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电子系统设计中的可靠性追踪

设计和制造一个能在整个使用寿命内可靠工作的电子设备,是一项比看起来更难的挑战。消费者只是希望设备每次开机都能正常工作,而没有过多地考虑让这些微型奇迹发挥作用的复杂系统。在快节奏的电子工业中,交付既能让消费者兴奋又能在各种条件下稳定可靠地工作的产品,涉及到复杂变量的微妙变化。

那么,为了设计、验证和测试设备的可靠性和健壮性,电子系统设计师仔细考虑的关键因素是什么呢?这些设计师可以使用什么工具和工作流来提高他们的预测模型的准确性,减少他们产生的设计迭代的数量,并提高他们收集见解和优化设计的速度?

是什么导致电子系统失灵?

电子系统故障的原因可以有多种形式,其中一些可能不会在物理测试中出现。尽管产品可能在生产后通过最终测试,但由于长期压力,该系统可能在数月或数年后失效。

常见的电子系统故障原因包括:

  • 组件或设计问题
  • 过多的热量
  • 振动
  • 电磁干扰
  • 信号或电源完整性
  • PCB组装或PCB制造问题

仅依靠实验室和现场测试不足以确保产品的坚固耐用。在测试室内模拟多年的压力是非常困难的,创建多个原型会极大地影响上市时间和开发成本。

设计师如何确保可靠性?

模拟驱动设计是减少电子系统故障风险的一种行之有效的方法,有助于在数小时内模拟可能需要数年时间才能在现场出现的事件。虚拟样机可以预测整个器件性能范围内的问题,包括信号完整性、功率完整性、热管理、振动、冲击分析和DFM/DFA验证。

此外,可以通过在整个设计过程中集成验证和电气规则检查来提高设计质量。尽早并贯穿开发过程的自动化“最佳实践”设计审查可以帮助设计工程师更早地发现问题,处理一阶验证任务,同时将通常分配给领域专家的工作卸载。

改善三星SDI的PCB开发

三星SDI是高科技和环保电池行业的全球市场领导者。三星SDI总部位于韩国,在电子行业有40年的历史,现在是充电电池能源和材料的顶级供应商。

当三星SDI转型到电子材料业务时,几个需要解决的挑战浮出了水面。该公司不得不从数字显示控制电路转向电池控制电路,这需要新的电子设计和相关印刷电路板(PCB)制造技术的不同方法。

现有和新产品的PCB设计审查和验证需要一个强有力的解决方案。此外,在收购了汽车电池组业务的关键参与者后,三星SDI需要一个解决方案,可以设置和部署PCB设计审查和验证,设计规则和用户环境是集中管理的。

三星SDI选择实现牵牛星大拇指TM,一个电子模拟驱动的设计工具,以帮助确保他们的设计团队可以持续满足时间、性能、可靠性和合规性目标。PollEx提供了一个有效的协作环境,可以被组织内的多个团队使用。有了这个环境,PCB美工可以将PCB布局设计上传到PDM服务器,允许所有工程师在运行PCB验证时审查PCB设计。三星估计,由于设计迭代次数从20次减少到9次,修订检查次数从6次减少到3次,这种新的PCB设计审查和验证过程每年可以为他们节省600万美元。

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