Altium Designer - 回路・基板設計ソフトウェア

最適なAltium PCB設計ソフトウェアはどれか当社のCMOであるTed Pawelaは最近Adafruitで関係者とライブインタビューを行いました。インターネットを介した視聴者からの質問の1つは次のようなものでした。 Autodesk Eagle^® が最近サブスクリプションのみのモデルに移行したことと、Altiumが切替割引プロモーションを行っていることは皆が知っていることです。EagleユーザーがAltium製品を確認するべきなのは何故でしょうか。当社は、このAltiumで提供しているプロ仕様のPCB設計に対する我々のモチベーションが何であるかを明確に示すことについて、適切に行って来なかったのではと考えています。まず、申し上げたいのはAutodeskのライセンスモデル変更は、当社のCircuitStudioの戦略に対して、現実的な影響を与えなかったと言うことです。しかし、その発表後、関心の高まりを目の当たりにし、人々が行動を起こすことを検討しやすくなっていると感じました。結局は、ビジネスセンスの良さだと思います。ネット上のコミュニティにおける全ての活動にも関わらず、実際には何も起きていません。ただし、この関心の高まりによって、CircuitStudioに対する当社の期待について一定の検証が行われたことは事実で、これからそれについて皆さんにご説明したいと思います。オプションの欠如 CircuitStudioのリリースに先立って、PCB設計ツールを見渡すと、市場の入門レベルから上級レベルの間には非常に目立つ穴が見つかります。長い年月、AutodeskのEagleが市場の入門レベルで優位に立ってきました。さらに、ULP（スクリプト、効率性）による強化によって、Eagleは極めて有用性があり、料金も、最大1600ドルとなっているものの、把握している限り大抵は最大900ドル以内と、非常に手頃になりました。900ドルという価格について考えると、実際にはプロ仕様のワークフロー、広範囲への適用、およびユーザの知識プールがある、真にプロ仕様のPCB設計ツールは、Cadence、Mentor、Graphics、またはAltiumが提供している6000ドル以上のもの以外にはありませんでした。では、たとえば出力業者や製品設計会社をEagleで始めたとすると、価値を考慮した場合に、どちらが良い選択となり、希望や夢を実現してくれるでしょうか。従業員を複数名追加して、有名ブランドのクライアントを引き受けて自社の製品を市場に適用させ、成長の次の段階に行こうとしています。これを効果的に行うには、新しい投資を行うことが必要ですが、ワークフローを完全に改革して、新しいユーザー環境について学び、すべてのライブラリ情報などを移植する必要があります。この飛躍は多くのユーザにとっては大きすぎ、Eagleを使用した従来の方法に留まりました。彼らには自分たちのULPコレクションがあり、欠点を理解して解決策を開発し、制約への対処方法を知っている従業員もいました。 CircuitMakerおよびCircuitStudioなどの製品を使用して、この隙間を埋める本当の機会が実現します。当社はCircuitMakerを使用して、無料の製品にアクセスする機会を提供します。そうです。クラウドストレージのみですが、施設はコラボレーションと共有を意識した、オープンなハードウェアマーケットに焦点を当てた、プロ仕様の設計ツールを提供します。現在、CircuitMakerコミュニティでコラボレーションするユーザは13万人以上です。この共有哲学の良い例の1つがライブラリシステムです。ライブラリコンポーネントを作成すると、そのコンポーネントは即時にコミュニティの一部となります。別の誰かが既にコンポーネントを作っているため、ほとんどのユーザはたくさんのコンポーネントを作る必要がないという状況にあります。もちろん、これは設計の仕事で生計を立てている設計者の助けとはなりません。これについて当社は、CircuitStudioを提供しています。プロ仕様設計ツールの入り口価格がわずか995ドルで（Autodeskの発表によると495ドルのプロモーション中）、有名なAltium Designerワークフローと統一された設計のパラダイムに基づく製品を使用して、プロ仕様のPCB設計の世界に入ることができます。CircuitStudioにより、標準的なリボン原理に基づく、より合理的なユーザーインターフェイスも提供されます。申し上げたいことは、ULPスクリプトなどを使用して苦戦することなく、新しい物語で設計をすることができるということです。Altium Designerをマーケットで最も急成長を遂げたPCB設計ツールにした、すべての同じプロ仕様の対話式ルーティング、統一されたライブラリ、およびバッチのドキュメンテーション出力にアクセスすることにより、設計に集中することができます。ここに、新しいAltium Designerライセンスが毎時間、毎日アクティベートされている理由があります。設計者は現在、真にプロ仕様のオプションを非常に手頃な価格で手にしています。

Thought Leadership 湿気管理のためのPCB設計および製造のベストプラクティス以前、私が持っていた屋外センサーシステムのカスタムPCBは、毎日夜明けに2時間、データの記録を停止したものでした。これは、基板がその日動作する前に「美容のための十分な睡眠」を必要としたためではありません。実際には、センサーボックスに朝露がたまり、基板を誤動作させていたのです。もちろん、現場に配置した際、私たちのPCBが湿気にさらされるとは思い付きませんでした。これはよい状況ではないように思われますが、回路がショートせず、一旦乾燥するとシステムが正常動作に戻ったのは幸運でした。このように幸運なことはまれですが、このことで湿気が、PCBの誤動作の非常に一般的な原因であることが分かりました。結露が誤動作を引き起こす恐れがあることが分かれば、以下の複数の方法でPCBを保護できます。基板を乾燥状態に保つ - プラスチックケースに入れます。 PCBを筐体に収納する湿気管理のもっとも単純な解決策はPCBを箱の中に入れることです。筐体は、PCB設計に対する変化を最小限に抑え、しかも比較的安価です。試作用には、シリコーンで密封した食品保存用容器でもよいかもしれません（プロによるアドバイス: きれいな食品保存用密封容器のみ。ポテトチップスと電子部品は一緒にしないこと）。ほとんどあらゆるサイズの、各種密封方式の既製の箱またはケースを購入できます。さらに進んで、自分でケースを設計する場合、側壁に結露しても水滴がPCBから離れて流れるように丸みを帯びた側面を使うことを考慮します。部品に触れないで溝内に収まるように十分な余裕をもって基板を設計する必要があります。箱内の湿気を吸収するため乾燥剤（靴の箱や食品の袋に入っている「食べられません」と表示されたパックのことです）を入れることもできます。電子回路は結局パッケージに入れる必要があるため、多くの場合、密封容器は簡単な解決策です。しかし、場合によってはそれだけでは不十分です。以下の場合、恐らく追加の保護策をお探しのはずです。 ● 環境条件に起因して厳格な保護が必要とされている。 ● 筐体を定期的に開閉する。 ● 配線やその他のI/Oを考慮して、筐体に穴が開いている。浸水で損傷したPCB。注意しないとこうなる恐れがあります。

Thought Leadership 高速PCB設計でシグナルインテグリティを維持するための差動ペア配線配線の状態が良好でない高速信号私は過去に、お見合いをしたことがあります。ところが、見知らぬ相手の女性は遅刻の常習犯でした。時間通りにレストランに到着した私は20分ほど待った後に、約束をすっぽかされたのだと考えました。もう待つのはやめようと思ったとき、デートの相手が現れました。彼女の到着があと5分遅ければ、私たちが出会うことはなかったでしょう。高速PCBの設計でも、これと同じようなことが起こり得ます。それは、差動ペアが正しく配線されていない場合です。片方の信号が然るべき場所に到着しても、もう片方の信号が現れなければ万事休すです。デートをすっぽかされた信号の気持ちが傷つくことはないとはいえ、シグナルインテグリティーが低下したり、回路がまったく機能しなくなったりする問題が発生します。高速信号のための信頼できる橋渡し役として、双方が予定通り出会えるように配線を行う必要があります。差動配線に関するヒントとテクニックその後も私たちはデートを重ねましたが、私は相手が時間を守れるようにするためにいくつかのトリックを使いました。相手を騙すことは道徳的に議論の余地があるでしょう。ただし、このトリックの対象が差動ペア信号であれば、時間厳守を徹底させることでシグナルインテグリティーを確保できます。下記のヒントを参考にして、タイミングを踏まえた差動ペア配線を行いましょう。等長配線: 等長配線は差動ペア配線の最優先事項でしょう。片方の信号を放置したまま、もう片方だけで作業を進めるのは厳禁です。差動ペアの配線長が一致しないと、タイミング差によって相殺的干渉が発生し、シグナルインテグリティーが低下してしまいます。デートの相手の身長に対する好みが人によって違うのと同じように、配線長の不一致に対する耐性はそれぞれの回路によって異なります。設計を開始する前に、差動ペアを比較して、配線長の不一致に対するそれぞれの耐性を確認してください。並行配線: 差動ペア配線では並行配線が最善策です。並行配線はEMIを解消するだけでなく、等長配線にも役立ちます。電気的なクリアランスと沿面: 人間で言えば、今の恋人と昔の恋人に相当するように、それぞれ差動ペアはできるだけ近接させないことが肝心です。近接して配線した複数の差動ペアは、必ずマイナスの影響を及ぼし合います。十分な距離を保ことで、優勢度に関する衝突とEMIを最小限にすることができます。差動ペアは、EMIの影響を受けやすいコンポーネントにも近接させてはなりません。この距離はクリアランスと沿面の両方で測定されるものです。回路のクリアランスと沿面の要件は、さまざまな方法を使って満たすことができます。差動ペアをこのように配線しないこと鋭角は厳禁: 差動ペアは方向を一切変えることなく、まっすぐに配線することが最善です。とはいえ、PCBのレイアウトがそれを許さないこともあるでしょう。女性のなかにはなめらかな体型の男性を好む人もいますが、差動ペアは「必ず」なめらかなカーブを好みます。カーブが鋭角になると、はるかに多くのEMIが発生するため、方向を変える場合は45度以内にすることが望ましいでしょう。EMIはカーブの内側と外側で発生し得るため、これを両方で考慮に入れることが重要です。ビア: 一度に複数の恋人がいるのは、褒められたものではないでしょう。それと同じように、たくさんのビアを使うのも得策ではありません。ビアの配置は、シグナルインテグリティーの低下がわずかな場合にしか保証されません。ビアを使い過ぎるとシグナルインテグリティーが大幅に低下し、差動ペアで破壊的な反射が発生する恐れがあります。 PCBでビアを使わざるを得ない場合は、必ずスタブ長を短くするか、スタブのバックドリルを行ってください。ビアスタブは開口部のある伝送線路として機能するため、信号反射が増加します。スタブ長によっては、信号が180度の角度で差動ペアに反射され、有効な反射が無効になることもあります。スタブのマイナスの影響を抑制するための一番の方法は、ブラインドビアまたはベリードビアを使用するか、ビアスタッズにバックドリルを行って、スタブ長を最小限にすることです。ただし、これらの方法はすべて製造コストを引き上げるため、予算が厳しい場合は距離を離した基板層でビアを接続するとよいでしょう。8層の基板では、1～7の接続に1～2の接続よりも短い未使用のスタブを使用します。また、ビアが原因で発生する信号遅延量も一致させることが重要です。これについては、差動ペアの各伝送線路で同じ数のビアを使用するか、ビアが足りないほうの伝送線路に相応の蛇行配線を追加することで対処できます。誰もデートの邪魔者にはなりたくありません。すべてを均等に調和させるようにしてください。

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