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Altium Designer - 回路・基板設計ソフトウェア

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制約に関する記事 現代の電子機器における制約ベースのPCB設計の重要な役割 PCB(プリント基板)設計の複雑な領域へようこそ。ここでは、単純な回路基板が始まり、電子工学の洗練された傑作へと進化します。現代電子機器のバックボーンとして、PCBはスマートフォンからラップトップまで、私たちの日常のデバイスに命を吹き込みます。信頼性が高く機能的なPCBを作成することは、単にコンポーネントを接続すること以上のものを要求します。最適な性能と製造可能性を達成するために、さまざまな側面を細かく理解することが求められます。この取り組みの中心には、制約ベースのPCB設計があります。これは、PCBの物理的および電気的特性を厳密に管理する戦略的な方法論です。このような制約は、製造上の落とし穴を防ぐだけでなく、電気的な優位性を保証し、単に基準を満たすだけでなく、新たな基準を設定する製品を実現します。この投稿では、PCBの制約と、成功した設計を保証する上で果たす重要な役割について探ります。 制約ベースのPCB設計を理解する 制約ベースの設計は、PCBがどのように構築されるべきかを指示するパラメーターを定義することを含みます。これらの制約には、電気的、物理的、製造上の考慮事項を含む複数の側面が含まれます。設計プロセスの早い段階で制約を考慮することは重要であり、プロジェクトの要件と最終目標に合致する成功した設計の基盤を築きます。 制約ベースのPCB設計は、交響曲を指揮するマエストロに似ています。多くの要件をバランスさせながら全体の設計プロセスを形成し、調和のとれた結果を保証します。これらの制約はさまざまです: 電気的制約: トレースの幅と間隔: 適切な電流容量を確保し、ショートサーキットを避けるためにトレースの幅と間隔を定義します。 ビアのサイズとタイプ: 設計要件と製造能力に基づいてビアの寸法とタイプを指定します。 インピーダンス制御: トレースが特定のインピーダンス値を持つように設計されていることを保証します。これは高速設計にとって重要です。 クリアランス: ショートサーキットを避けるために、異なる電気エンティティ(トレース、パッド、ビアなど)間の最小距離を定義します。 高速制約: 高速回路の設計に関連するルールで、長さのマッチング、差動ペアルーティング、位相制御を含みます。 物理的制約: 基板寸法: PCBのサイズと形状を指定します。 レイヤースタックアップ: PCB内の銅と絶縁層の数と配置を定義します。
PiMX8 第1章 Altium Designer Projects Pi. MX8 プロジェクト - 導入と概要 Raspberry Pi社は、市場で最も人気があり、広く使用されているシングルボードコンピュータを開発しました。これらの強力なシングルボードコンピュータは、長い間、メーカーやホビーストのシーンだけでなく、産業分野でも使用されてきました。 アプリケーション領域が拡大するにつれて、これらのボードのフォームファクターは、シングルボードコンピュータおよびモジュールの「事実上の」標準として浮上しています。2020年末にコンピュートモジュールCM4が導入されたことで、システムオンモジュールの新しいフォームファクター標準が確立されました。 それ以来、AllwinnerやRockchipのようなメーカーのさまざまなSoCや、堅牢なFPGAが、広く採用されているCM4フォームファクターにシームレスに統合されています。 動機 Pi.MX8モジュールは、CM4互換モジュールのリストに加わります。 このように互換性のあるSoMが多数利用可能な場合、なぜさらに別のバリアントを設計する時間を投資すべきでしょうか? 答えは簡単です:コンピューターモジュールを中心に複雑で時には高価なシステムを構築するとき、モジュール自体の設計主権も持ちたいからです。私たちは、回路図やレイアウトのソースデータにアクセスしたい、部品不足の場合に自分たちでモジュールのBOMを決定したい、そして最も重要なこととして、PCB上のすべてのコンポーネントのドキュメントにアクセスしたいと考えています。 これは、容易に入手可能なドキュメントを持つコンポーネントを使用して、完全にオープンソースのプロジェクトの文脈でのみ可能です。 以前のPi.MX8レイアウト改訂の画像 この記事および今後の記事では、完全にオープンソースのCM4互換モジュールを設計することを検討します。私たちの旅の終わりには、CM4互換モジュールのソースデータが公開され、誰でもレビュー、修正、または構築するために利用できるようになります! 主要SoCの選択 周辺コンポーネントを選択する前に定義しなければならないコアビルディングブロックは、システムオンチップです。容易にアクセス可能なドキュメントがあり、業界で広く使用されているSoCがあります、 NXPのi.MX8M Plusです。 このSoCは、最大1.8 GHzで動作する2から4コアのCortex-A53コアのいくつかのバリアントで利用可能です。さらに、このプロセッサシリーズ内には、セカンダリのコルテックスM7コアと統合された機械学習アクセラレータが用意されています。 i.MX8M Plus SoCのハードウェア機能