Herramientas utilizadas para fabricar sistemas digitales completos

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Soy nuevo en electrónica y estoy tratando de envolver mi cabeza en torno a las diversas herramientas utilizadas para producir varios componentes digitales.

Mi comprensión de los lenguajes HDL como VHDL y Verilog es que describen el comportamiento de los chips / IC y se usan en última instancia para fabricar FPGA y ASIC.

Mi comprensión de herramientas como Eagle CAD es que se usan para diseñar circuitos como PCB, placas base, etc. Entonces, digamos que estoy usando una placa para diseñar un circuito. Una vez que esté satisfecho con la forma en que está conectada la placa, utilizaría Eagle CAD para modelar una PCB utilizando el mismo cableado que el prototipo de mi placa, y Eagle CAD produce un archivo. Luego entrego ese archivo a un fabricante de PCB, y ellos producen una PCB elegante y elegante para mí.

Mi primera preocupación es esta: ¿mis afirmaciones anteriores son correctas ? Mi conocimiento de estas herramientas es acertado y, de no ser así, ¿alguien puede rectificar o aclarar algo por mí?

Suponiendo que soy más o menos correcto:

¿Qué herramientas se utilizan para diseñar sistemas completos ? Digamos que tengo un dispositivo que tiene:

  • Un chip / procesador ASIC personalizado
  • chips de memoria flash
  • memoria EEPROM
  • Periféricos (LEDs, servos, etc.)
  • Todos estos conectados a través de "motherboard" / PCB

Me imagino que las herramientas HDL se usarían para diseñar el ASIC, y algo como Eagle CAD se usaría para producir la placa base / PCB que conecta todo, pero ¿qué pasa con los chips de memoria y los periféricos? ¿Y hay alguna herramienta que diseñe todo lo anterior?

Lo pregunto porque, en última instancia, todo el sistema debe integrarse en una sola PCB. Eso significa que un solo fabricante / ensamblador es el responsable final de juntar todas las piezas. Entonces, lo que realmente quiero decir es: ¿qué tipos de archivos / especificaciones se entregan a un fabricante para producir / ensamblar un sistema completo como el que se muestra arriba?

    
pregunta DirtyMikeAndTheBoys

2 respuestas

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¿Son correctas mis afirmaciones anteriores?

Todo lo que has escrito sobre esa línea es correcto.

Esta es una pregunta multiparte. En el nivel más alto del sistema, encontrará un uso sorprendentemente intenso de Word y Visio para producir una serie de diagramas de bloques. Las diferentes especializaciones se entregarán a diferentes equipos utilizando herramientas individuales.

Diseñar un producto completamente nuevo a partir de partes nuevas de una sola vez sin prototipos es una tarea arriesgada. Por lo general, lo harías por etapas: ordena el ASIC personalizado antes de finalizar las placas base.

La RAM está altamente estructurada y creo que las herramientas para esto pueden ser cosas propietarias que simplemente emiten GDSII. Las células RAM individuales se pueden simular en SPICE.

La pregunta final depende ligeramente de lo que estés haciendo, pero la última vez que lo hice, te envié:

  • una pila de PCB: conjunto de archivos Gerber con una lista de perforaciones y grosor / acabado (ENIG, color de soldadura, etc.)
  • una lista de ubicaciones (generada automáticamente desde el software de PCB, utilizada para seleccionar y colocar)
  • una lista de materiales (BOM) que es una hoja de cálculo de partes por designador de parte
  • un plan de prueba para verificar los PCB (documento de Word con imágenes)
  • binarios de software que deben cargarse previamente en el microcontrolador (formato Microchip BIN)
  • diagramas de ensamblaje sobre cómo colocar la PCB en la caja, ajustar los botones, etc.

La funda moldeada por inyección se diseñó en Solidworks y se encargó por separado. Si necesita cosas que no se puedan soldar por reflujo, se requieren explicaciones adicionales.

    
respondido por el pjc50
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Lo que realmente desea es un conjunto de herramientas integradas (del mismo proveedor) que le permiten pasar de la captura de diseño (esquemático y / o del lenguaje de descripción del hardware) al diseño de PCB y tal vez al enrutamiento automático de la PCB, a la salida de archivos que luego pueden ser entregados a un fabricante de PCB.

Intentaría buscar un proveedor que produzca el conjunto completo de herramientas que se integran entre sí. Creo que el software EasyPC de los sistemas Number One podría hacer esto. Esto solía ser de bajo costo. Hay otro paquete llamado Protel, que solía estar basado principalmente en el diseño de PCB, pero ahora podría tener un paquete de captura de esquemas integrado.

Los lenguajes de descripción de VHDL / Verilog hardwared son para funciones de lógica digital (VHDL tiene aspectos de comportamiento de su lenguaje, lo que significa que también puede modelar otras cosas).

En un mundo perfecto (y en un mundo costoso), lo que podría hacer es decir, capturar esquemáticamente el diseño de su circuito (tal vez lo haya probado primero en una placa de pruebas), y tener modelos en el paquete de captura esquemática para todos los Diferentes chips de lógica digital. Esos modelos podrían ser simplemente un símbolo de circuito (esquema y pines en el chip) y un modelo físico (dimensiones físicas, paso de pin, etc.) para permitir que el software de PCB lo utilice para la colocación de componentes y el enrutamiento automático de la PCB. / p>

Si el diseño de su circuito es completamente digital, entonces un paquete realmente bueno puede capturar esquemáticamente todo el circuito (que solo serán chips) y habrá modelos de simulación de los chips (incluso posiblemente simulando el código VHDL que ha escrito para el chip que desee diseñar) y puede simular todo el sistema digital antes de construir nada. Ajuste la VHDL para los chips individuales que está diseñando, vuelva a simular y pruebe que el comportamiento de todo es correcto. Y luego pase a diseño de PCB, diseño y ruta de todo el sistema. Pero probablemente estamos hablando de mucho dinero aquí.

Después del diseño, tienes valores reales de capacitancia de las pistas de PCB para tratar, lo que puede afectar el rendimiento del diseño del circuito.

Hay un paquete de diseño muy conocido llamado "Orcad", que solía ser una herramienta de captura de esquemas bastante buena (lo usé para diseñar un FPGA de lógica digital Xilinx hace años; se integró en el software de ubicación y ruta FPGA de Xilinx) pero es lo suficientemente genérico para usar en diagramas de circuitos de componentes analógicos y digitales mixtos y creo que lo extendieron para incluir el diseño de PCB. Debería imaginar que todo está integrado (después de todo, ¡ya han pasado suficientes años para que lo hayan hecho!) Pero la solución integrada completa probablemente sea costosa.

Ni siquiera pienses en Word o Viso por hacer esto. Debe capturar todo a nivel de captura esquemática en una sola herramienta y pasar eso al software de PCB automáticamente sin tener que volver a capturar un segundo diseño solo para el software de PCB.

    
respondido por el Dean

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