Target 3001

TARGET 3001!
Benutzeroberfläche von TARGET 3001!
Basisdaten
Entwickler	Ing.-Büro Friedrich, Eichenzell
Aktuelle Version	V 15.4.0.87 (22. August 2011)
Betriebssystem	Windows (32-bit), Linux (Wine)
Kategorie	EDA
Lizenz	proprietär
Deutschsprachig	ja
www.ibfriedrich.com

Target 3001! ist ein Programm zum Entwurf von Schaltplänen und zur Leiterplattenentflechtung bei der Entwicklung von elektronischen Schaltungen und Leiterplatten (Platinen). Die Software wird durch das Ing.-Büro Friedrich in Deutschland entwickelt und läuft unter dem Betriebssystem Microsoft Windows. Unter Linux kann sie mit Hilfe von Wine mit der Standardkonfiguration des Pakets genutzt werden (getestet mit Ubuntu 11.04, 64-Bit).

Für den nicht-kommerziellen Einsatz gibt es eine kostenlose, auf 250 Anschlüsse (Pins) begrenzte Version zum Download. Die Benutzeroberfläche von der Software ist wahlweise in deutscher, englischer oder französischer Sprache. Außerdem bietet der Leiterplattenhersteller PCB-Pool sowie das Elektronik-Versandhaus Conrad-Electronic eine Vollversionen an, die jeweils ausschließlich Fertigungsdaten zur Produktion bei den beiden Unternehmen erzeugen kann.

Als spezielle Version existiert der Target 3001 ASIC-Designer. Mit dieser Version wird aus dem Schaltplan anstelle einer Leiterplatte eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung als Integrierter Schaltkreis (Chip) realisiert.

Geschichte

Vorgänger von Target 3001 ist die 1989 entwickelte Leiterplatten-Software Rule, die unter DOS lief. Deren Name war ein Initialwort, das für Rechner Unterstützer Leiterplatten Entwurf stand. Nachdem diese Software sich in Bastlerkreisen verbreitet hatte, wurde unter den Benutzern der Ruf nach einer Schaltplaneingabe laut. Ebenso wurde ein Autorouter gewünscht, also eine automatische Leiterbahnentflechtung. 1992 kam die Version Target 2.1 für DOS auf den Markt, die diesen Wünschen in einem ersten Schritt Rechnung trug. Der Umstieg nach Windows gestaltete sich schwierig, die ersten Versionen von Target V3 für Windows stürzten häufig ab. Mit steigender Stabilität und Leistungsfähigkeit des Gesamtpaketes wurde die Software außer im Hobby- und Ausbildungsbereich auch im professionellen Umfeld eingesetzt. In den weiteren Versionen V7 bis V13 wurde das Paket ausgebaut und ein EMV-Modul sowie eine PSpice-kompatible Simulation ergänzten den Leistungsumfang. Der Name „TARGET“ wurde zunächst auf „TARGET 2001!“ geändert und später als „TARGET 3001!“ als Marke beim Deutschen Patentamt eingetragen.

In letzter Zeit wurde der Software eine Funktion hinzugefügt, auch Frontplatten direkt in Verbindung mit den Leiterplatten zu entwerfen. Zudem wurde eine 3D-Ansicht ergänzt, die einen visuellen Eindruck seiner Leiterplatte vermittelt. Nach einer Umfrage der Zeitschrift Elektor (Heft 05/2004, S. 73) war die Software unter der Leserschaft am zweit meisten verwendet.

Funktionsumfang

Das Softwarepaket fasst mehrere verschiedene Funktionsblöcke unter einer einheitlichen Benutzeroberfläche zusammen. Der Designprozess startet mit dem Entwurf eines Schaltplanes, das Endprodukt ist ein Layout für eine Platine oder einen Chip.

Eine wichtige Komponente sind die mitgelieferten Baustein-Bibliotheken. Die Bauteile werden von Target 3001 in einer SQL Datenbank verwaltet, die auch Links zu Bauteil-Datenblättern und -Lieferanten bereithält. Ein Bauteil besteht in der Schaltplandarstellung aus einem Schaltsymbol und im Layout aus einem Anschlussbild, das zum Gehäuse des Bauteils passt. Um für ein Bauteil abweichende Gehäuse-Bauformen (z. B. SMD statt DIL) zu verwenden, kann ein Dialog bei der Platzierung genutzt werden. Sowohl Bauteil – Symbole als auch Bauteilgehäuse können frei entworfen werden. Ebenso sind zu vielen Bauteilen elektrische Simulations-Informationen und eine 3D-Darstellung enthalten.

Simulation und Änderungen

Mit der SPICE-kompatiblen Schaltplan-Simulation kann die Funktion der Schaltung vorab automatisch durchgerechnet werden. Dabei stellen sich oft frühzeitig Fehler heraus, weit vor der Erstellung eines ersten Prototypen. Bei der Umsetzung zur Leiterplatte unterstützt die Software den Entwickler zunächst dadurch, dass sowohl Schaltplan als auch Layout in einer Datenbasis gespeichert sind. Früher wurde aus dem Schaltplanmodul zunächst eine Stück- und Verbindungsliste exportiert, die dann im Layoutmodul wieder eingelesen wurde. Änderungen im Layout, die die Stück- und Verbindungsliste betrafen, mussten manuell oder halbautomatisch im Schaltplan nachgetragen werden (back annotation), Änderungen im Schaltplan mussten entsprechend in das Layout übertragen werden (forward annotation). Die Software speichert Schaltplan und Platine in einer Datei und erlaubt somit eine integrierte forward-and-back-annotation.

Bauteile platzieren, Leiterbahnen verlegen, Prüfung

Beim Entwurf des Layouts werden die Bauteile auf der zur Verfügung stehenden Fläche unter Einhaltung verschiedener Randbedingungen angeordnet. Einige Bauteile können vorgegebene feste Positionen haben, was z. B. oft bei Steckverbindern der Fall ist. Nachdem diese Bauteile manuell vorplatziert wurden, kann der Benutzer wahlweise einen Autoplatzierer zur Verteilung der Bauteile einsetzen.

Um alle vom Schaltplan angelegte Verbindungen im Layout zustande zu bringen, ist es erforderlich, die Leiterbahnen so zu verlegen, dass keine Kurzschlüsse entstehen und die Leitungslängen minimal sind. Weiterhin müssen oft Breite, Abstand und Nachbarschaft beachtet werden. Hier unterstützt die Software den Benutzer mit einem Autorouter bei der Entflechtung.

Wie viele andere Autorouter auch ist der Autorouter der Software jedoch in seiner Leistungsfähigkeit insbesondere bei komplexeren Leiterplatten nur begrenzt leistungsfähig und macht Nacharbeit erforderlich. Da nach mehreren Autorouter-Durchläufen alle Lösungswege von der Software möglicherweise als verbaut bewertet werden, kann eine manuelle Verlegung der Leiterbahnzüge die Arbeit beschleunigen. Die Handverlegung unterstützt eine Darstellung, bei der die Abstände schon vor Anschluss als Saum zu erkennen sind.

Am Ende des Layoutens kann das Ergebnis einer Prüfung unterzogen werden, die sicherstellt, dass keine Kurzschlüsse vorliegen und das entstandene Layout den Design-Regeln entspricht (DRC, design rule check). Die Prüffunktion ist sowohl bei Handverlegung als auch bei autorouting verfügbar.

EMV-Check

Zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) ist es meist von Bedeutung, dass die Verbindungen in bestimmter Weise verlegt werden. Vor allem der Entwurf von Schaltungen für höhere Frequenzen erfordert eine möglichst kurze und direkte Verbindung der signalführenden Schaltungspunkte. Die Leiterbahnen selbst bilden untereinander Kapazitäten, koppeln sich induktiv und wirken auch wie Antennen. Diese Eigenschaften führen zu drei Problemen:

• Das fertige Gerät kann sich selbst in der Funktion behindern
• Einstrahlung von außen kann das Gerät stören
• Abstrahlung des Gerätes kann andere Einrichtungen außerhalb stören

Ein fachgerechter Entwurf vermeidet solche Probleme im Vorfeld beziehungsweise macht Abschirmungen und ähnliche Abhilfemaßnahmen unnötig. Der eingebaute EMV-Check der Software kann hier helfen, frühzeitig solche Probleme zu erkennen.

Zum realen Gerät

Am Ende können die erzeugten CAD-Daten in Form bei Platinenherstellern üblicher Datenformate (z. B. Gerber-Daten) ausgegeben werden. Dazu zählen die Ausgabe des Layouts, von Fräs- und Bohrdaten.

Viele Fertiger können jedoch inzwischen auch native Target-files annehmen bzw. verarbeiten. Zur späteren Bestückung können Stücklisten und Bestückungspläne ausgegeben werden. Die Stücklisten können z. B. in Excel-Tabellen eingefügt werden, um weitere Daten und Logistikinformationen zu ergänzen. Die Daten für die Produktion werden auch computer-aided manufacturing-Daten (kurz CAM-Daten) genannt.

Mittlerweile enthält Target im Bestelldialog für die Fertigung im PCB-Pool auch eine Schnittstelle zur Bestückung und Bauteilbeschaffung (seit 2011 ist die Bestückung im PCB-Pool verfügbar). Hierbei können die Bauteile entweder vom Kunden beigestellt werden oder diese werden vom Bestücker unter Angabe der Bestellnummer beschafft.

Die Software kann darüber hinaus Ausgaben für verschiedene Testgeräte erzeugen, die sowohl die automatische Inbetriebnahme von Geräten als auch die Fehlersuche bei Defekten erleichtern.

Weblinks / Einzelnachweise

• Website des Herstellers