Die Anzahl der Anbieter von Software für den Entwurf von Leiterplatten aller Schwierigkeitsgrade steigt stetig. Gleichzeitig wachsen die Leistungsanforderungen an die Entwurfs-Tools. Das deutsche Ingenieurbüro Friedrich entwickelt seit 35 Jahren erfolgreich PCB-Design-Tools und hat sich in dem härter werdenden Wettbewerb erfolgreich behauptet.
Abb. 1: Firmengründer Dipl.-Wirtsch.-Ing. (TU) Harald FriedrichBetrachtet man es genau, beging das in Eichenzell ansässige Ingenieurbüro Friedrich 2024 sein 35-jähriges Jubiläum. Denn sein Gründer, Dipl.-Wirtsch.-Ing. (TU) Harald Friedrich, brachte die erste Variante der Leiterplatten-CAD-Software der Firma offiziell 1989 auf den Markt. Es war das für DOS entwickelte Entwurfs-Tool ‚Rule' (Rechner Unterstützter Leiterplatten Entwurf), der Vorgänger des späteren Target 2001. Danach erfolgte die Umbenennung der Software in Target 3001. Der Grund für diese Veränderung: Der Name ‚Target 2001' war in den 90er-Jahren aktuell, und als das Jahr 2000 nahte, ging man auf ‚Target 3001' über, also vermutlich, um das neu begonnene dritte Jahrtausend zu würdigen. So ist der aktuelle Name als Marke auch beim Deutschen Patentamt eingetragen. Übrigens publiziert die Firma die Software offiziell in dieser Schreibweise: ‚TARGET 3001!' Nachfolgend soll es aber vereinfacht geschrieben werden.
Kontinuierlicher Entwicklungsweg
Target 3001 ist heute ein komplexes objektorientiertes Schaltplan-, Simulations- und Leiterplattenentwicklungssystem, das in deutscher Sprache auf PC läuft. Es ist ein teilweise automatisches Werkzeug, das die Anwender von der Zeichnung des Schaltplans über die Simulation bis hin zur Board-Herstellung, EMV-Analyse eingeschlossen, unterstützt. Der Support erfolgt in drei Sprachen: Deutsch, Englisch, Französisch.
Das Tool läuft unter Microsoft Windows, ohne Gewähr jedoch auch mit Linux. Die genauen, gegenwärtig erforderlichen Systemvoraussetzungen sind unter [1] erläutert.
Nachdem sich das PCB-Designtool ab 1989 zunächst vor allem in Bastlerkreisen verbreitet hatte, wurden von den Benutzern Wünsche zur Weiterentwicklung des Tools an das Ingenieurbüro herangetragen, beispielsweise nach einer Schaltplaneingabe [2]. Ebenso wurde ein Autorouter gewünscht, um eine automatische Leiterbahnentflechtung vornehmen zu können. Im Jahr 1992 kam die VersionTarget 2001! V2.1 für DOSauf den Markt, die diesen Wünschen in einem ersten Schritt Rechnung trug. Der Umstieg aufWindowsgestaltete sich nach Aussagen des Unternehmens schwierig, denn die ersten entsprechenden Versionen vonTarget 2001! V3 für Windowsstürzten häufig ab, aber dieses Problem hatten bekanntermaßen auch viele Windows-Nutzer in ganz anderen Anwendungen. Mit steigender Stabilität und Leistungsfähigkeit des Gesamtpaketes wurde die Software außer im Hobby- und Ausbildungsbereich mehr und mehr auch im professionellen Umfeld eingesetzt. In den weiteren Versionen ab V7 bauten die Mitarbeiter des Ingenieurbüros das Paket nach und nach aus.
Insgesamt gesehen hat das Tool seit seiner Herausgabe in der Urform im Jahr 1989 eine intensive Vorwärtsentwicklung erfahren. Dafür gibt es natürlich auch objektive gesamtwirtschaftliche Gründe:
- Wachsende Anforderungen in der Elektronikindustrie zur Produktivitätssteigerung im Entwicklungsprozess neuer Produkte, aber auch in der Produktionsvorbereitung
- Anpassung an Trends in der Computertechnik und Softwareentwicklung
- Zunehmende Komplexität der Schaltungen und damit auch der Leiterplatten
Breiter Anwendungskreis
Unter [2] kann man lesen, dass nach einer Umfrage der ZeitschriftElektor(Heft 05/2004, S. 73) damals die Software unter der Leserschaft am zweithäufigsten verbreitet war. Target 3001 wird heute in zahlreichen internationalen CAD-Software-Übersichten für Leiterplatten aufgeführt, so auch in Wikipedia (Comparison of EDA Software) [3]. Hier kann man die EDA-Tools verschiedener Anbieter in ihrer Basis-Leistungsfähigkeit vergleichen. Allerdings ist dabei Vorsicht geboten, denn die in den Tabellen gemachten Angaben zu Target 3001 sind teilweise nicht aktuell, beispielsweise zum Stand der letzten Releases. Unter [4] gibt es eine umfangreiche deutsche Liste von CAD-Programmen, die jedoch verschiedene Einsatzgebiete bedienen, so neben Elektronik beispielsweise auch Architektur und Maschinenbau. Target 3001 ist hier ebenfalls als PCB-EDA-Software vertreten. Beide Übersichten lassen erkennen, dass die CAD-Software vom Ingenieurbüro Friedrich mit einer beträchtlichen Anzahl von Tools für das PCB-Design anderer größerer als auch kleinerer Anbieter konkurrieren muss. Die Vielfalt des Angebotes sowohl an Free- als auch To-Pay-Tools hat in den letzten zehn Jahren international deutlich zugenommen.
Leistungsbereich
Der Leistungs- bzw. Anwendungsumfang von Target 3001 soll nachfolgend nur in Stichworten kurz umrissen werden:
- Schaltplan
- Simulation
- Autorouter
- PCB-Layout mit 3D-Ansicht
- SQL-Bauteildatenbank
- Gerberdaten und/oder Isolationsfräsen
- MID-Layout auf 3D-Körpern
- Frontplattenlayout
- Bestückungsservice
- Componiverse-Schnittstelle
Ausführliche Informationen sind den Internetseiten des Ingenieurbüros zu entnehmen.
Die Daten von Schaltplan, Simulation, Leiterplatte und EMV-Check werden von Target 3001 gemeinsam verwaltet und bearbeitet, so dass Änderungen im jeweils anderen Teil entweder automatisch mit erledigt werden oder zumindest sofort bekannt sind. Alle Projektdaten befinden sich in einem Projekt-File. Eine einheitliche Datenbasis ist somit sichergestellt und das fehlerträchtige Konvertieren verschiedener Datenformate unterschiedlicher Programmmodule entfällt. Target 3001 ist nach Meinung des Ingenieurbüros weltweit das einzige Softwaresystem mit den o.g. Eigenschaften in Verbindung mit einer integrierten Benutzeroberfläche. Auch sind die Produktionsdaten für alle Herstellungsprozesse verfügbar. Es gibt kostenlose Updates innerhalb der Hauptversionsnummer. Das Ingenieurbüro wirbt für seine Software folglich mit dem Motto ‚Easy to Use, All in One'. Für die Suche elektronischer Bauteile einschließlich ihrer CAD-Daten wird die Suchmaschine SamacSys eingesetzt.
Target-Wiki
Im Lauf der vielen Jahre ist in Zusammenarbeit mit den Kunden ein großer Erfahrungsschatz zum praktischen Einsatz des Tools zusammengekommen. Er ist in einem fiktiven ‚Handbuch' zusammengefasst, d. h. in einem digitalen Wiki, das online zugänglich ist und etwa 850 Artikel rund um den praktischen Einsatz von Target 3001 enthält. Dieser ‚Schatz' gliedert sich in folgende Rubriken:
- Allgemeines - erste Schritte
- Schaltplan zeichnen
- Layout erstellen
- Simulation
- Produktionsdaten erzeugen
- Bauteile
Eine alphabetische thematische Übersicht aller Wiki-Beiträge nach Schlag- bzw. Suchworten erleichtert die praktische Nutzung.
Jedes Jahr ein großes Release
Am 3. November 2024 gab das Unternehmen zu Target 3001 das Release der neuen Version V33 heraus. Rechnet man zurück, ist damit so gut wie jedes Jahr seit der Erstausgabe des Tools ein neues Release herausgekommen, wobei jedes von ihnen deutlich zur Erweiterung des Komforts der Arbeit mit dem Tool beitrug.
Umfangreiche Target-Varianten
Die Spannbreite der angebotenen Target-Nutzungsvarianten ist groß. Grundsätzlich unterteilt sie sich, wie auch bei manchen anderen Anbietern von EDA-PCB-Software, je nach Einsatz in diese beiden Gruppen:
- Nichtkommerziell für ausschließlich nichtprofessionellen Einsatz (Bastler, Studenten, Hochschulcamps usw.) mit den vier Möglichkeiten Discover, Light, Student, Campus
- Kommerziell mit den sechs Möglichkeiten Smart, Medium, Economy, Professional, Design Station, MID
Discover ist die einzige Variante, die ähnlich wie Eagle für kleine Projekte kostenlos ist und nicht kommerziell genutzt werden darf. Alle übrigen der insgesamt zehn Nutzungsmöglichkeiten von Target 3001 sind klassische Bezahlvarianten. Die Kaufpreise reichen bei nichtkommerzieller Nutzung von 75,90 bis 500 €, bei kommerzieller von 267,05 bis 9471 €. Der letztere Preis bezieht sich auf den Entwurf von MID-Modulen. Die genannten Summen beziehen sich auf das neueste Release V33. Bei den Varianten Student und Campus sind Laufzeitbeschränkungen vorgesehen.
Die Leistungsunterschiede zwischen den einzelnen Nutzungsvarianten sind beträchtlich. Beispiele:
Nichtkommerzielle Nutzung
- Discover: 250 Pins/Pads, 2 Kupferlagen, Simulation 30 Signale, Reverse Engineering, MID, Einzelplatzlizenz, Frontplatte 50 cm
- Campus: unlimitierte Pins/Pads, 100 Kupferlagen, Signale unlimitiert, Reverse Engineering, MID, Frontplatte unlimitiert
Kommerzielle Nutzung
- Smart: 700 Pins/Pads, 2 Kupferlagen, Simulation 50 Signale, Reverse Engineering, MID, Einzelplatzlizenz, Frontplatte 100 cm
- Design Station: unlimitierte Pins/Pads, 100 Kupferlagen, Simulation unlimitierte Signale, Reverse Engineering, MID, Einzelplatzlizenz, Frontplatte unlimitiert
Anzumerken ist hier allgemein, dass die Vertriebs- und Nutzungsformen mancher Anbieter von PCB-EDA-Software dabei sind, sich zu verändern. Beispielsweise sind Lizenzgebühren mit Zeitfenstern der Nutzung der Software im Kommen. User müssen nur dann Lizenzgebühren zahlen, wenn sie die Tools benötigen, und sich mit einem monatlichen Plan anmelden. Das System ist so flexibel, dass man sich beispielsweise nur für einen Monat registriert. Die Lizenz kann dann beendet werden und fortgesetzt, wenn man sie erneut braucht. Diese Form eignet sich perfekt für solche Anwenderunternehmen, in der die Nutzung der Werkzeuge das ganze Jahr über sehr schwankt.
Umwerbung von Autodesk Eagle-Usern
Anfang 2024 wurde angekündigt, dass ab dem 7. Juni 2026 der Support für das weit eingesetzte PCB-EDA-Tool Autodesk Eagle eingestellt werden wird [5]. Der bisherige Anbieter Autodesk empfahl den jetzigen Nutzern von Eagle, als Ersatz Autodesk Fusion zu abonnieren, um weiterhin Zugriff auf den Elektronikarbeitsbereich zu erhalten. Das Ingenieurbüro Friedrich bot parallel zu dieser Ankündigung jetzigen Eagle-Nutzern an, auf Target 3001 umzusteigen und hofft dadurch, seine Kundenzahl weiter zu steigern. Da die User-Zahl von Eagle sehr groß ist, könnte rein hypothetisch dadurch die Kundenzahl von Target 3001 in den kommenden Monaten steigen. Das Ingenieurbüro weist auf seinen Internetseiten darauf hin, dass man mit Target 3001 Eagle-Projekte direkt öffnen und weiterbearbeiten könne. Für Umsteiger wurde eine extra Eagle-Umstiegseite eingerichtet, verbunden mit dem Angebot, vor dem Kauf der Target-Software das neue EDA-Tool mit der kostenlosen Edition Discover zu testen.
Target 3001! Version 33
Das Ingenieurbüro Friedrich hat Anfang November 2024 bei der Herausgabe der neuen V33 des Tools folgende zehn Neuerungen bzw. Features hervorgehoben:
- Guided-Bus-Router
- iBOM interaktive Bestückungshilfe
- Eigenschaften-Explorer
- BOM- und CPL-Dateien für den PCB-Produzenten
- Ritznutzen erstellen
- CSV-Datei für einen Kleber-Dispenser
- Exaktes Verlegen und Verschieben rechtwinklig oder 45°
- Umrahmung gesuchter Elemente mit ‚marschierenden Ameisen' (fließende Strichkette)
- Einlesen kompletter Projekte beim Gerber-Import
Nachfolgend werden einige von ihnen kurz umrissen, wobei hinzugefügt werden muss, dass solche neuen Features wie die Erstellung von Ritznutzen in anderen EDA-Programmen bereits normaler Bestandteil sind.
Guided-Bus-Router: Routen eines ganzen Busses mit wenigen Klicks. Die Bahnen werden direkt gemeinsam verlegt und die Enden vernünftig angeschlossen (Abb. 2).
Interaktive Bestückungshilfe iBOM: Beim manuellen Bestücken von Leiterplatten gibt eine interaktive Stückliste iBOM Unterstützung. Es handelt sich um eine handliche Stand-Alone-HTML-Datei, die alle Informationen zur Bestückung enthält, sogar die Grafik des Boards in Ober- und Rückansicht (Abb. 3).
Eigenschaften-Explorer: Distributoren, Bestellnummern, Hersteller, Lagernummern, MPNs und viele weitere nützliche Informationen können in den Bauteileigenschaften eingetragen werden. Schnell kann man da den Überblick verlieren. Der Eigenschaften-Explorer schafft hier Übersicht. Im Dickicht der vielen möglichen Eigenschaften listet er nur die auf, die gerade für den Bearbeiter interessant sind (Abb. 4).
BOM und CPL: Für Leiterplattenhersteller und -bestücker werden direkt eine BOM- und eine CPL-Datei mit den Produktionsdaten ausgegeben, die eine exakte Bestückung ermöglichen (BOM = Bill off Material, CPL = Component Placement List).
Abb. 4: Eigenschaften-Explorer
Abb. 5: Angabe der Klebepunkte (violett) auf einem BoardKleber-Dispenser: Target gibt eine CSV-Datei aus, die die Koordinaten der Klebepunkte enthält und eine Angabe der Fläche des violetten Punktes als Anhaltspunkt für die Menge des Klebstoffs an dieser Stelle (Abb. 5).
Einlesen kompletter Projekte beim Gerber-Import: Beim Import von Gerber- und Excellon-Daten von fremden Projekten können jetzt alle Projektebenen aus den verschiedenen Dateien gleichzeitig eingelesen werden. Target versucht an den Dateiendungen zu erkennen, welche Ebene in welcher Datei steckt. Auch ein ZIP-File mit mehreren enthaltenen Gerber- und Excellon-Dateien kann ausgewählt werden. Nach einem erfahrungsbasierten Schema ordnet Target den Gerber-Dateien passende Ebenen zu und kann auch Bohrdateien erkennen und zuordnen. Zwischen den Releases kommen weitere Features mit der Zeit hinzu. Diese können die User jederzeit per kostenlosem Update herunterladen.
Wie weiter?
Gegenwärtig zeichnet sich international bei den EDA-Software-Anbietern eine Aufsplittung der Arbeit mit den Kunden ab. Ein Weg zielt, vereinfacht dargestellt, in Richtung der bereits vorn erwähnten Lizenznahme mit dem Zeitfensterprinzip. Sie wird aus Rationalisierungsgründen eventuell verbunden mit der zentralen Bereitstellung der Tools beispielsweise in der Cloud und der sich abzeichnenden schrittweisen Einbeziehung von KI in die Software bzw. in den Entwurfsprozess. Ein anderer Weg geht weiterhin in Richtung des klassischen Kaufs der CAD-Tools, ihrer Speicherung vor Ort beim Kunden, verbunden mit der Möglichkeit des dezentralen Herunterladens von Updates beim Anbieter und einer intensiven direkten Kundenbetreuung durch den Anbieter. Dieser Weg dürfte auch weiterhin von vielen EDA-Software-Anwendern genutzt werden, sodass unterschiedliche Systeme parallel existieren werden.
Referenzen
[1] https://server.ibfriedrich.com/wiki/ibfwikide/index.php/Systemvoraussetzungen (Abruf 1.12.2024)
[2] https://de.wikipedia.org/wiki/Target_3001 (Abruf 1.12.2024)
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_EDA_software (Abruf 1.12.2024)
[4] https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_CAD-Programmen (Abruf 1.12.2024)
[5] https://www.autodesk.com/de/support/technical/article (Abruf 1.12.2024)