El análisis de circuito del peor de los casos (WCCA o WCA) es un medio rentable de evaluar un diseño para garantizar con un alto grado de confianza que los posibles defectos y deficiencias se identifiquen y eliminen antes y durante la prueba, la producción y la entrega.
Es una evaluación cuantitativa del rendimiento del equipo, teniendo en cuenta los efectos de fabricación, ambientales y de envejecimiento. Además de un análisis de circuito, un WCCA a menudo incluye análisis de tensión y reducción de potencia , modos de falla y criticidad de efectos ( FMECA ) y predicción de confiabilidad ( MTBF ).
El objetivo específico es verificar que el diseño sea lo suficientemente robusto como para proporcionar un funcionamiento que cumpla con las especificaciones de rendimiento del sistema durante la vida útil de diseño en las peores condiciones y tolerancias (inicial, envejecimiento, radiación, temperatura, etc.).
El análisis de estrés y desclasificación tiene como objetivo aumentar la confiabilidad al proporcionar un margen suficiente en comparación con los límites de estrés permitidos. Esto reduce las condiciones de sobreesfuerzo que pueden inducir fallas y reduce la tasa de cambio de parámetros inducido por el estrés a lo largo de la vida. Determina la tensión máxima aplicada a cada componente del sistema.
Se debe realizar un análisis de circuito en el peor de los casos en todos los circuitos que sean críticos desde el punto de vista financiero y de seguridad. El análisis de circuito en el peor de los casos es una técnica de análisis que, al tener en cuenta la variabilidad de los componentes, determina el rendimiento del circuito en el peor de los casos (en condiciones ambientales o de funcionamiento extremas). Las condiciones ambientales se definen como tensiones externas aplicadas a cada componente del circuito. Incluye temperatura, humedad o radiación. Las condiciones de funcionamiento incluyen entradas eléctricas externas, nivel de calidad de los componentes, interacción entre piezas y deriva debido al envejecimiento de los componentes.
WCCA ayuda en el proceso de incorporar la confiabilidad del diseño al hardware para la operación de campo a largo plazo. Las piezas electrónicas fallan en dos modos distintos:
Límites fuera de tolerancia : a través de esto, el circuito continúa funcionando, aunque con un rendimiento degradado, y finalmente excede los límites operativos requeridos del circuito.
Las fallas catastróficas se pueden minimizar mediante MTBF , tensión y reducción de potencia, y análisis FMECA que ayudan a garantizar que todos los componentes se reduzcan adecuadamente, así como que la degradación se produzca "con elegancia..."
Una WCCA le permite predecir y juzgar los límites de rendimiento del circuito bajo todas las combinaciones de medias tolerancias.
Hay muchas razones para realizar la WCCA. Aquí hay algunos que pueden tener un impacto en términos de cronograma y costo.
El análisis del peor de los casos es el análisis de un dispositivo (o sistema) que garantiza que el dispositivo cumpla con sus especificaciones de rendimiento. Por lo general, estos tienen en cuenta las tolerancias que se deben a la tolerancia inicial de los componentes, la tolerancia a la temperatura, la tolerancia a la edad y las exposiciones ambientales (como la radiación de un dispositivo espacial). El análisis del comienzo de la vida comprende la tolerancia inicial y proporciona los límites de la hoja de datos para el ciclo de prueba de fabricación. El análisis del final de la vida útil proporciona la degradación adicional resultante del envejecimiento y los efectos de la temperatura en los elementos dentro del dispositivo o sistema.
Este análisis generalmente se realiza usando SPICE, pero se necesitan modelos matemáticos de circuitos individuales dentro del dispositivo (o sistema) para determinar las sensibilidades o el peor desempeño. [1] Con frecuencia se utiliza un programa de computadora para totalizar y resumir los resultados.
Una WCCA sigue estos pasos:
El diseño se divide en las secciones funcionales apropiadas. Se desarrolla un modelo matemático del circuito y se aplican los efectos de varias tolerancias de piezas/sistemas. Los resultados de EVA y RSS del circuito se determinan para los estados de inicio y fin de vida.
Estos resultados se utilizan para calcular las tensiones de las piezas y se aplican a otros análisis. Para que la WCCA sea útil durante todo el ciclo de vida del producto, es extremadamente importante que el análisis se documente en un formato claro y conciso. Esto permitirá futuras actualizaciones y revisiones por parte de personas distintas al diseñador original. Se genera una matriz de cumplimiento que identifica claramente los resultados y todos los temas.