+31 74 2555 713 info@sintecs.nl
    • > English
    • info@sintecs.nl

      +31 74 2555 713

      Korte klantcase Signal Integrity

      We ontvingen een noodoproep van een bedrijf dat geïntegreerde RFID-systemen maakt. Het bedrijf had meerdere units getest en had ontdekt dat ~ 10% van deze units af en toe een UBoot-opstartprobleem bevatte. Functionele reviews en verificaties toonden echter geen duidelijke problemen, fouten of vergissingen aan.

      Na het uitvoeren van een evaluatie en een signal integrity analyse merkten we dat de boot loader IC (Flash) lange sporen bevatte met veel via’s en zelfs een stub, waaraan een test pad bevestigd was. Uit onze simulatie kwam een opmerkelijk resultaat: bij fast corner case thresholds werden thresholds overschreden en bij ‘slow case’ zag het er goed uit             [producent standaard .ibs model]:

       Het bedrijf had ons al informatie verstrekt over het feit dat de units wel op een correcte manier opstartte tijdens de ‘warme start’, wat overeenkomt met de slow corner case. Onze simulatie resultaten bevestigde dit. We kozen een aantal systemen met opwarm problemen en verwarmden de PCB. Het werkte zeer goed; de problemen waren weg en het systeem startte op. Daarna hebben we het systeem afgekoeld en hebben we geprobeerd het nogmaals op te starten. Geen teken van leven.

       De meeste signalen zijn tijdens de routing op de bovenste laag geplaatst (stack up: 4 lagen), wat veel crosstalk veroorzaakt. De flank steilheid van deze flash-chip ligt tussen 100-300ps, wat als snel wordt beschouwd. Het klok signaal van deze flash chip was niet gerout (2*w tussenruimte en lange sporen) zoals was aanbevolen in de datasheet. De threshold schending tijdens de ‘cold start’ (fast case) in combinatie met crosstalk problemen (dV/dt van de flank steilheid) creëerden deze onvoorspelbare fout.  

      We kunnen concluderen dat de hoofdoorzaak van dit probleem zonder onze simulatie waarschijnlijk nooit zou zijn gevonden.

       

      Meer informatie over signal integrity>>

       

      Signal & Power Integrity analyses; “Alles op alles zetten voor 100% betrouwbare hardware”

      Vlak voor de zomervakantie kwam er onverwacht veel druk op een bedrijf in Nederland te staan en deed Thomas een beroep op de expertise van Sintecs: “Signal & Power Integrity analyses”. Het bedrijf waar Thomas werkt ontwikkelt camera’s voor professionele toepassingen en liep tegen een probleem voor het mainboard van een nieuwe camera aan. “In het verleden is een keer met instabiele hardware gewerkt, wat de ontwikkeling van software enorm heeft geremd”, vertelt Thomas. Om dit bij de nieuwe camera te voorkomen was ervoor gekozen om Signal en Power Integrity analyses op het mainboard uit te laten voeren. De partij die dit in eerste instantie zou doen, bleek dit toch niet te kunnen en daarom is Sintecs ingeschakeld.

      “Het mainboard; hart van de nieuwe camera’’

      “Het ITOR mainboard wordt gezien als het hart van onze nieuwe camera”, vertelt Thomas. Het verwerken van sensor naar de beeldoutput is de taak van dit mainboard en dan met name hoge beeldresolutie en -snelheid, 100 frames per seconde. Er gaat veel data van het sensorboard naar het mainboard en op dit laatstgenoemde board wordt alle data omgezet, bewerkt en weer naar een specifieke camera output gebracht. Hierbij kun je denken aan Camera Link, HD SDI en eventueel USB3. Het mainboard doet ook aan image processing; er bevindt zich geheugen en beelden worden in dat geheugen gebufferd. “Alles moet realtime gebeuren. Het doel is om een continue output uit de camera te krijgen; met zo weinig mogelijk frame lag”, aldus Thomas.

       

      “Het is absoluut niet prettig als je er continu aan moet twijfelen of je hardware wel werkt”

      Het belang van Signal & Power Integrity analyses

      Volgens Thomas zijn goede Signal & Power Integrity analyses erg belangrijk, met name wanneer je werkt met high speed signalen. “In het verleden is het wel eens voorgekomen dat bleek dat onze hardware niet naar behoren werkte. Dit heeft de ontwikkeling van software toen enorm geremd. Het is absoluut niet prettig als je er continu aan moet twijfelen of je hardware wel werkt. Werk je met high speed, bijvoorbeeld een DDR 4 geheugen, dan wil je de hardware niet op de gok bestellen. Dat moet je gewoon eerst simuleren”, zegt Thomas. “Om dit keer zeker te weten dat we verder zouden werken met betrouwbare hardware hebben we Sintecs gevraagd om deze analyses uit te voeren”. De vraag was of we deze analyses überhaupt konden doen, en zo ja, of we de volgende dag al konden beginnen.

       

      “In twee weken tijd kregen we ontzettend veel feedback; er is een review gedaan en simulatierapporten zijn geleverd en mondeling toegelicht. Echt hele goede punten en veel waar voor ons geld, dat geeft een mooi gevoel!”

      Het resultaat

      De engineers van Sintecs maakten ruimte om snel te kunnen starten. “Wouter is direct begonnen met Signal Integrity analyses op het DDR 4 geheugen en heeft Power Integrity simulaties gedaan. Hieruit werd bevestigd dat we niet ver mis zaten met ons ontwerp en dus verder konden met wat we hadden gemaakt”, vertelt Thomas. Op aanraden van onze engineers zijn enkele schema aanpassingen doorgevoerd en is het PCB-ontwerp geoptimaliseerd. “In twee weken tijd kregen we ontzettend veel feedback; er is een review gedaan en simulatie rapporten zijn geleverd en mondeling toegelicht. Echt hele goede punten en veel waar voor ons geld, dat geeft een mooi gevoel! Daarnaast werd voor ons, door de heldere analyses en rapporten, snel duidelijk hoe alles in elkaar zat”.

      Het resultaat? “Uiteindelijk is ons ontwerp geproduceerd, is de deadline gehaald en werkt alles nu als een trein! Doordat de hardware nu betrouwbaar is en langdurig werkt, kan de focus worden gelegd op de software ontwikkeling, zonder afgeleid te raken door een hardware probleem. We zitten al onder in de trechter. Nog even en dan rolt er een camera uit.”

      De organisatie waar Thomas werkt ontwikkelt camera’s voor professionele toepassingen zoals defensie, de bewaking van terreinen en de medische wereld. In verband met de toepassingsgebieden van deze camera’s zijn wij overeengekomen dat de naam van het bedrijf niet genoemd wordt. Ook is de naam van onze gesprekspartner aangepast.