技術(shù)引領(lǐng)者積極改進(jìn)流程

Nokia 是一家跨國(guó)科技公司，在 130 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展業(yè)務(wù)，2021 年其凈銷(xiāo)售額超過(guò) 220 億美元。Nokia 通過(guò)其領(lǐng)先的技術(shù)和值得信賴的合作伙伴關(guān)系，打造至關(guān)重要的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，助力解決世界面臨的一些最緊迫挑戰(zhàn)，如氣候變化、數(shù)字鴻溝和生產(chǎn)力增長(zhǎng)停滯等。

Nokia 在芬蘭奧盧的基地以獨(dú)特的方式將無(wú)線電研究、開(kāi)發(fā)和制造結(jié)合在一起，該基地也被稱為“無(wú)線電之家”。事實(shí)上，它是全球領(lǐng)先的無(wú)線電研究基地之一。該基地受益于周?chē)漠a(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，并積極與奧盧大學(xué)合作開(kāi)展 5G 和 6G 研究。

在奧盧基地，Nokia 設(shè)計(jì)整個(gè)無(wú)線電系統(tǒng)。Nokia 的產(chǎn)品可能由多電路板系統(tǒng)組成，而每個(gè)電路板可能包含超過(guò) 15,000 個(gè)元器件。公司一直在探索，希望找到在這種復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)一步改善設(shè)計(jì)流程的方法。

Nokia 面臨的更復(fù)雜挑戰(zhàn)之一是在外形尺寸非常小的單板產(chǎn)品上集成不同的功能和各種技術(shù)（數(shù)字、RF、模擬混合信號(hào)）。

找到合適的解決方案

Nokia 的工作流程涉及多個(gè)團(tuán)隊(duì)和多個(gè)領(lǐng)域，因此在從設(shè)計(jì)到制造的全過(guò)程中，多個(gè)設(shè)計(jì)學(xué)科之間的并行工程和協(xié)作十分重要。

Nokia 希望加快其設(shè)計(jì)流程并提高物理設(shè)計(jì)復(fù)用效率，因而求助于多年的合作伙伴西門(mén)子 EDA。根據(jù)明確的需求，西門(mén)子 EDA為其 Xpedition Enterprise 軟件添加了新的方法。

借助 Xpedition，Nokia 的電子工程團(tuán)隊(duì)可以通過(guò)優(yōu)化的元器件管理更好地運(yùn)用并行工程，并改善現(xiàn)有設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品中的復(fù)用。Xpedition 還有助于提高流程自動(dòng)化水平，以及設(shè)計(jì)驗(yàn)證的精度和速度。

Nokia PCB 技術(shù)部小組組長(zhǎng) Markus V?lkky表示：“實(shí)施 Xpedition 對(duì)我們來(lái)說(shuō)是正確的選擇。Xpedition 的采用讓我們得以成功縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，同時(shí)保證設(shè)計(jì)質(zhì)量不打折扣。”

物理設(shè)計(jì)復(fù)用的好處

電路板物理設(shè)計(jì)的復(fù)用在業(yè)界尚未得到廣泛應(yīng)用。然而，由于它能夠幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)顯著節(jié)省時(shí)間和降低開(kāi)發(fā)成本，因此正變得越來(lái)越受歡迎。Nokia 深知，產(chǎn)品質(zhì)量和上市時(shí)間是贏得成功的關(guān)鍵。

Nokia 的 PCB 設(shè)計(jì)部技術(shù)主管 Ari Oinas 表示：“質(zhì)量是我們的第一要?jiǎng)?wù)，其次才是上市時(shí)間和成本。”

Nokia 的 Xpedition 復(fù)用流程在電路板仿真方面具有特別的優(yōu)勢(shì)。整個(gè)設(shè)計(jì)都自然而然地必須在電路板上進(jìn)行仿真才能確保可操作性，包括復(fù)用的物理設(shè)計(jì)、原理圖和物理版圖。然而，Nokia 構(gòu)建的電路板極其復(fù)雜且密度非常高，因此很難對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真。板載技術(shù)的多樣性和需要仿真的不同效應(yīng)（包括 RF、EMC、EMI 和熱效應(yīng)），進(jìn)一步加大了仿真難度。

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Oinas 說(shuō)：“以天線陣列為例，先創(chuàng)建這個(gè)小模塊的第一稿。然后，你會(huì)多次將其發(fā)送到仿真工具進(jìn)行分析，并根據(jù)反饋進(jìn)行修改。這一個(gè)模塊實(shí)例會(huì)頻繁地發(fā)生變化。模塊之間還有許多布線，這使得處理過(guò)程非常耗時(shí)。”

突破出現(xiàn)在 Nokia 采用 Xpedition 及其對(duì)物理設(shè)計(jì)復(fù)用的擴(kuò)展支持之后。現(xiàn)在，工程團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了某個(gè)模塊實(shí)例之后，就可以將其作為良品物理 IP 進(jìn)行復(fù)用，而不必再次仿真。這種方式可以節(jié)省大量時(shí)間和精力。當(dāng)需要對(duì)模塊進(jìn)行更改時(shí)，不必重新創(chuàng)建整個(gè)模塊，只需替換受影響的單個(gè)實(shí)例。由于預(yù)先驗(yàn)證的物理 IP 可以復(fù)用，總仿真時(shí)間得以縮短。

借助 Xpedition 復(fù)用流程，一旦某個(gè)實(shí)例設(shè)計(jì)完成并通過(guò)驗(yàn)證，其保真性就會(huì)作為單一數(shù)據(jù)源加以維護(hù)。Xpedition 確保已完成的可復(fù)用物理 IP 塊處于鎖定狀態(tài)，無(wú)法被更改。團(tuán)隊(duì)中的每位成員——無(wú)論其來(lái)自哪個(gè)領(lǐng)域或?qū)I(yè)——都確信他們可以依賴特定的可復(fù)用模塊。工程師可以直接將這些經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的實(shí)例放在目標(biāo)位置，并確信這些實(shí)例會(huì)正常運(yùn)作。如果需要，他們以后還可以移動(dòng)實(shí)例，而不會(huì)引入錯(cuò)誤。

得益于這種新方法，物理元器件的管理明顯改善。在采用 Xpedition 之前，追溯設(shè)計(jì)或?qū)崿F(xiàn)中的錯(cuò)誤和更改需要更長(zhǎng)的時(shí)間，尤其是當(dāng)多位版圖設(shè)計(jì)師處理同一電路板時(shí)。

Oinas 說(shuō)：“在采用物理復(fù)用方法之前，設(shè)計(jì)變更和重復(fù)性任務(wù)增加了出錯(cuò)的可能性，這導(dǎo)致流程不理想。”

更快實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)領(lǐng)先的高質(zhì)量 5G 設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠節(jié)省多少時(shí)間，取決于特定 電 路 的 規(guī) 模 及 其 采 用 先 前 實(shí) 現(xiàn) 的 原 理圖的程度，但總體來(lái)說(shuō)，Xpedition 幫助Nokia 達(dá)成了提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)率的目標(biāo)。

Oinas 表示：“西門(mén)子展現(xiàn)了出色的協(xié)作能力。采用 Xpedition 縮短了我們的開(kāi)發(fā)周期，大大提高了我們的生產(chǎn)力。同時(shí)，我們能夠在每個(gè)通道保持一致的質(zhì)量。鑒于我們電路板設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，我們對(duì)結(jié)果非常滿意。”

由 于 這 一 成 功 ， N o k i a 計(jì) 劃 在 其 他 先 進(jìn)設(shè)計(jì)中部署基于 Xpedition 的復(fù)用方法。Xpedition 作為西門(mén)子 Xcelerator 業(yè)務(wù)平臺(tái)的一部分，已經(jīng)在幫助 Nokia 將未來(lái)的 5G設(shè)計(jì)變成今天的現(xiàn)實(shí)。