Kredsløbsdesign

Kredsløbsdesign er processen at planlægge, skabe og verificere elektroniske kredsløb. Det omfatter design af analog-, digital- og mixed-signal-kredsløb og strækker sig fra koncept til produktion. Formålet er at opfylde funktionelle krav, ydeevne og pålidelighed inden for givne omstændigheder, herunder effektforbrug, størrelse og omkostninger.

Designprocessen kan opdeles i faser: kravspecificering, skemadesign (kretsdiagrammer), komponentvalg, simulering og verifikation, layout og routing af kredsløbet på en printkort (PCB) eller i en integreret kredsløbs (IC) design. Der skelnes ofte mellem kredsløbsdesign til trykte kredsløb og chipdesign, hvor sidstnævnte også involverer arkitektur, RTL-design, syntese og placering og routing i silicium.

Værktøjer og metoder: elektroniske designautomatiseringsværktøjer (EDA) som KiCad, Eagle, Altium, Cadence og Mentor Graphics understøtter skematik, routing og simulering. Analoge kredsløb simuleres ofte med SPICE, mens digitale kredsløb kan modelleres med hardwarebeskrivelses-sprog som VHDL eller Verilog. Prototyper fremstilles ofte ved hjælp af breadboarding, prøvekort og senere professionel fremstilling.

Kriterier og udfordringer: kredsløbsdesign kræver kontrol af støj og signalintegritet, parasititter, EMI og tolerancer. Effektstyring, termisk design og pålidelighed spiller stor rolle, især i bærbare enheder, biler og medicinsk udstyr. Overholdelse af standarder og sikkerhed er også vigtig; for eksempel IPC-standards til PCB-produktion og ISO 26262 i bilindustrien.

Anvendelserne spænder fra forbrugerelektronik og kommunikation til industri og sundhedssektoren, og feltet kræver en tværfaglig tilgang til elektronik, mekanik og software. Udviklingen drives af krav om mindre, billigere, mere energieffektive og mere pålidelige kredsløb.