Case Study

PCB Thermal Simulator

Il PCB Thermal Simulator nasce dall'esigenza di fornire agli ingegneri di STMicroelectronics uno strumento semplice ed affidabile che permetta di effettuare un'analisi preliminare del comportamento termico del PCB a partire dalla potenza generata dai vari componenti circuitali presenti nella board. Da fine 2024 è disponibile all'interno dell'ecosistema eDesignSuite.

Lo scenario

eDesignSuite di STMicroelectronics è un set completo di utility di progettazione semplici da usare, finalizzate ad aiutare gli utenti semplificando il processo di sviluppo del sistema, utilizzando un'ampia gamma di prodotti ST.

Il tool online aiuta i progettisti ad accelerare il processo di sviluppo ingegneristico per convertitori di potenza a commutazione in una varietà di topologie e configurazioni adatte per applicazioni di alimentazione, illuminazione a LED e caricabatterie, basate su un numero ampio e crescente di circuiti integrati e componenti dell'ampio portafoglio ST.

Il tool PCB Thermal Simulator si inserisce nel processo di sviluppo del PCB (Printed Circuit Board: circuito stampato), fondamentale per garantire che i componenti elettronici operino entro i limiti di temperatura sicuri.

Il tool proposto permette in pochi click di identificare eventuali punti caldi e verificare che le temperature siano entro i limiti accettabili, nelle condizioni d'uso selezionate dal cliente.

L'obiettivo

L'obiettivo era garantire uno strumento affidabile che consentisse di analizzare termicamente un PCB, fornendo una stima rapida e accurata delle temperature della scheda.

La sfida è stata realizzare una soluzione innovativa ed efficiente per il cliente, in linea con l’evoluzione tecnologica e le esigenze del mercato, sfruttando le capabilities offerte da Amazon Web Services.

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La soluzione

Tramite la collaborazione tra STMicroeletronics e Storm Reply, sono stati progettati moduli complessi, per affrontare diversi casi d'uso, utilizzando AWS Lambda.

Il passaggio allo stack serverless di AWS ha permesso al cliente di condividere il simulatore in modo più efficiente, trattandosi di un'applicazione Web che può essere eseguita in qualsiasi ambiente.

Questo rappresenta un miglioramento significativo rispetto alla precedente versione desktop, migliorandone anche l'accessibilità e l'usabilità ed introducendo nuove funzionalità.

Utilizzando AWS, è stato possibile distribuire un motore complesso, attraverso un'architettura serverless con costi regolari e tecnologie avanzate.

Il software sviluppato, quindi, fornisce uno strumento per eseguire un'analisi termica di un PCB definito tramite file Gerber.

Basato su un modello termico molto preciso e su calcoli iterativi, PCB Thermal Simulator fornisce una stima rapida e accurata delle temperature su entrambi i lati della scheda.

Il software può anche simulare strati interni e consente il posizionamento delle seguenti parti: Fonti di calore (dispositivi), Dissipatori di calore, Aree di rame, Fori termici.

I risultati della simulazione vengono visualizzati tramite mappe colorate sovrapposte su entrambi i lati della scheda. Gli utenti possono ispezionare ogni punto per ottenere il valore della temperatura ed esportare i risultati come file CSV.

I risultati

Earth observation

Risparmio

Riduzione dell'80% dei costi di distribuzione e operativi

GNSS

Performance

Miglioramento delle prestazioni nel passaggio dall'applicativo desktop all'applicativo Web

Satellite IoT communication

Scalabilità

Miglioramento della scalabilità dello strumento, a costo zero, grazie alle funzioni AWS Lambda

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Velocità di sviluppo

Incremento del 50% della velocità di sviluppo grazie all'utilizzo di AWS Lambda Container

Le competenze e la professionalità dei colleghi di Storm Reply hanno dato forma alle nostre idee, riuscendo a fornire un'architettura backend a microservizi in grado di soddisfare le nostre necessità in termini di performance e scalabilità del sistema.

Carmelo VICCICA
ST – SRA System Tools

Leader mondiale nella produzione di semiconduttori e soluzioni elettroniche, è una delle principali aziende nel settore della tecnologia, la cui attività si concentra principalmente sullo sviluppo e la produzione di microchip che vengono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni della vita quotidiana, dai dispositivi consumer alle soluzioni industriali, automotive e IoT.

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