layer; producibilità: considera- zioni di DFX per alte rese e bassi costi. Chiaramente è molto dif- ficile che un singolo pro- gettista possa avere com- petenze specifiche in tutti gli aspetti del progetto. Per questo si parla sempre di più di lavoro di squadra, di “collaborative design”. È però anche vero che il ma- sterista è sempre più un “concentratore/smistatore/ controllore” di informazioni e un’interfaccia molto im- portante verso il produttore di PCB. I masteristi “senior” han- no acquisito le neces- E ONEWS: Una domanda che ritorna di frequente di questi tempi è “Quali ca- ratteristiche/competenze dovrebbe avere oggi e in prospettiva nei prossimi anni un PCB designer?” Vergine: Quando la ri- sposta non è semplice, gli americani di solito ri- spondono “That’s a good question”, che io tradurrei con “bella domanda”. Una “bella risposta” deve tener conto delle infinite sfaccet- tature. Secondo me, data la com- plessità della maggior par- te dei progetti attuali, ormai non esiste più la figura del masterista tradizionale, che aveva come obiettivo quello di realizzare delle intercon- nessioni tra componenti, senza guardare al progetto nel suo complesso. L’aumento esponenziale della complessità ha tra- sformato l’intero contesto, gli attuali obiettivi hanno imposto un’evoluzione ra- pida del progetto, mutando lo stesso approccio. Proviamo a fare un con- fronto: Qualche anno fa: i segnali erano relati- vamente “lenti”, cioè con fronti di salita/discesa degli stessi dell’ordine delle cen- tinaia di nanosecondi; i dispositivi avevano po- che alimentazioni di valori dell’ordine dei 3.3 V, 5 V e oltre per cui i margini di rumore erano “alti” e gli er- rori nella trasmissione dei dati erano tutto sommato trascurabili; gli assorbimenti/dissipa- zioni di potenza erano di qualche o poche decine di Watt; le frequenze dei segna- li digitali in gioco erano dell’ordine delle centinaia di MHz; sulla scheda elettronica i problemi di spazio dispo- nibile per il piazzamento dei componenti e la den- sità delle interconnessioni non erano considerate un problema, 4-6-8-12 layer spesso erano sufficienti, l’uso di through hole VIA con presenza di stub non era un problema; semplificando, un pic- colo laboratorio con un tester, un oscilloscopio e più in generale con pochi altri strumenti era possibi- le analizzare un dispositivo guasto e risalire al proble- ma. Oggi: i fronti dei segnali sono di decine/centinaia di pi- cosecondi e ciò comporta inevitabilmente problemi di integrità del segnale ed emissioni; si possono avere alimen- tazioni multiple, anche per un stesso Circuito Integra- to, dell’ordine del volt per cui i margini di rumore si sono dell’ordine di qualche centinaio di millivolt con un conseguente aumento del- le problematiche relative agli errori di trasmissione; un solo dispositivo può ri- chiedere/dissipare decine/ centinaia di Watt; i segnali in gioco hanno frequenze di diverse cen- tinaia di MHz e/o diversi GHz con conseguente di- minuzione dei margini di Setup/Hold time; l’attuale livello di integra- zione (“sempre più picco- lo sempre più performan- te”) e il fattore di forma del PCB crea invece una nuova sfida ad ogni pro- getto. Il numero di layer a disposizione non è mai sufficiente e la scelta dei materiali da utilizzare per il controllo dell’impedenza è fondamentale e “VIA” di tipo through hole con pre- senza di stub non sono più accettabili; senza opportune tecni- che di progettazione, più in generale senza una meto- dologia/strategia di Test, la ricerca del guasto diventa decisamente più problema- tica se non impossibile. Naturalmente si potrebbe- ro elencare altre decine di aspetti, ben riassunti col termine DFX (Design For eXcellence) ma mi fermo per non confondere troppo le idee. A CURA DELLA REDAZIONE Abbiamo chiesto a Pietro Vergine, President di Leading Edge un’opinione sugli sviluppi della progettazione di PCB della prossima generazione PCB: come sarà il progettista del futuro? PIETRO VERGINE , President di Leading Edge e CID/ CID+/IPC WHMA-A620 trainer A TTUALITÀ