Hardware-Entwicklung bei MEDtech Ingenieur – Altium Designer

Bei MEDtech Ingenieur kennen und nutzen wir verschiedene Tools in der HW-Entwicklung. Für eigene Entwicklungen und wenn wir wählen können, bevorzugen wir Altium Designer für Schaltplan und Layout-Erstellung. Dieser Artikel beschreibt, warum Altium unser bevorzugtes Werkzeug für Schaltpläne und Layouts ist und wie wir das Tool einsetzen. Falls Sie überlegen auf Altium umzusteigen oder Fragen dazu haben, können wir Sie gerne unabhängig beraten.

Altium hat einen Marktanteil von ca. 10% bei den Leiterplattentools (Stand 2015). Die Software gibt es schon seit 1985 und früher wurde sie unter dem Namen Protel vertrieben. Gefühlt ist die Verbreitung höher als die angegebenen 10%, was sich auch darin zeigt, dass viele Bauteilhersteller Bibliotheken für Altium Designer bereitstellen und zum Beispiel Texas Instruments Schaltplan und Layout von Referenz-Designs im Altium Format zur Verfügung stellt. Dieser Artikel soll keine Werbung für Altium werden, sondern zeigen, wie wir damit arbeiten.

Warum Altium Designer 18?

Aus meiner Erfahrung mit verschiedenen Tools sprechen folgende Gründe für AD18:

  1. Die Bibliotheksverwaltung ist sehr komfortabel. Bauteile können einfach angelegt und verwaltet werden. Es gibt umfangreiche Bauteil-Bibliotheken von verschiedenen Herstellern, die aber vor Verwendung geprüft werden müssen und in der Regel kleine Anpassungen erfordern. Vor allem Informationslayer und mechanische Layer sind nicht festgelegt und werden unterschiedlich genutzt. Und wenn man ansprechende und übersichtliche Dokumentation erzeugen will, sollten z. B. die Strichstärken in der Bibliothek einheitlich sein.
  2. Altium unterstützt Versionsverwaltung mit Subversion, was wir extensiv nutzen und alle Bibliotheken und Projektdaten mit Subversion verwalten. Altium Designer bietet eine integrierte Unterstützung für Subversion. Wer mehr über Versionsverwaltungssysteme oder Subversion erfahren möchte, findet im Internet viele Informationen, ein guter Startpunkt ist der Wikipedia-Artikel zu Tortoise SVN.
    Die Versionsverwaltung erlaubt Funktionen wie graphische Vergleiche verschiedener Entwicklungsstände sowohl im Schaltplan als auch im Layout. Man kann sich die Änderungen einzeln anzeigen lassen. Für ausgeleitete Dokumente wie den Schaltplan können SVN-Keywords verwendet werden, sodass die SVN-Revision automatisch aktualisiert und immer erkennbar und aktuell ist.
  3. Das Preis-Leistungs-Verhältnis von Altium Designer ist gut, allerdings steigen die Preise wieder, nachdem die Software für einige Jahre sehr günstig angeboten wurde.
  4. Als eifriger Leser unseres Blogs haben Sie schon bemerkt, dass elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ein Thema ist, das uns wichtig ist (siehe EMV in der Medizintechnik und Der EMV-Testplan). Das Leiterplattendesign hat einen großen Einfluß auf die EMV. Und Altium Designer unterstützt den Entwickler hier durch integrierte Funktionen für Leitungslängenanpassung, automatisiertes Routen von Bussen, differentielle Leitungsverlegung, Tools für impedanzangepasste Leitungen (Stichwort X-Signals) und sehr umfangreiche Möglichkeiten Design Rules zu formulieren.
  5. Sehr komfortabel sind auch die Möglichkeiten zur Integration mechanischer Modelle. Zum einen erlaubt es den Import und Export von Step und DXF-Dateien, zum anderen gibt es auch innerhalb des Programms nützliche Funktionen, z. B. die 3D-Daten anzusehen oder Flex-Leiterplatten zu falten (und auch gefaltet als Step-Modell zu exportieren).
  6. Der Export der Fertigungsdaten kann weitestgehend automatisiert werden durch Verwendung von Templates und Output Jobs.
Ihr Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Martin Bosch, Hardware Entwickler
E-Mail: bosch@medtech-ingenieur.de
Tel.:  +49 9131 691 240
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Tips und Tricks

Wenn man Altium nutzt sollte man sich mit den folgenden Punkten beschäftigen:

  1. Verwendung von Short cuts
    Viele Funktionen lassen sich sehr schnell durch short cuts erreichen und falls man die Funktionen häufiger nutzt, dann erspart das doch viel Zeit gegenüber Mausklicks. Einige Beispiele sind:

    • Bauteile markieren und Drücken der Taste „a“ öffnet das Menü für Anordnen.
    • Falls Cross-Probe-Mode gewählt ist erlaubt das Markieren von Bauteilen und drücken von „t“ „o“ „c“ das Platzieren von Bauteilen indem die markierten Bauteile der Reihe nach am Mauszeiger hängen und platziert werden können.
  1. Sehr nützlich sind der Schematic Navigator und PCB Navigator für das Prüfen von Designs. Hier kann man sich z. B. im Schaltplan alle Verbindungen anzeigen lassen und prüfen, ob die Netze korrekt verbunden sind.
  2. Parameter können im Schaltplan eingesetzt werden, um Netze zu kennzeichnen und erlauben dann Design Rule Checks im Layout. Als Parameter kann man z. B. verwenden:
    • Strombelastbarkeit
    • Differentielle Leitungen
    • Hochspannungsleitungen mit Beachtung von Luft- und Kriechstrecken.
  3. Verwendung von Templates und Vorlagen für Dokumente, Outputs, Design Rules. Gut genutzt können Templates viel Zeit ersparen und sorgen für konsistente Dokumentation über verschiedene Projekte. Eine Person in der Firma sollte mit der Pflege der Templates beauftragt werden, denn so nützlich gute Templates sind, so unpraktisch sind veraltete Templates.

Altium Designer ist natürlich nur ein Tool und muß wie jedes Tool in den Entwicklungsprozess Ihres Unternehmens eingebunden werden. Das bedeutet Validierung des Tools, Anpassung von Checklisten für Tool-Spezifische Abfragen, Einarbeitung der Mitarbeiter und Aufsetzen der Infrastruktur.

Haben Sie Fragen zu Altium oder planen Sie die Einführung von Altium Designer in Ihrem Unternehmen? Wir unterstützen Sie gerne und können Ihnen unsere „Best Practices“ vorstellen.

Viele Grüße

Martin Bosch

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Martin Bosch

Martin Bosch ist ein Vollblut Hardware-Entwickler und lebt seine Leidenschaft für Elektronik-Entwicklung selbständig im Ingenieurbüro Madzar & Bosch aus. Der Schwerpunkt der Tätigkeit liegt in der Entwicklung von Embedded Elektronik für medizinische Anwendungen. Embedded Elektronik bedeutet hierbei den Entwurf von Leiterplatten und Schaltungen mit Mikrocontrollern und analoger Schaltungstechnik für verschiedenste Geräte, von Blutanalyse-Geräten bis zu Defibrillatoren.

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