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缺少热分析将使设计心血面临危险

作者:时间:2009-04-10来源:网络收藏

对布局和机架的考虑

必须尽早且经常进行。一些设计师甚至打算在申请专利前考虑该问题,因为若产品因热问题而失败,则问题出在哪里?但其它因素影响系统设计。

“系统工程师必须理解材料与各自封装尺寸和种类间的互动有多么不同,”Paisner说。“类似Lord等公司与客户一道研发新材料来满足热要求。”

Paisner以苹果的Mac Air笔记本电脑为例说明产品遇到的严峻设计挑战,类似的这种设计不太可能有充足空间安放大散热器或其它冷却技术。这样,除非你打算不惜血本采用新奇的热方案,否则极小的空间限制将是很棘手的障碍。

“热通路越复杂,成本越高,”Paisner说。“你必须想方设法把热排出系统,另外,在材料和布局间,你情愿承受怎样的平衡。”

另外,从热角度,器件排布在布局过程中起着关键作用。“建议将高发热器件摆放在靠近通风孔的地方,但这种要求并非总能满足,所以,也许需要其它折中,”Rosato说。

另外,功耗很大的器件也许会产生对其它器件极易施加影响的“下流”热。另一个窍门是把发热器件紧邻着摆放并一般放在气流回路中。另外,“需要时,可采用分流器(diverter)流布气流,”Rosato指出。

从布局角度,应充分关注堆叠裸片和堆叠芯片封装器件,因更高的器件一般会妨碍热通路。另外,可直接焊装在PCB(器件和PCB间没有任何气隙)上的器件可把PCB作为散热器。另外,还可设计进热过孔,但一般情况是你应了解应在布局前想好把它们放在哪里。
Blackmore介绍,布局中一个值得仿效的作法是努力使任何冷空气的“风头”吹过发热最多的器件。把器件散布以避免给下游产生热气流同样是明智之举。最后,“高的器件和连接器可能形成影响气流向下流通的气阻,”他说。因此,对任何高的器件和连接器都应特别对待、进一步分析。

无用的输入输出

别为你用的器件集假定最大功耗。在计算阶段,最大值对你大致把握设计基本情况有用。但你必须坚持采用更真实的数据,否则,设计有可能变得过工程化、增加不必要的重量和成本。

若你采用了FPGA,则要弄清,其内部逻辑是否在所有时间都工作在最高速度?很可能不是这样的,所以,请逻辑工程师就更现实的工作情况给你一个合理的估算。然后,该你来决定是否需增加一个修正因数(fudge factor)。

记住:FPGA制造商的工程团队、测试团队和销售/营销部门也许已经把三个不同层次的修正因数内置其中。若你能得到实际使用数据并为此添加些修正,则以后将顺手得多。

公司都会问最重要的问题:错误比率是多少?提供的数据与“真实数据”相比有怎样的关联?数值都验证过了吗?在最终环境用实际材料测试过了吗?

在采用实际热的地方,你可得到精准得多的更好体验。“应能读进布线和PCB设计信息,包括来自EDA工具的线段、平面和过孔定义等,”Rosato说。

还可包含系统封装、详尽的器件设计参数等信息。“仿真工具可预测工作温度来评判是否有可能超过标称结温度以及在哪里系统会出现‘阻滞空气’”Rosato说。也可采用交互式仿真方法,其中,工程师可演练各种热管理情况、添加散热器、若需要则返回仿真结果。

类似PCB外形和大小以及诸如金属层信息等相关的PCB建构数据等参数也被读进,Blackmore说。流程的剩余部分涉及系统工程师描述系统将运行其中的环境,包括:框架、通风孔、电源和其它器件等信息。然后,将全部信息组合在一起提供一个热仿真。



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