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Altium Designer - 回路・基板設計ソフトウェア
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現代のPCBデザイナーのためのPLMのメリットを明らかにする
プリント基板設計の分野はダイナミックです。より小さく、より複雑でありながらもより強力な電子機器の要求に応えるために、常にレベルアップしています。伝統的な設計ソフトウェアがこのプロセスの基盤であり続ける一方で、設計を最適化する新しい方法が登場しました:製品ライフサイクル管理(PLM)。PLMをビジネスのワークフローに統合することで、PCB設計者は、より大きな効率、協力、そして進化的なイノベーションに向かって進むための中心化へのアクセスを得ました。 ここでその方法を見てみましょう。 協力とコミュニケーションの効率化 PLMは、すべてのPCB設計データのための中央集権的なリポジトリとして機能します。これは、設計者やエンジニアから製造業者や品質保証までのすべての関係者が 最新の改訂にアクセスできることを意味し、バージョン管理の頭痛の種を排除し、以前は孤立していた部門やチーム間のコミュニケーションを効率化します。PLMシステム内に見られるバージョン管理機能は変更を追跡するために動作し、その行動において細かい注意を払い、必要な場合にはデザイナーがロールバックを支援します。それは協力と反復にわたる変更を促進する単一の真実の源です。 効率とエラーの最小化 既存のPCB設計ソフトウェアと簡単に統合できるため、PLMに投資する企業は、PLMプラットフォーム自体内で馴染みのあるツールを活用できることがわかります。これにより、エラーが発生しやすい手動でのデータ転送の必要性がなくなり、リスクを軽減し、他の、おそらくより緊急性の高いタスクに貴重な時間とリソースを割り当てることができます。システムは、 部品表(BOM)や製造文書の生成などの退屈なタスクも自動化できるため、デザイナーは管理業務ではなく、コアとなる創造的な取り組みに集中できるようになります。これは、負担が大きく時間がかかることが多い作業です。 市場投入までの時間の短縮 協力とタスクの自動化を効率化することで、PLMは設計サイクルの時間圧縮装置として機能します。これは、製品の迅速な発売を意味し、成長している飽和産業で企業に重要な競争優位をもたらします。しかし、利点は速さだけにとどまりません。ある意味で、PLMは「急がば回れ」の典型的な例です。システムは、デザインフェーズの早い段階で潜在的な製造の障害—コンプライアンスや機能の問題から部品の不足に至るまで—を特定することで、下流での潜在的なコストのかかる遅延を防ぐのに役立ちます。これは、最終的には、結果として時間にとっても、財務状況にとっても有益です。 設計の再利用性と知識共有 PLMがプロセス全体のための唯一の情報源として機能することを考えると、過去の設計データを保存および取得することに長けている点に注目する価値があります。これにより、設計者は成功したコンポーネントやレイアウトを新しいプロジェクトに再利用できるため、大幅な時間の節約になります。これは、証明された設計のライブラリをボタン一つで利用できるようなものであり、新しい製品に組み込む準備ができています。また、最適な実践方法や革新的な概念がチームの全メンバーに容易にアクセスできるデジタルスペースを提供することで、知識の共有を促進する設計ライブラリを作成することもできます。これは特に、ジュニアデザイナーにとって有益であり、彼らは先輩同僚の過去の失敗と成功から学び、研修プロセスを加速させ、新人の見込みを早期に向上させることができます。 サプライチェーンの可視性とコンポーネントライフサイクル管理 サプライチェーンは、あらゆる主要なオペレーションの生命線です。特に製造業ではそうです。過去数年間、部品や在庫の不足が世界中のほとんどの産業に影響を与えることで、これが明確に強調されました。サプライチェーンの不安定さは、地政学的な緊張や自然災害を考慮すると予測不可能ですが、PLMは少なくともそのユーザーにリアルタイムで部品の可用性に関する洞察を提供し、設計プロセス中に情報に基づいた選択を行うことを設計者に助けます。この先見の明のあるアプローチは、サプライチェーンの混乱に遭遇し、開発の後期に代替部品を急いで探すリスクを減らします。それだけでなく、PLMは部品のライフサイクルを追跡し、設計者に警告し、部品が陳腐化に近づいているときに代替品を提案します。これは、突然の故障なしに製造可能性を維持するのに役立つ洞察のレベルです。 高度な変更管理と製造のための設計(DFM) PLMが可能にするリビジョン管理を超えて、PLMは包括的な変更管理ワークフローの作成を容易にし、すべての関係者が設計の承認プロセスに通知され、関与することを確実にします。これにより、設計の変更中にエラーを導入するリスクが減少し、透明で効率的なレビュープロセスが保証され、部門間の誤解の可能性が軽減されます。企業はまた、PLMシステムを自社の DFMツールは、設計フェーズの早い段階で潜在的な製造問題を特定し、対処するのに役立ちます。この開発により、設計者は機能的で製造可能なハードウェアを、生産コストを削減し、設計から製造への移行を妨げられることなく生産できるようになります。 設計品質とコスト削減 市場のトップを目指す企業は、品質を向上させつつコストを削減するように、常にステークホルダーからの圧力を受けています。時には、それが達成不可能な偉業のように思えることもあります。しかし、PLMはそれを助けます。製造可能性分析を早期に可能にすることで、システムは、より簡単かつ安価に生産できるPCBの概念設計をデザイナーに助けます。簡単であることは、製造上の懸念が少ないことを意味し、これは顕著なコスト削減につながります。重要なことに、過去の数十年に比べて製品がより平凡と見なされる時代において、PLMは信頼性設計( DFR)の実践も提供します。これにより、デザイナーは寿命が長く、潜在的な故障ポイントが少ないPCBを作成できます。実践に移すと、これは顧客満足度を保証する上で長い道のりを行くことになり、それはどれほど確立されたビジネスであっても、成功か失敗かを分ける最も重要な要因の一つです。
マルチボードPCBシグナルインテグリティ:完全ガイド
マルチボードPCBアセンブリは、信号整合性のルールを守り、低EMIを確保しなければなりません。これら二つの側面は密接に関連しており、この包括的なガイドで説明されています。
Altium Designer Projects
Pi.MX8 プロジェクト - ボードレイアウト パート3
Pi.MX8オープンソースコンピュータモジュールプロジェクトの新しいインストールメントへようこそ!このシリーズでは、NXPのi.MX8Mプラスプロセッサを基にしたシステムオンモジュールの設計とテストについて詳しく説明します。 前回の アップデートでは、レイアウト準備を完了しました。これには、インピーダンスプロファイルの作成、ボード製造業者の仕様に従った設計ルールの追加、特別な設計ルールを適用すべきエリアの定義が含まれます。また、LPDDR4インターフェースのルーティングも完了しましたが、長さ調整は(今のところ)行っていません。 DRAMインターフェースの長さ調整を始める前に、Pi.MX8モジュール上の残りのインターフェースのルーティングを見ていきます。ボード上には、多くの高速および低速バスがあり、その中には多くのルーティングスペースを必要とする広い並列バスもあります。各インターフェースに十分なスペースを割り当てるために、まずモジュールの各ルーティング層について大まかなフロアプランを作成します。 ルーティング計画 ルーティングプランは、利用可能な信号層全体に高速および低速インターフェースをどのように分配するかを決定するのに役立ちます。あらかじめ大まかなガイドを設定することで、現在作業している層に十分なルーティング用の不動産が利用可能であることを確認できます。これにより、層の移行を最小限に抑え、ルーティングプロセス中に行う再作業の量を減らすことができます。 レイアウト計画を設定する方法はいくつかあり、主に利用可能なツールに依存します。私たちに必要なのは、既存の画像の上にスケッチを描くことができる基本的な描画ツールです。この例では、Inkscapeを使用します。 Inkscapeでは、背景画像を追加して、配置されたコンポーネントと未ルーティングのインターフェースをカラーのエアワイヤとして表示できます。このスクリーンショットでは、信号層でルーティングされるネットにのみ焦点を当てるため、電源ネットは非表示になっています。回路図では、各電源ネットにネットクラス指令を配置しており、レイアウトエディターで関連するネットクラスを有効にするか非表示にすることで、どのネットがプレーン層でルーティングされるかを簡単に識別できます。 実際のルーティングには、Inkscapeで線を追加して、対応するレイヤー上でルートしたいインターフェースを表します。これらの線の幅を調整して、インターフェースでルーティングされる信号の数を表現できます。線の色は、背景画像から選択して、どのインターフェースが表されているかを識別しやすくすることができます。 レイヤー間の移行にもすべてのレイヤーにスペースが割り当てられる必要があるため、各線の末端にブロックを追加してレイヤー移行を詳細にします。 Inkscapeでのレイアウト計画、背景画像としてAltium Designerのスクリーンショットを使用 上記のプロセスを各ルーティングレイヤーで繰り返した後、実際のルーティングプロセスを開始できます。 トップレイヤーのルーティング ルーティング戦略を確立したので、まずはトップレイヤーのインターフェースのルーティングから始めましょう。トップレイヤーのコンポーネントのファンアウトルーティングは既に完了しているため、残りのスペースをすべてシグナルルーティングに使用できます。残されたスペースは多くありませんが、内部シグナルレイヤーのルーティングを後で容易にするために、内部レイヤーのルーティングに干渉しない領域に戦略的にVIAを配置することで、まだ利用可能です。これは、あらかじめレイアウトを計画することのもう一つの利点であり、そうでなければこれらの領域はこの段階で定義されていません。 トップレイヤーのPiMX8モジュールのルーティング トップレイヤーにトレースを配置する際には、フィデューシャルやラベルなどの機能をトップレイヤーに追加するためのスペースが必要であることも考慮する必要があります。レーザーエッチングされたデータマトリックスコードは、均一なコントラストを提供するために、固体の銅領域またはトレースのない領域を必要とする場合があり、これらの領域はルーティングに使用できません。 内部シグナルレイヤーのルーティング ほとんどの接続は、レイヤースタックマネージャーで定義した2つの内部信号層に配置されます。まず、すべての高速同期インターフェースのルーティングから始めましょう。この場合、MIPI-CSI、MIPI-DSI、LVDSインターフェースなどが該当します。これらのインターフェースはすべて低電圧差動信号を使用し、専用のクロックラインと少なくとも2つのデータラインを持っています。各データラインの長さは、一定のタイミングマージン内でクロックラインに合わせる必要があるため、多くのルーティングスペースが必要です。複数の差動ペアの長さを合わせるには、かなりのスペースが必要になることがあります。なぜなら、インターフェース内の1つ以上のペアが、考慮しなければならない大きな遅延を引き起こす可能性が非常に高いからです。これらのインターフェースを最初にルーティングすることで、後で長さ調整のために十分なスペースが確保できるようになります。 これらの高速差動ペアの層間遷移の近くにリターンパスVIAを配置することも、信号の整合性を確保するために重要です。リターンパスVIAは複数の層にわたってスペースを取ることができるので、信号の遷移が配置されたらすぐにこれらのVIAを配置するべきです。
Altium Designer: PCB設計革新をリードする
電子設計の急速に進化する世界において、Altium Designerは革新のリーダーとして輝き、PCB(プリント回路基板)設計における可能性の限界を常に押し広げています。包括的で使いやすいツールで知られるAltium Designerは、世界中のエンジニアやデザイナーの成長するニーズに応える最先端の機能を一貫して導入してきました。その多くの進歩の中でも、特に革新的な3つの機能が際立っています:3D-MID設計、高速設計の改善、およびインタラクティブルーティングの強化です。これらの機能は設計プロセスを合理化し、電子製品の性能と信頼性を大幅に向上させます。 3D-MID設計:Altium DesignerによるPCB革新の新たな次元 Altium Designerは、設計プロセスにおける3D成形インターコネクトデバイス(3D-MID)技術の採用をリードすることで、PCB設計を再定義しています。この革新的なアプローチにより、電気回路を三次元のプラスチック部品に直接成形することが可能となり、機械的、電子的、および視覚的要素を統合した一体構造を実現します。Altiumの3D-MID技術に関する専門知識は、消費者電子機器、自動車、ヘルスケア、航空宇宙、ウェアラブル技術を含む主要産業を変革しており、空間と重量の大幅な削減と機能統合の強化を可能にしています。これらの進歩は、効率と性能に関して新たなベンチマークを設定しています。 変革的な3D-MID機能 Altium Designerが3D-MID技術を採用したことは、その提供内容において重要なブレークスルーを示しています。この技術により、機械的および電子的機能を一つの統合されたコンポーネントに融合させる複雑な三次元回路構造の作成が可能になります。3D-MID技術を採用することの利点は広範にわたり、軽量化されたコンポーネント、強化された機能性、設計の多様性の増加に至るまで様々です。このソフトウェアは、デザイナーがほぼあらゆる想定される形状を持つ複雑な多層設計を構築できるようにすることで、力を与えます。このような柔軟性は、空間と重量を最小限に抑えることが最優先事項である分野では非常に貴重です。例えば、自動車および航空宇宙産業では、軽量の電子部品が燃料効率と全体的な性能を大幅に向上させることができます。同様に、ウェアラブル技術では、コンパクトで軽量な設計への重点が、ユーザーの快適さと実用的な機能性を確保するために重要です。 高度な設計ツール Altium Designerは、デザイナーに3Dオブジェクトを視覚化し、操作するための洗練されたツールを提供し、PCBの電子部品と機械要素をシームレスに統合します。この統合は、設計の性能と製造可能性を向上させるために重要です。ソフトウェアは、従来の2D PCBレイアウトから高度な3D設計へのスムーズな移行を提供し、包括的な視覚化および分析ツールを装備しています。これらのツールにより、デザイナーは設計のあらゆる側面を徹底的にシミュレートし、厳格な性能基準に準拠していることを確認できます。 設計環境内で3Dオブジェクトを視覚化し、調整する能力は、複雑な幾何学を作成するプロセスをより直感的で効率的にすることを可能にします。この効率性は、プロトタイピングを加速し、市場投入までの時間を短縮し、革新的な製品を作成する際にデザイナーに重要な利点を提供します。 業界の応用と利点 3D-MID技術は、さまざまな業界で利用されており、顕著な利点をもたらしています。消費者向け電子機器では、複数の機能を単一のコンパクトなユニットに統合することを可能にし、機能性とユーザーエクスペリエンスの両方を向上させます。例えば、スマートフォンやウェアラブルは、より小さく軽量になりながら、より多くの機能を提供できます。 自動車セクターでは、3D-MID技術により、センサーや制御ユニットを直接車両の構造に統合することができます。この改善により、信頼性が向上し、組み立てプロセスが簡素化され、製造がより効率的になり、生産コストが低下します。 ヘルスケアデバイスも3D-MID技術で大きな改善を見せています。より小さく、軽量で機能性の高い医療機器の設計を可能にし、より進んだ診断および治療ツールの開発につながり、患者の成果を改善することができます。 高速設計の改善:Altium
PCB製造において標準スタックアップを使用するタイミング
標準のPCBスタックアップは、PCB製造において便利な選択肢ですが、このアプローチを取る前に、設計要件を満たしていることを確認してください。
Customer Success Stories
Sunswift Racing
Australia’s Sunswift Racing is using Altium Designer to design a solar car to race across the Outback, with the ultimate goal of reviving the Australian automotive industry.
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