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Multiboard-Design von der Konzeption bis zur Fertigung mit CR-8000.
Design Force, die neue IC-Package und PCB-Design- und Analysis-Lösung.
Eingebettete Bauelemente sind in 3D viel besser zu bearbeiten als in 2D.
Systemdesign in 3D: System-in-Package mit Through-Silicon-Vias auf einer Platine.

Wer typische Engineering-Events kennt, erwartet nicht unbedingt Reaktionen wie „Wow, genau darauf haben wir gewartet!“ oder „Das gibt es bisher wirklich nicht“ oder „Das ist eine echte Erleichterung“. Diese und ähnlich begeisterte Kommentare waren auf den Zuken Engineering Days in Ulm zu hören, als das Unternehmen die nächste Generation seines Leiterplatten-Entwurfstools vorstellte. Mit CR-8000 führt Zuken die Bearbeitung der Leiterplatte in 3D ein: Die Grafik ist flüssig wie bei einem 3D-Computerspiel, die Eingabe so modern und bequem wie bei Apple-Geräten und die generelle Geschwindigkeit auf der Höhe der Zeit. Doch der Reihe nach: In CR-8000 stecken vier Komponenten, die die einzelne Schritte von der Planung bis zur Fertigung abdecken.

  • System Planner: Design-Umgebung auf Systemebene für die frühe Planung und Aufteilung von elektronischen Systemen. Die Daten, die man hier eingibt, stehen für die weitere Entwicklung zur Verfügung.
  • Design Gateway: Lösung für das Design logischer Schaltungen und die Prüfung elektronischer Designs von Single- und Multiboards auf Systemebene.
  • Design Force: Lösung für das Design und die Analyse von Leiterplatten und IC-Packages auf Systemebene, in Kombination des üblichen 2D-Modus mit einer Realtime-3D-Darstellung, unter Verwendung modernster Technologien für die Benutzeroberflächen.
  • DFM Center: Umfassende Lösung für die Fertigungsvorbereitung und Ausgabe von Fertigungsdaten in gängigen Formaten, sowie die Unterstützung bei der Nutzenerstellung.

Teile dieses Pakets sind auch im etablierten CR-5000 enthalten und manche Features will Zuken auch zurückportieren – denn die Entwicklung an CR-5000 steht noch lange nicht still. Die Neuerungen, die so viel Begeisterung bei den Zuhörern auslösten, stecken aber im neuen Design Force. Es macht das Design moderner, sehr komplexer Platinen mit vielen Layern, in die Leiterplatte versenkten (Stichwort Embedded) oder aufeinander gestapelten Bauteilen (Stichwort Package on Package) einfacher. Außerdem kann der Benutzer mehrere Platinen gleichzeitig bearbeiten und Bauteile einfach von einer Leiterplatte auf die andere verschieben. Das folgende englischsprachige Video gibt einen Überblick über den Funktionsumfang von CR-8000.

Vom Gamer-PC zur Engineering-Workstation

Laut CTO Kazuhiro Kariya experimentiert Zuken seit 15 Jahren mit der Layout-Bearbeitung in 3D. Damals hatten die bezahlbaren PCs aber zu wenig Speicher und eine zu langsame 3D-Grafik. Dennoch legten die Entwickler schon bei CR-5000 die interne Datenbank als 3D-Modell an – auch wenn an der Oberfläche davon nichts zu sehen war. Heute profitieren die Entwickler von dieser Voraussicht: CR-8000 kann die CR-5000-Dateien lesen und sogar schreiben, dabei bleiben die 3D-Informationen erhalten.

Um eine flüssige 3D-Darstellung zu erreichen, setzt Zuken wahlweise auf OpenGL oder Direct-X. Dabei hat die Firma eine eigene Geometrie-Engine entwickelt, die auf die speziellen Anforderungen beim Leiterplattenentwurf optimiert ist. Durch weitere moderne Techniken (zum Beispiel Texture-Mapping für flüssiges Panning und Zooming) entsteht ein Eindruck wie bei 3D-Spielen. Die Darstellung ist trotz 3D um Längen flüssiger als bei herkömmlichen 2D-Darstellungen. Übrigens verwendet CR-8000 OpenGL oder Direct-X auch in seiner 2D-Darstellung – und schaltet einfach auf die Vogelperspektive. Der Benutzer merkt davon nichts.

Nebenbei hat Zuken die Software Multithreaded- und 64-Bit-tauglich ausgelegt. Damit nutzt sie die Fähigkeiten moderner CPUs und stößt an keine Speicherbarrieren. Da heute Quad-Core-Rechner mit 4 oder 8 GByte Speicher und sehr schneller 3D-Grafikkarte ein normaler Standard-PC sind, braucht der Anwender auch keine hohen Hardware-Investitionen zu fürchten. Die Software ist zudem auf den Client-Server-Betrieb ausgelegt, um in größeren Teams die Daten zentral zu halten. Selbst Cloud-Computing ist möglich.

Praktischer Streichel-Zoo

Die zweite Neuerung ist der kombinierte Einsatz von Maus und Touchpad: Eine Hand am kleinen Nager, die andere auf der schwarzen Streichelfläche – daran gewöhnt man sich sehr schnell. Die Maus dient, wie bisher, zum Greifen und Platzieren von Bauteilen oder Leiterbahnen, während man mit der anderen Hand am Touchpad den sichtbaren Ausschnitt verschiebt (Wisch-Geste) oder zoomt (Zwei-Finger-Geste). Jeder Besitzer eines Smartphones oder iPads kennt diese Techniken. Wer will, kann mit der linken Hand auch gleich Menüfunktionen aufrufen: lästige Kontextmenüs und Dialogboxen werden damit obsolet und die Bedienung gelingt noch viel flotter und flüssiger. Wer sich mit dieser Eingabetechnik nicht anfreunden kann, für den stehen weiterhin alle traditionellen Maus-Techniken bereit.

Eigentlich kann Windows ein Touchpad und eine Maus gar nicht gleichzeitig anwenden: Es gibt nur einen Mauszeiger und das Betriebssystem schaltet konsequent und ein Eingabegerät aktiv. Zuken hat sich daher mit Touchpad-Spezialist Wacom zusammengetan: Heraus gekommen ist ein Touchpad, das bis zu vier Finger erkennt (vor allem, um versehentliche Berührungen zu erkennen) und dessen Treiber die Maus nicht stört. Dieses Gerät liefert Zuken gleich mit, wenn jemand eine CR-8000-Lizenz ordert.

Wie 3D, Touchpad-Eingabe und die umfangreichen Features in Design Force aussehen und funktionieren, erklärt folgendes englischsprachige Video: