Elektronikentwicklung massiv beschleunigen und Time-to-Market um bis zu neun Monate verkürzen

Durch den Einsatz leistungsstarker Simulationssoftware wie Ansys HFSS 3D Layout und Ansys SIwave kann Harman bereits in frühen Entwicklungsphasen fundierte Designentscheidungen treffen. Simulation ist bei Harman nicht nur ein technisches Hilfsmittel, es ist ein strategischer Hebel. Erreicht werden:

• deutliche Reduktion physischer Prototypen
• Verkürzung der Time-to-Market
• Verbesserung der Produktqualität
• Steigerung der Kundenzufriedenheit

Eine verkürzte Prototypenphase kann die Time-to-Market um sechs bis neun Monate reduzieren!

Für weniger komplexe Schaltungen und Schnittstellen mit geringerer Geschwindigkeit nutzen Harman-Ingenieure die Software Ansys SIwave zur Extraktion von S-Parametern, zur Impedanzprüfung und zur Berechnung von Leiterbahnlängen. Ansys SIwave wird auch für Power-Integrity-Simulationen (DC und AC) sowie zur Simulation von Nah- und Fernfeld-Effekten für EMV eingesetzt.

Für hochkomplexe Schaltungen mit Hochgeschwindigkeitsschnittstellen kommt Ansys HFSS 3D Layout zum Einsatz. Sie hilft, S-Parameter mit höherer Genauigkeit zu extrahieren und nutzt dabei Cluster-Computing. Bei mehreren Leiterplatten ermöglicht Ansys HFSS 3D Layout die Kombination von Boards inklusive Lötkugel-Eigenschaften zur Extraktion eines einheitlichen Satzes von S-Parametern. Diese werden dann in die Schaltungssimulation des Ansys Electronic Desktop importiert. Dort werden Komponentenmodelle hinzugefügt, um TDR, Eye-Diagramme, Skew, Einfügedämpfung, Rückflussdämpfung, Übersprechen und weitere Parameter zu simulieren.

Harman folgt einem klar definierten Simulationsprozess. Zunächst werden Simulationsziele in enger Abstimmung zwischen Stakeholdern und Simulationsingenieuren festgelegt. Anschließend folgen die Sammlung und Prüfung der relevanten Dokumente wie Datenblätter, Modelle und Anforderungen. Je nach Komplexität, Prioritäten und Zeitrahmen werden geeignete Tools und Expertisen für Setup und Analyse ausgewählt. Am Ende des Prozesses dienen die Ergebnisse nach finaler Validierung und Dokumentation dann als Entscheidungsgrundlage für Projektmanagement und Entwicklungsteams.

Ziel ist es, möglichst realitätsnah zu simulieren. Statt idealisierter Setups werden reale Effekte wie Stromrauschen, Jitter, Leiterplattenrauheit und Ätzprozesse berücksichtigt. Nur so lassen sich potenzielle Schwachstellen frühzeitig erkennen und beheben – inklusive Worst-Case-Analysen. Die Simulationen ermöglichen, jedes potenzielle Problem, das ein System beeinträchtigen könnte, zu definieren, zu identifizieren und mit geeigneten Maßnahmen zu lösen. Durch die Analyse unterschiedlicher Szenarien können die Entwickler verschiedene Ideen und Technologien testen und sich so einen Vorsprung im globalen Wettbewerb sichern.

Nach der Erstellung des Prototyps werden Messungen durchgeführt, um Schlüsselparameter zu bestimmen und mit den Simulationsergebnissen zu vergleichen. Das Ergebnis zeigte eine über 90 %ige Übereinstimmung – ein Beweis für die hohe Präzision der Simulationen. Zur weiteren Verbesserung wird das Simulationssetup trotzdem nach jedem Vergleich überprüft und, wenn möglich, optimiert. Diese hohe Genauigkeit schafft Vertrauen bei Harmans Kunden und führt zu frühzeitigen, fundierten Entscheidungen im gesamten Entwicklungsprozess.

Schauen Sie sich jetzt das Interview mit Dr. Maha Koraichi (Hardware Engineer, Engineering/R&D, Connected Car Division, Harman Becker Automotive Systems GmbH) an!