+31 74 2555 713 info@sintecs.nl

info@whspr.nl

+31 74 2555 713

Case
Troubleshooting – Een prototype dat niet werkt

Tijdens het testen van de hardware, ontdekte het team van Erik, werkzaam bij een bedrijf dat communicatiesystemen ontwerpt, dat hun nieuwste prototype niet werkte. Sintecs kreeg de opdracht om het bord te onderzoeken en kwam er door middel van Signal Integrity analyses (SI) achter dat er DDR4 timing problemen waren. Onze engineers maakten een board support package (BSP). Het resultaat was een opgeluchte reactie van de klant: “Uiteindelijk kregen we het bord binnen één dag werkend.”

“We hebben zelf tevergeefs geprobeerd om de hardware van ons prototype werkend te krijgen”

Het team van Erik gebruikte voor het eerst een DDR4 geheugen in hun ontwerp. Om mogelijke problemen te voorkomen werden de NXP application notes strikt gevolgd en werd voor het PCB-ontwerp een externe consultant ingeschakeld. Door Altium Layout tools te gebruiken heeft deze consultant er alles aan gedaan om crosstalk te minimaliseren. Als compensatie voor het ontbreken van simulatie tools, is gekozen voor een 12-laags PCB stack-up en is er veel aandacht besteed aan de spoorbreedte, materiaal parameters, lijn impedantie en terminatie weerstanden.

“Voordat we jullie om hulp vroegen hebben we zelf tevergeefs geprobeerd om de hardware van ons prototype werkend te krijgen,” vertelt Erik. “We hebben zelf een uitgebreid onderzoek gedaan, waaruit enkele gebreken in het ontwerp aan het licht kwamen. Het grootste probleem op dat moment was een falende klok configuratie test. We stonden met de handen in het haar en wisten niet meer hoe we verder moesten. In onze zoektocht naar een ervaren organisatie, die ons met troubleshooting kon helpen, vonden we Sintecs via de NXP website.”

“Het voordeel van SI analyse is dat niet enkel wordt bevestigd dat er een probleem is, maar ook waar dit probleem vandaan komt”

Stap één was een Signal Integrity analyse op het DDR4 geheugen. Op basis van deze analyse en simulatie resultaten concludeerden onze engineers hetzelfde als Erik: “De adresbus en het klok signaal zullen op deze manier hoogstwaarschijnlijk niet gaan functioneren.” Het voordeel van een Signal Integrity analyse is dat niet enkel wordt bevestigd dat er een probleem is, maar aan de hand van simulaties wordt ook duidelijk waar dit probleem vandaan komt. We zien vaak dat een ontwerp troubleshooting nodig heeft doordat een engineer zich vasthoudt aan oude werkwijzen, die nu niet meer toereikend zijn. Dit was ook het geval bij de problemen van dit prototype.

Met behulp van de simulaties konden wij dan zien dat het gebruik van standaard via’s voor reflectie (ringback) zorgde. Ons advies aan Erik was om in een volgende ontwerpronde gebruik te maken van micro via’s en buried via’s, zodat de reflecties van de signalen door de via geminimaliseerd zouden worden. Een herontwerp van het bord, gebruik makend van een andere PCB stack-up, was de enige manier om van alle problemen af te komen.  

 

“Sintecs gaf het prototype zoveel meer waarde dan we ons hadden kunnen voorstellen”

Het resultaat

Erik ligt toe dat Sintecs niet alleen de DDR4 timing problemen heeft opgelost, maar ook heeft geholpen met het board support package (BSP). Hierdoor kon het bord, welleswaar op lagere snelheid, volledig worden gebruikt. ”Sintecs gaf het prototype zoveel meer waarde dan we ons hadden kunnen voorstellen. Door jullie hulp lukte het ons om stap voor stap, binnen de grenzen van de gestelde deadline, een goed prototype te ontwerpen. Uiteindelijk kregen we de borden werkend en konden we alle onderdelen uit ons prototype testen. Dit leek onmogelijk toen we contact met jullie opnamen. De volgende keer zullen we Sintecs in een eerder stadium van de ontwerpfase vragen om ons, met behulp van Signal Integrity en timing analyses, te ondersteunen bij de ontwikkeling van een nieuw prototype,” sluit Erik zijn verhaal af.

Vanwege privacy redenen is de naam van onze klant in dit artikel veranderd