שלבים בתהליך פיתוח חומרה – אלי קרן

 

הקדמה

פיתוח חומרה דורש מהמבצע יכולת להתמודד עם מגוון תחומים שאינם חלק מתהליך הלימוד בביה"ס, באוניברסיטה או במוסד טכנולוגי אחר. המפתח נדרש לחשוב ברמת האובייקטים ובמקביל להיכנס לפרטים.

 

התחלה

הגדרת הדרישות מצד השיווק או גוף אחר היא שלב החיוני ביותר להצלחת התהליך, המפתח נדרש להבין את הצרכים ולאתר מספר דרכים על מנת לפתור את הבעיה. בשלב זה יש צורך לבחון את האפשרויות על פי מספר קריטריונים:

·      היתכנות טכנולוגית

·      זמן מימוש

·      עלות מוצר משוערת עם סטייה של 20%

·      כוח אדם נדרש (חומרה,תוכנה,אלגוריתמים ועוד)

 

לאחר שכל הפתרונות נבחנים על פי הקריטריונים בוחרים באחד ועוברים לשלב הבא:

 

תיכנון ברמה עליונה

·      בחינת הרעיון הרעיון לעומקו ברמת תרשימים ע"י בחירת רכיבים מתאימים (זמינות ועלות)

·      בדיקת צריכת הספק של המוצר תוך שימת דגש להגדרות

·      וידוא שכל דרישות השיווק מולאו באמצעות התכנון (מומלץ לבנות טבלה, לכל סעיף דרישת שיווק יש סימוכין)

·      כינוס פגישה של צוות הפרויקט ואנשים חיצונים, מטרת הפגישה לדון בפרטי התכנון ע"פ המסמך שהוכן.

·      בסיום הדיון מרכזים ממצאים ומסקנות להמשך התכנון כולל תיקונים ותוספות נדרשות. 

 

תיכנון מפורט – כולל את הפרטים הבאים:

·      סוגי אספקות במעגל

·      סוגי רכיבים במעגל (אנאלוגי, דיגיטלי, RF, וכו') -  מטרת הבדיקה היא תכנון חיבורי אדמות ואספקות של משפחות שונות.

·      בדיקת תיזמון בין רכיבים, יש לוודא שהקווים של הרכיבים המתממשקים אחד לשני מתאימים בסוגם ובכיוונם (קוטביות), כמו כן יש לבדוק האם התיזמון מתאים - רצוי להשאיר מרווח ביטחון של כמה ננו-שניות.

·      הכנת שרטוטים חשמליים מפורטים.

·      תכנון EPLD/FPGA במידה וישנו במעגל, רמת התכנון המומלצת היא תכנון מלא כולל סימולציות של כל המצבים האפשריים.

·      כתיבת קוד למעבד במידה וקיים וכתיבת UNIT TEST עבורו.

·      הכנת טבלה של רכיבים כולל חישובי עלות, הספק.

·      הכנת מיקום לרכיבים על פני המעגל המודפס.

·      כינוס דיון בנוגע לכל המסמכים שהוכנו ודיון בפרטי פרטים על כל נושא כאשר מטרת המפגש היא להוציא סיכום של מה שאושר ומה טעום תיקון, בד"כ מכאן והלאה לא מכניסים שינויים אלא אם הם מינוריים לחלוטין.

 

הכנות לעריכת מעגל מודפס

·      איסוף דפי נתונים של כל הרכיבים, יש להכין את המידע הבא:

o     דף ראשי המתאר את הרכיב

o     דף המתאר את צורת הגדרת הרכיב (אריזה,מספר רגליים,טמפרטורה)

o     דף המתאר את המכניקה של הרכיב, יש צורך לוודא שיש את כל המידות

·      הכנת תרשים הכולל את מיקומם של הרכיבים תוך התחשבות בנתונים הבאים:

·      קווים מהירים  מעל 30Mhz

·      קווי RESET

·      קווים אנלוגיים

 

מיקום הגיוני ונכון של רכיבים יקצר את זמן העריכה ויותר מכך ימנע תופעות לוואי בזמן בדיקת פיתוח וייצור.

 

עריכת מעגל מודפס

·      עבודה מול עורך מעגלים מודפסים דורשת הרבה צומת לב לפרטים.

·      יש לוודא כי הרכיבים מוגדרים לתוך המערכת כפי שהוגדרו בדפי נתונים.

·      בתחילת העבודה, נגדיר את מספר השכבות במעגל המודפס, ואת סוגי וכמות משטחי האדמה והאספקה.

·      מיקום הרכיבים הוא כפי שתוכנן מראש, אך יש לקחת בחשבון שינויים כתוצאה מהמצב בשטח, כגון BUS גדול או הרבה קווים העוברים באותו אזור.

·      מומלץ ביותר למקם את קבלי הסינון קרוב ככל הניתן לרגל האספקה ולא יותר מ-3mm ממנה, אחרת היעילות שלהם יורדת מאוד.

·      להקפיד על בניית משטחי אדמה ואספקה נכונים או ע"פ המלצות יצרן.

·      בסיום העריכה יש לבצע השוואת NETLIST המופק מתוכנת השרטוט וממערכת העריכה בכדי לוודא שהכל נערך כפי שתוכנן.

·      בסיום העריכה יש לבדוק שהאריזות שנימצאות תואמות את מה שהוגדר.(הזדמנות אחרונה לפני ייצור)

·      במידת הצורך, יש להוסיף כיתובים כגון מספרי רגליים, שמות של קווים וכו'.

·      בסיום העריכה מופקים קבצי עורך לייצור, כולל תדפיסים של ההרכבה והשכבות (כיום יש תוכנות שמאפשרות לצפות בתוצאות העריכה).

 

ייצור המעגל המודפס

·      יש להעביר את הקבצים שהתקבלו מהעורך לחברה הועסקת בהמרת הקבצים למעגל מודפס רב שיכבתי.

·      במידה וישנן הנחיות נוספות יש לספק אותן לייצרן.

·      בגמר התהליך מתקבלים מספר מעגלים מודפסים ללא רכיבים.

 

הרכבת המעגל המודפס

יש להכין רשימת רכיבים להרכבה תוך דגש על הורדת אופציות לא נדרשות, ניתן לבצע הרכבה בשלבים של המעגל לצורכי בדיקה.

לפני ואחרי כל הרכבה יש לוודא שלא נוצר במעגל קצר בין אספקה לאדמה.

 

חזרה