Wie entwirft man ein Platinenlayout?

[Gohan]

Hi,

die Frage beschäftigt mich schon etwas länger, wie und womit erstellen die großen Firmen die Platinenlayout von Grakas MoBos ect.
Mir ist das mit den elektrischen schaltungen schon soweit klar, aber ich glaube kaum das bei den ganzen Layers etc. da jemand mit Lineal und Stift sitzt und das dann auch braf auf Papier zeichnet. Weiß da jemand näheres?

[Demirug]

Dafür gibt es CAD Programme die auf PCB Design Spezializiert sind. Eagle von CadSoft (http://www.cadsoft.de) ist so ein Programm.

[DocEvil]

das ist natürlich alles computergestützt.
Ich hab bis jetzt zwar nur simple ein- und zweilagige layouts mit wenigen bauteilen gemacht oder ich denke im grossen und ganzen unterscheidet sich das layouten eines mainboards nicht wesentlich (ausser evtl emv- und signallaufzeitenproblem, ect)

Im grunde zeichnest du mit der software(z.b. "target3001") erstmal den schaltplan, wenn der fertig ist kannst du dann auf deiner rohplatine die bauteile sinnvoll plazieren, die verlegung der leiterbahnen und die durchkontakierungen rechnet dann der autorouter des programmes so weit es geht selbstständig aus.
Das somit erstellte layout fertigt dann eine firma für dich, z.b. pcb-pool.
Von pcb-pool gibts auch eine spezielle, kostenlose target3001-version, die ist imo ganz brauchbar. Der haken ist natürlich dass du die projekte nur bei pcb-pool fertigen lassen kannst...

[Rhönpaulus]

...wobei das plazieren der bauteile ebenfalls mit cad gemacht wird.
das hauptziel dabei liegt darin,ein möglichst billiges platinenlayout zu entwicklen.
durchkontakte sind z.bsp. teuer.
offt lohnt es einen layer mehr zu nehmen wenn mann dafür genügend durchkontaktierungen einsparen kann.
signallaufzeiten sind bei platinen der größe eines mainbaords sehr wichtig,insbesondere bei paralleler datenübertragung.
ohne cad würde mann solche platinen kaum hinbekommen,das würde ewig dauern und viele testmuster und versuche benötigen.

[DocEW]

An welcher Stelle setzt man mit der Optimierung der Platzierung der Bauteile an? Macht das (vorher?) eine Extra-SW oder ist das integriert in der "Zeichensoftware"?

[huha]

Was mich interessieren würde ist, wie man so eine Software bedient.
Ich habe jetzt schon mit Eagle ein kleines Layout entworfen und auch geätzt aber die Autoroute-Funktion erschließt sich mir noch nicht...

-huha

[ow]

Original geschrieben von DocEW
An welcher Stelle setzt man mit der Optimierung der Platzierung der Bauteile an? Macht das (vorher?) eine Extra-SW oder ist das integriert in der "Zeichensoftware"?


Automatisches Platzieren der Bauteile und auch Verlegen der Leiterbahnen ('auto-route') ist eigentlich Standard bei allen besseren SW-Produkten zur Layout-Erstellung.

[sTauB]

Original geschrieben von huha
Was mich interessieren würde ist, wie man so eine Software bedient.
Ich habe jetzt schon mit Eagle ein kleines Layout entworfen und auch geätzt aber die Autoroute-Funktion erschließt sich mir noch nicht...

-huha

Autorouter kannste sowieso nur bei Layouts mit einer geringen Leiterbahnanzahl (Dichte) verwenden. Der Rechner is meistens unfähig das Routen einigermasen in den Griff zu bekommen, nachdem der nahezu keinen blassen Schimmer von EMV und Laufzeiten hat.
Ich persönlich route eigentlich leiber per Hand ...weil so wild und planlos wie der computer die leitungen verlegt ... is ja grausam

Oder gibts da jetzt schon neuere Programme die auch EMV und Laufzeiten berücksichtigen. Hatte bis dato nur Eagle 3.x zur Verfügung.

Welche Programme findet ihr eigentlich am besten?

[Rhönpaulus]

cad-programme wie eagle besitzen doch sicher eine schnittstelle zu pspice,oder?.
mit pspice können beliebig komplexe elektronische schaltungen simuliert und analysiert werden.
ich vermute,das mann so komplexe platinen wie pc-mainbaords ohne simulation unmöglich entwickeln kann,zumindest nicht mit vertretbarem aufwand.

[ow]

Original geschrieben von Rhönpaulus
cad-programme wie eagle besitzen doch sicher eine schnittstelle zu pspice,oder?.
mit pspice können beliebig komplexe elektronische schaltungen simuliert und analysiert werden.
ich vermute,das mann so komplexe platinen wie pc-mainbaords ohne simulation unmöglich entwickeln kann,zumindest nicht mit vertretbarem aufwand.


PSpice ist Teil des OrCAD Layout Programm-Paketes ( http://www.orcadpcb.com/Default.asp?bc=F ), ich halte es daher durchaus für zweifelhaft, ob es dafür eine Schnittstelle für Eagle gibt.

[aths]

Also die PSPICE-Version die ich mal sah, konnte man vielleicht einen diskret aufgebauten 8-Bit-Addierer simulieren :D

[sTauB]

Original geschrieben von Rhönpaulus
cad-programme wie eagle besitzen doch sicher eine schnittstelle zu pspice,oder?.
mit pspice können beliebig komplexe elektronische schaltungen simuliert und analysiert werden.
ich vermute,das mann so komplexe platinen wie pc-mainbaords ohne simulation unmöglich entwickeln kann,zumindest nicht mit vertretbarem aufwand.

Beliebug komplex ja schon ... aber die Daten musste erst mal reinbekommen. Was ich von Siemens-Fujitsu gehört hab, dass viel Wert auf modularem Aufbau und Erfahrungswerte gelegt werden. Ausserdem werden Auch Anschlussbedingungen in den jeweiligen SPecs angegeben.

@aths
Ich vermute mal du hattest die Studentenversion, damit geht recht wenisch. Di Vollversion ist da schon um einiges Leistungsfähiger.

[Rhönpaulus]

ja klar, bedingung für die simulation sind exakte parameter jedes einzelnen bauteils.
pspice-profile liefern die hersteller in der regel gleich zusammen mit ihren chips,dioden,transistoren,widerst.,kondensatoren.....,kostet allerdings extra.
außerdem können sie auch selber erstellt werden.
auch die leiterbahnverbindungen werden als bauteile mit bestimmten eigenschaften aufgefaßt.
hier spielen leitungs und isolationswiederstände sowie parasitäre induktivitäten und kapazitäten eine rolle.
selbst emv-einstreuungen können berücksichtigt werden.
vorrausgesetzt alles stimmt 100%ig verhält sich die simulation der schaltung exakt so wie die reale hardware.
von pspice gibt es eine demoversion die allerdings nur einfache schaltungen mit begrenzter anzahl von bauteilen und schaltungsknoten simulieren kann.
zum ausprobieren und erlernen der bedienung reicht sie aus.

[Endevour79]

Also richtig große Firmen verwenden hauptsächlich Programme von 3 Herstellern.
Einmal Cadence, dann Mentor Graphics und dann noch Zuken-Redac.
Hierbei handelt e sich um High-End 2D PCB Layout Software.

Billigere Software wie Eagle Layout Editor, Bartels Auto Engineer, Altium P-CAD Ivex PCB etc ist auch weit verbeitet. Diese bietet aber bei weitem nicht die Funktionalität hochwertiger Software.

Greetz

End.

[sTauB]

Original geschrieben von Rhönpaulus
ja klar, bedingung für die simulation sind exakte parameter jedes einzelnen bauteils.
pspice-profile liefern die hersteller in der regel gleich zusammen mit ihren chips,dioden,transistoren,widerst.,kondensatoren.....,kostet allerdings extra.
außerdem können sie auch selber erstellt werden.
auch die leiterbahnverbindungen werden als bauteile mit bestimmten eigenschaften aufgefaßt.
hier spielen leitungs und isolationswiederstände sowie parasitäre induktivitäten und kapazitäten eine rolle.
selbst emv-einstreuungen können berücksichtigt werden.
vorrausgesetzt alles stimmt 100%ig verhält sich die simulation der schaltung exakt so wie die reale hardware.
von pspice gibt es eine demoversion die allerdings nur einfache schaltungen mit begrenzter anzahl von bauteilen und schaltungsknoten simulieren kann.
zum ausprobieren und erlernen der bedienung reicht sie aus.

Also wenn sich das auf mcih bezog ... dann ... ja sicer gibts Daten von elektrischen Bauteilen ... aber von ner Northbridge wirste kaum eine kriegen :) da gibts nur Datenblatt und Spezifiukationsunterlagen

[Rhönpaulus]

ja und mit diesen daten ist eine simulation möglich,oder?
schließlich muß simuliert werden,wie sich das bauteil nach außen hin verhällt.
die internen details spielen dabei keine rolle.
impulsformen und timings müßten doch auf jeden fall vorhanden sein.
vermutlich geben die chiphersteller sowieso ein referenzlayout zur beschaltung an.
dann muß mann eben dieses übernehmen falls nicht genug daten für eine eigenkonstruktion vorhanden sind.

[sTauB]

Original geschrieben von Rhönpaulus
ja und mit diesen daten ist eine simulation möglich,oder?
schließlich muß simuliert werden,wie sich das bauteil nach außen hin verhällt.
die internen details spielen dabei keine rolle.
impulsformen und timings müßten doch auf jeden fall vorhanden sein.
vermutlich geben die chiphersteller sowieso ein referenzlayout zur beschaltung an.
dann muß mann eben dieses übernehmen falls nicht genug daten für eine eigenkonstruktion vorhanden sind.

Mit PSpice zumindest nicht. Man müsste dann ein Quelle mit dem entsprechendem Spannungsverlauf und den Eingangsimpedanzen nach bilden. Das Problem, ist meiner Meinung dass sich diese Impedanz verändern kann und somit kannste die Simulation bei hohen Taktfrequenzen vergessen.
Wie duc schon sagtest ... Referenzlayout ist die Lösung

[Thowe]

Also große Firmen wie MSI und Co nutzen da schon etwas bessere Software die neben dem Layouten natürlich auch grundlegen Simulationen ermöglicht.

Eine Liste von Fällen und Lösungen ist z.B. diese -> http://www.eecs.umich.edu/dco/ecad/ecad_tool_table.html