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Altium Designer - 回路・基板設計ソフトウェア

回路図の電気的ルールチェック

回路図の電気的ルールチェックはじめにこのホワイトペーパーは、PCB設計のプロセスにおいてあまりに重要視されていない機能について解説するものであり、最初から適切な方法で設計を進めるための情報が提供されています。多くの設計者や企業はPCBのレイアウトを正しく設計することに取り組んでおり、最近では周辺の機械に関する状況をリアルタイムでチェックしています。しかし、既に回路図にエラーが含まれる場合は、どうでしょう？通常、人による設計のレビューが行われますが、設計の複雑さが増し納期が短くなる中、ミスが入り込むことが、ますます普通になっています。プロ向けのPCB設計ツールのエレクトロニックルールチェック(ERC)機能は、回路図のミスを見つけ取り除くのに役立ちます。いくつかの基本ルール、および設計の基となる「文法」をチェックします。 ERC(電気的ルールチェック)はなぜ有効なのかこの質問に答えるのは非常に簡単です。つまり、設計を対象としたチェックを行うルールを設定するだけで問題が特定され、設計の早い段階でそうした問題を修正できるようになります。そのうえ、ERCの設定と実行にはわずかな時間しかかかりません。実のところ、手動でチェックを行う時間のほんの何分の1かで完了します。そのため、再チェックではなく設計に時間を使えるようになります。 ERCの活用方法の1つは、どの要素がどのように接続を許可されるのかを定義する接続マトリクスと回路図設計の全体的な「文法」という2つの領域で、チェックを分割して実行することです(※図1を参照)。「文法」領域では、バス、コンポーネント、ドキュメント、ハーネス、ネット、パラメーターなどの使用に関する、さまざま設定をカバーします。回路図の「文法」「文法」の違反の例としてはフローティングネットラベルが挙げられきます。ただし、こうした問題は必ずしも明白であるわけではありません。特にインポートされた設計ではこの傾向が顕著になります。 (※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ Altium Designerの無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！

正確な出力ジョブファイルを使って設計の意図を伝える

正確な出力ジョブファイルを使って設計の意図を伝える以前のブログ記事では、実装図面や製造図といった専門的な PCB 設計文書がいまだに手動で作成されていること、そして Altium の Draftsman などのツールを使って、そのプロセスをどう自動化できるのかについてご紹介しました。残念ながら図面の作成は、完成した設計文書を製造部門にリリースする際に、設計者が直面する難題のひとつに過ぎません。部品表、ガーバーやドリル、 ODB++ などの実装ファイルのほか、回路図ページのプリントといった膨大な量のドキュメントや製造ファイルの出力作業も待っています。実際のところ、 2017 年に発生する手動作業の分量は予想よりも増えています。これを自動化してくれるソフトウェアを使って、仕事を効率化する手がないでしょうか。正確な出力ジョブファイルの重要性設計の意図を正しくはっきりと製造部門に伝えるには、正確な出力ジョブファイルを提供することが極めて重要ですが、出力ファイルを手作業で作成するのは面倒で厄介な作業です。予算内で期日通りに製品をリリースしなければならないときに、何時間もぶっ通しで製造の出力ファイルを作成することは、かなりのストレスを引き起こします。このプロセスを自動化し、他の設計作業にもっと時間をかけられるとすればどうでしょう？チェーンの使用大半のユーザーが経験するのは、設計の各段階 – （回路図の設計や PCB

回路図とPCBレイアウトの同期によって効率と納期順守を改善

回路図とPCBレイアウトの同期によって効率と納期順守を改善画像ソース: Flickr user bittbox ( CC BY 2.0 ) しばらく前に、私は、スマート潅漑と環境モニタリングを自動化するためのシステムを設計、設置する会社で働いていました。業務に特有のニーズに対応するため（または、製造業者から戻ってきた後に、特定のモデルでの設計の欠点や見落としを補正するため）、どたん場で基板に「ハック」（ピンスワップやゲートスワップなど）を行うのが習慣になっていました。この即席の方法は、短期的には効果があり、その会社は、プロジェクトから期待された要件を必ず満たすことができましたが、この「直感に頼る」方法には、拡張性がありませんでした。問題の一部は、 PCBレイアウトの微調整に時間を使いすぎて（製造業者から基板が戻ってきて初めて、一部の詳細を無視していたことに気付いたのです）、詳細な回路図を通じて設計に全体的にアプローチするための時間が十分になかったことです。統合データモデルによるアプローチについて私たちが知っていれば、その時、役に立ったでしょう。統合データモデルによるアプローチで回路図とPCBレイアウトの同期を維持統合データモデルによるアプローチでは、回路図シンボル、PCBフットプリント、サプライヤー調達情報、SPICEモデルなど、設計プロセスの複数の側面をシームレスに統合できます。統合データモデルによるアプローチを通じて、回路図とPCBレイアウトの同期を維持することには、利点がいくつかあります: 同時設計 : 回路図の作成は、効果的な計画に重要です。一方、PCBレイアウトを通じて回路設計の詳細に深く入り込むことは、多くの設計者にとって有益です。ファイルのリンクや更新の自動化によって、回路図とPCBレイアウトを統合することで、設計プロセスは自由に、「全体像」アプローチと詳細な「実世界」アプローチとの両方に同時に取り組むことができます。

デザインルールによるコンポーネントの電力定格の最適化

デザインルールによるコンポーネントの電力定格の最適化私は、自分が最初に設計した回路が認定に失敗したことを今でも覚えています。それは証明済みの設計で、既に以前の認定に合格していたものなので、テストが失敗したことをマネージャーから聞かされたときには非常に驚きました。「火がついた」と噂が広まりました。電子回路が実際に発火することは稀です。ほとんどの場合は、多少煙が出るだけです。どちらにしても、PCB上の焼け焦げが事実を物語っていました。トランジスタが過熱し、暴走して発煙したのです。しかし、なぜそのような結果になったのでしょうか? それは証明済みの設計でした。何が変わったのでしょうか? 簡単な調査の結果、回路は同じであることが証明されました。同じコンポーネントで、同じ入出力で、ロットや製造業者さえも同じでした。1つだけ変化したのはレイアウトでした。私がこの基板をレイアウトしたとき、機械的アセンブリの部品の周囲に収まるよう、フォームファクターを調整する必要がありました。パワートランジスタの周囲の銅箔は、元々は約1平方インチでした。この設計では、その1/3に切り詰められました。面積の制約のため、電力を生成する他のコンポーネントは、PCB上で理想よりも近くに配置されました。この両方の要因から、狭い面積の銅箔では放散できない大量の熱が発生し、トランジスタが早期に破壊されることになりました。重要なコンポーネントを定量化するデザインルールのリストを維持知識の移行はほとんどの場合、現場において最大のボトルネックで、多くの時間を必要とします。理想的には、全ての設計者が元の設計を構築するときにきちんとノートを作成し、思考プロセスを保存するべきです。しかし、a) 面倒である、b) ノートが消失することから、実際にはほとんどの場合これは行われません。問題なのは、机上では実証済みの設計を再利用するのが効率的ですが、ノートが十分に作成されなかった、または知識の移行が不完全であったために、重要な設計パラメーターの多くが忘れ去られている場合、設計パラメーターを推量してチェックするために時間を浪費するということです。いくつかのデザインルールを組み込むと、小さな変更により設計が不良になることを回避し、チームの設計時間を節約できます。これを最初からうまく行うには、次のような方法を使用します。デザインルールを作成して組み込み、恒久的に引き継がれるようにする私は、意味のあるルールを好みます。このため、管理を行うデザインルールを割り当てる前に、消費電力についての制約を定義することが重要です。このための最良の方法は、データシートを作成することです。適切に作成されたデータシートには一般に、電力定格についてベストからワーストまで、最低でも3つの区分の条件が含まれます。最初の定格は、コンポーネントのみが、自由な空間で消費する電力です。これは、ワーストケースの消費電力と考えられます。 2番目の定格は、コンポーネントが「一般的な」形式でFR-4銅箔のPCBに半田付けされたときの消費電力です。この「一般的」とは主観的な用語です。この電力の値は平均値と考えられますが、可能なら経験的に検証する必要があります。 3番目の定格は、ベストケースの消費電力です。これは、コンポーネントが 1平方インチ、2オンスの銅箔上に完璧に取り付けられた場合に達成されます。この値は、実際に達成することは困難な理論値と考えるべきです。

回路図からのプロジェクトライブラリの作成

回路図からのプロジェクトライブラリの作成回路図からすばやくプロジェクトライブラリを作成し共有する外部の製造業者を使う場合、または社内に設置されたライブラリにアクセスできない他のグループと設計を共有する場合、プロジェクトライブラリを作成するとデータを簡単に共有できます。導入済みのライブラリ、または Altium Concord Pro ライブラリからライブラリを作成しても、サプライヤー検索を使って手動でライブラリを作成したとしても、部品をローカライズして簡単に作成できます。ライブラリを作成すると、外部との共有のためにデザインの移植性を高めることができます。 Altium Designerは、各コンポーネントのプロパティを編集することで、または [Find Similar Objects] コマンドを使いSchematic Inspectorを利用することでライブラリを作成する機能を備えています。しかし、大規模で複数シートにわたる回路図の場合、これらは実用的な方法ではありません。代わりに、パラメーターマネージャーを使用してすばやく回路図ライブラリを作成することで、コンポーネントを1つのグローバルなプロジェクトライブラリに集約できます。外部ライブラリリソースを不要にする Altium Designerのパラメーターマネージャーを使って、回路図からプロジェクトライブラリを作成する方法を説明します。プロジェクトライブラリを持たず、全てのコンポーネントを導入済みライブラリから読み込んだプロジェクトを使って説明します。このサンプルデザインのシートは1枚のみです。より規模の大きい回路図の場合、この方法を使うには全てのシートを開く必要があることに注意します。次に、デザイン内の全てのコンポーネントを使ってプロジェクトライブラリを作成する必要があります。回路図エディターで利用できる [Design] »

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