Trust and Verify: Approach to Verifying Circuits and Printed Circuits

  • Tutorial

image 1


Creating electrical circuits and tracing printed circuit boards are becoming increasingly simple. Component manufacturers integrate more and more functionalities into products, lay out ready-made models, conventional graphic symbols (UGO) and whole schemes, sites automatically generate power supplies, filters and much more. Nevertheless, even when designing simple printed assemblies, errors are discovered, often stupid and obvious.


Today we will not talk about DRC and ERC , they should always be done and everything is more or less clear to them (if not, write in the comments). We will talk about verification by man.


When the next “last” time, before being sent to production, you leaf through layers in your board, the picture is already so familiar that the eye misses mistakes. To check the need for "second eyes" - it's time to call another engineer.


When you are for those who have these “second eyes” - the circuit and the board is completely new, and all the unusual catches the eye. However, haphazard checking does not guarantee a total viewing of dangerous places, which can lead to a delay in the timing of debugging and to additional iterations not covered by the budget.


With the awareness of these limitations, we introduced a checklist that allows us to cut off the most common mistakes. About him today and I will tell.


There are almost no highly specialized items in the list - we are doing many diverse projects and the list is universal. For all difficult places in the digital circuitry has its own checklists, which give manufacturers of microcircuits.


Operating procedure



According to the author, as soon as the scheme or board is ready, it sets the Redmine task of checking another engineer (Reviewer). The reviewer, in addition to possessing knowledge and experience, should study the TOR and all additional project materials. All this takes a lot of time, which should be allocated at the planning stage of the project.


Having finished acquaintance with the documentation, it is necessary to be adjusted on a correct harmony. Verification is help in achieving the best possible result. Before you come down with criticism, it is important to remember that the engineer tried to do his job excellently, “from the heart,” and the task of the verifier is not to disturb this mood.



The reviewer copies the text of the checklist from the Knowledge Base to the comment to the task, and then moves through the list, leaving its notes. The following symbols are used:


  • “+” And “-” to indicate the passage or non-applicability of an item
  • bold for obvious mistakes,
  • italics for recommendations and questions.

After reviewing, as a rule, there is an oral discussion of comments, clarification of unclear points, as a result of which comments are often corrected.
Further, the text of the list from our Knowledge Base, comments for you are in italics . In the list there are some points specific to Altium Designer.


Verification of electrical schematics

For multipage schemes, the division into sheets, for one-page all items apply to one sheet. (As a rule, we use hierarchical multi-page schemes; for such schemes, for each sheet it is necessary to repeat the check “Block”, renaming “Block” into the name of the sheet of the scheme)


Check for new components


  1. Check by list from task (When putting the task for review, the author creates a list of newly created components so that the Reviewer does not miss anything. It is considered that the other components have already been checked by us earlier.)
  2. Check by datasheet:
    • Contact numbers
    • Purpose
    • Соответствие ссылок на описания (ссылка на описание компонента должна быть в свойствах компонента)
    • Посадочное место (должно соответствовать указанному partnumber)
    • Partnumber (достаточно полный, без ошибок)

Первый лист


  1. Проверка настроек проекта:
    • ревизия (Поле revision в свойствах — используется впоследствии для генерации документации)
    • настройки компилятора (д.б. настроено в проекте по умолчанию) (Настройки компиляции в Altium — что можно, что нельзя. Обычно мы создаём проект из внутреннего шаблона, в котором уже всё хорошо настроено)
  2. Компиляция проекта (есть ли ошибки)
  3. Разъемы: (опираемся на ТЗ и дополнительные пожелания в духе “как на плате ХХ”)
    • тип
    • распиновка
    • соответствие номера номеру на схеме Э4
  4. Блоки на первом листе:
    • охват функционала (Все функции описанные в ТЗ, реализованы)
    • количество, если многоканальные
    • синхронизация выводов символов листов
  5. Оформление (Оформление — это важно. Недооформленная схема проверку не проходит)
    • Основная надпись
    • Расположение блоков, подписи, связи

Блок


(Как правило, блок — это простая схема, часто из одной микросхемы с обвязкой)


  1. Правильность прихода линий интерфейсов
    • UART Rx-Tx — перекрещено у "ведомых" (Эта легендарная ошибка заслужила отдельной строки, хотя в пункте проверяются все интерфейсы)
  2. Правильность подачи питаний (Питание нужного номинала, земля приходит на землю, аналоговые питания к аналоговым и т.д.)
  3. Для любых микросхем — проверить по Datasheet: (Здесь чаще всего апеллируем к типовой схеме включения)
    • Назначение
    • FT (толерантность к 5В и другим напряжениям у ног контроллера)
    • Другое (плохой пункт)
  4. На каждом листе — перечень используемых питаний, максимальное потребление по ним (используется для обобщения требований к питаниям в устройстве)
  5. Обозначение классов цепей для выделения специфических мест (например, развязка)

Схема питания


  1. Перечень используемых питаний, потребление (взять со всех блоков и сложить)
    Возле каждого источника: (В простых схемах требование не предъявляется)
    • Выходное напряжение
    • Ток
    • КПД
    • Рассеиваемая мощность
  2. Обозначение классов цепей: HV, Power,… (Всё, что пригодится для трассировки)
  3. Для каждого источника сверить схему включения по Datasheet

Передача на проверку программистам


  1. Подготовить документацию (Генерация схемы и перечня в pdf)
  2. Создать задачу по проверке схемы программистам (У программистов — свой перечень проверок)

PCB Check

Конструкция


Если есть 3D модель для устройства, проверка производится по ней.(Чаще всего устройство собрано воедино в 3D САПР, там есть инструменты для проверки интерференций, выполнения сечений и пр.)


  1. Форма платы — Соответствие чертежу, модели, ТЗ
  2. Толщина платы
  3. Крепеж
    • Достаточность (с точки зрения соответствия пункту ТЗ “внешние воздействующие факторы”)
    • Попадание в места на плате
    • Зазор для головок винтов, шайб...
  4. Разъемы
    • Положение
    • Ориентация первых ножек
    • Сверить распиновку с сочленяемыми платами
  5. Положение специфических компонентов
  6. Высота компонентов

Проверка связности проекта


(Команды для Altium Designer, суть — проверить, что в плате и схеме отличий нет)


  1. Design-Import Changes from PrjPcb: Не должно быть отличий
  2. Design-Update Sch in PrjPcb: Не должно быть отличий
  3. Project-Component Links: Первые две колонки должны быть пустыми (В Altium Designer иногда компоненты теряют связи из-за перенумерации, вставки чего-то на плату и т.д.)

Проверка посадочных мест


  1. Наличие списка новых (обновлённых) посадочных мест. При повторной проверке список должен быть новый. (Принцип тот же, что и для УГО)
  2. Сверка посадочного места с описанием в Datasheet
    • Порядок расположения выводов
    • Количество
    • Расстояния
    • Форма площадок
    • Шелкография 0.2, первая ножка круг толщина 0.5, диаметр 0.25 (оформление — это важно)
    • Наличие 3D модели, совпадение ножек, шелкографии с ней (3D модели позволяют дополнительно проверить правильность посадочного места, участвуют в проработке и проверке конструкции, помогают получить красивые рендеры плат)

Правила проектирования


  1. Толщина слоя металлизации (В настройках стека всё должно соответствовать реальности)
  2. Соответствие правил проектирования технологическим нормам для выбранных толщин платы и металла (минимальные зазор/проводник, отверстия)
  3. Наличие специфических норм для классов цепей, выделенных на схеме (зазоры до высоких напряжений, минимальные толщины проводников и т.д.)
  4. Отступы от не металлизированных отверстий на внутренних слоях (отличаются от обычного зазора)
  5. Просмотреть все правила (Все правила просматриваются одно за другим, поиск всего необычного)
  6. DRC настройки (проверка, включены ли нужные проверки в DRC)
  7. DRC (Рецензент запускает DRC, при непрохождении — проверка прекращается)

Питание


  1. Общая логика расположения источников и нагрузок (Компоновка должна быть логична, не порождать усложнения платы)
  2. Питание сложных потребителей сквозь друг друга (Один источник на несколько потребителей, которые могут помешать друг другу)
  3. Непрерывность (узкие места) (Тонкие перемычки у полигонов, количество переходных отверстий при переходе со слоя на слой)
  4. Сечение проводников (Подсветка всех питаний по очереди, просмотр подводов к каждому потребителю)
  5. Земля (Земля это очень важно, если ток течёт по шине питания к потребителю — ему надо вернуться обратно)
  6. Наводки между питаниями, соседство источников
  7. Питание микросхем
    • Наличие блокировочных емкостей у пинов
    • Толщина проводников питания
    • Отдельные Via на каждый потребляющий пин
    • Via в ThermalPad (бывает нужно)
  8. Источники питания
    • Открыть Datasheet, свериться с рекомендуемой топологией (когда её нет, обсуждаем оптимальную компоновку)

Сигналы


(Этот блок описывает последовательность, да и то не полно)


  1. Clocks
  2. Дифф-пары
  3. Быстрые сигналы
  4. Общие

Шелкография


  1. Шрифт Default, высота 1mm, толщина 0.2mm
  2. Правильное размещение надписей — не под корпусами, не на отверстиях, не друг на друге (Это удобно смотреть в 3D)
  3. Ориентация любых надписей на одном слое только 0-90 или 0-270 градусов
  4. Обозначение первого пина у микросхем и разъемов
  5. Обозначение 5-10 кратных пинов и рядов у BGA для крупных микросхем (поможет найти нужный пин при отладке)
  6. Обозначение назначения разъемов и тестовых точек (поможет при отладке)
  7. Грамотная последовательность в группах (когда обозначения выносятся группой в сторону из-за плотности расположения компонентов)
  8. Логотип, название платы, ревизия SVN, дата (Часто бывает требование заказчика по размещению своего логотипа, децимального номера и т.д. AD даёт возможность ставить текстовые поля, задаваемые переменными, мы это активно используем)

Другое


  1. В редакторе отверстий посмотреть все отверстия (на наличие аномалий)

image


Check lists gradually evolve, new items are added, unnecessary items are removed.


Checking the lists allows us to find a lot of mistakes every day, and it was not so scary to send fees to production.


How do you check your fees? Share in the comments.


* The last picture in the text illustrates that even a thorough check will not save the careless customer.


Read on


Only registered users can participate in the survey. Sign in , please.

Do you check the work of colleagues?


Also popular now: