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Altium Designer - 回路・基板設計ソフトウェア

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 Thought Leadership 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。 計算に使用する消費電力の値は、一般的な値とベストケースとの間での主観的な判定となります。 どれだけの電力を消費する必要があるかが判明したら、 ルールを作成します。これによって、その設計を誰かが使用するとき、元のデータシートをチェックする必要もなくなります。ただしこれは、注意を払う必要がなく、データシートの文書化がいい加減でもいいという意味ではなく、バックアップや、設計をさらに明確化するために使用するということです。今日の設計ソフトウェアには コンポーネントライブラリが付属し、コンポーネント評価の時間を節約できると同時に、ユーザーが特定のコンポーネントにルールを添付できます。レイアウトに十分なヒートシンクが使用されていない場合、まだ仮想の設計であるうちに「デバッグ」する方が、実際に火を吹いてからやり直すよりもはるかに楽です。
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] » [Create
技術者向けPCB設計ガイド: 第1部 チーム Guide Books 技術者向けPCB設計ガイド: 第1部 チーム はじめに どのような人がPCBの設計プロセスとエンジニアリングに関与しているのでしょうか？当然、PCBを作成するすべてのタスクをたった1人が負っているわけではありません。構想を実現するために活用し、管理しなければならない工学的、科学的規制が数多く存在します。プロジェクト技術者としての最初のタスクは、チームを理解することです。 技術者向けPCB設計ガイド（第1部）：チーム この技術者向けPCB設計ガイド（第1部）は、初心者/学生、電子工学専門技術者に向けたPCB設計の無料ハンドブックシリーズの第1弾です。このシリーズでは、技術者の構想からプリント回路基板（PCB）を製造するための方法、段階、および慣行について理解することができます。PCBの構想から完全に実装されたPCBの納入まで、特定の要求に合わせて調整可能な実証済みの業界慣行に沿って、 オンラインのPCB設計ソフトウェアを用いた基本設計の段階について説明します。 チーム 以下のようなメンバーでスタッフを構成することが可能です（図1を参照）。 図1：基本的なPCB設計チームの組織。 設計技術者 設計者であるあなたはPCBエンジニアとして主導権を握り、このPCBの実現に際してタスクの実行と以下に示したPCB設計チームの管理とのバランスを取るのです。さらに、最終製品についても責任を負います。最終的な承認を行う立場であり、その責任は自分にあります。 製品設計サイクルが成功するかどうかは、製品開発を完了するために使用できる数多くの無料PCBエンジニアリングソフトウェアツールと共に、社内外のリソースを効果的に管理する能力にかかっています。 ERP/MRPシステム 企業資源計画（ERP）と資材所要量計画（MRP）がすべての始まりです。最初の構想から最終製品まで、ERP/MRPシステムは、プロセスの設計・開発と計画において重要な役割を果たします。製品の設計・開発のためにチームが使用するソフトウェアツールのほとんどは、MRP PCB材料システムと直接連動します。Altium Designerブックには、open database connectivity（ODBC）接続を使用して、ERP/MRPシステムに直接、リンクできるサプライヤーリンクシステムがあります。会社の部品データベースへのリンクと共に、このリンクを外部のサプライリソースで利用できるようにすると、すべてのデータをサプライチェーンにシームレスに統合できます。 PCB設計者 CID+ このチームメンバーは、設計とPCBレイアウトのプロセスのあらゆる側面に精通している必要があります。実際、場合によっては、完成した回路図と部品表を渡すだけで、PCB設計者がプロセス全体の管理を含む残りの作業を代わりに行ってくれます。これにより、自由に他のプロジェクト関連タスクに集中することができます。PCB設計者は、電子回路の電気特性と、PCBの製造と実装に必要なドキュメントの適用・作成方法について理解しています。さらに、設計者は、PCB実装に関連するプロセスだけでなく、PCB製造に関連する材料科学に精通している必要があります。
設計文書で自信を持ってすべての設計の詳細を捉える Whitepapers PCB設計ドキュメントで自信を持ってすべての設計の詳細を捉える 設計文書は、システムの設計に関するすべての側面を捉えなければなりません。これには、仕様、設計意図、設計プロセス、そして仕様へのトレーサビリティが含まれます。それによってのみ、設計者は関連する設計情報が一箇所に集約されていると確信することができます。この論文は、製造および組立図面を超えた設計の詳細をどのように捉えるかを考慮するためのガイドラインとして意図されています。 はじめに 設計を文書化する上で最も重要ながらもしばしば避けられがちな側面の一つが、正式な設計文書です。私たちはしばしば、設計を完了させ、製造、組立、検証の文書を生成し、それで仕事が終わったと考えがちです。システム仕様、設計意図、設計プロセス、そして仕様へのトレーサビリティを適切に捉えることは、時間がかかり困難ながらも非常に必要な作業です。 pcbエディタのドキュメントにおける設計の詳細の捉え方は、あらゆる設計の計画段階で始まり、仕様から始まります。設計文書が対象とする設計がより大きなシステムのサブシステムである場合、全体のシステム仕様が提示され、その後、システム仕様のうちサブシステムに流れ込む部分が対処されなければなりません。設計プロセスを通じて、設計文書は生きた文書となり、各サブサーキットが設計され実装されるにつれて、設計プロセスとともに成長します。 設計文書の意図は、回路図、製造および組立図面の範囲を超えた関連する設計情報を捉えることです。 仕様 仕様策定段階は、時間と予算の制約のためにしばしば見落とされたり避けられたりする領域です。したがって、適切な仕様の開発に対処するためには、前もって時間とリソースを割り当てる必要があります。時間と資金が貴重なスタートアップ環境で働いているとき、私は何度か、あいまいまたは存在しない仕様で製品を設計するという任務に直面しました。このアプローチは危険が伴います。存在しないまたは変動する仕様に基づいて設計することは、終わりのない開発の物語につながります。仕様は、何を達成すべきか、そして設計が完了したときにそれを検証するために存在します。「もっと良くできる」という考え方がしばしば持続し、プロジェクトは予算を超え、スケジュールが遅れることになります。これが、最初に仕様に取り組まなかった主な理由です。 設計文書で取り扱われるデバイスの仕様は、しばしばはるかに大きなシステムのサブシステムになります。全体的なシステム仕様が提示され、その後、手元のデバイスに適用されるシステム仕様の一部が論理的かつ順序立てて提示されます。 仕様には以下が含まれるべきです（ただし、これに限定されません）： - 機能（サブシステムが何をすることを意図しているか） - 運用環境（温度、湿度など） - 他のサブシステムへのインターフェース - 電力予算 - 利用可能な供給電圧 -
電子ルールチェックで素早く誤りを特定し、修正する Whitepapers 電子ルールチェックで素早く誤りを特定し、修正する 製品ライフサイクル管理（PLM）ツールを使用すると、企業製品に関連するすべてのデータにアクセスできます。これには、すべてのコンポーネントと設計データだけでなく、コスト、優先サプライヤー、その他の関連する企業データなどの他の重要なデータも含まれます。PLMシステムは、データ、プロセス、ビジネスシステム、そして最終的には人々を統合し、拡張エンタープライズに類を見ない透明性を提供します。PLMシステムにより、企業は製品のライフサイクル全体を通じて、概念から設計、製造、サービス、廃棄/リサイクルに至るまで、情報を効率的かつコスト効果的に管理できます。PLMの利点は、入力データの良さによってのみ実現されますが、これはしばしば企業全体の受け入れと統合の課題によって損なわれます。 概要 歴史的に、ほとんどのPLMシステムは機械設計から始まりました。そのため、初期のデータモデルはECADに適していませんでした。その上、ECADデータをPLMに取り込む手段は、ほとんどの電気設計者にとって煩雑で異質です。PLMサプライヤーはこの経験を改善するために努力しており、多くの場合、インターフェースを作成するために第三者に依存しています。PLMベンダーが投資したにもかかわらず、ECAD BOM、組立、製造、バリアント、およびその他のコンテンツをPLMに取り込むプロセスは、多くの企業にとって依然としてコストと効率の課題です。 検索、使用、公開 EDAConnectの唯一の機能は、ECADとPLM（図1）の間に正確で使いやすく直感的な接続を提供することです。これには永続層がなく、電気およびエンタープライズドメインからのインデックスとしてデータを保存し、単一の情報源を保証します。EDAConnectの主な強みは、設計者にとっての使いやすさと直感的なワークフローです。 図1: EDAConnect — AltiumからAgileへ エンジニアは、企業データが複数のソースにまたがっているため、適切な情報を探すのに時間の30〜40％を費やしています。EDAConnectは、ブラウザベースのインターフェースを使用した最新の検索技術を利用して、エンジニアが必要な情報を見つけることを可能にします。この直感的なインターフェースは、エンジニアリングだけでなく、それ以外のユーザーにもアクセスしやすくしています。インターフェースはAmazonに似ており、キーワード、パラメータ、またはその組み合わせによる検索をサポートしています。EDAConnectは、すべての製品データコンテンツのエンタープライズビューを提供します。 必要な情報が見つかったら、ユーザーは部品とBOMコンテンツを比較して変更を理解したり、再利用のために評価したりすることができます。選択した部品はショッピングカートに追加され、ECAD環境に重要な部品選択がプッシュされて使用されます。 EDAConnectは、ECADライブラリと同期して重要なPLMメタデータも保持します。エンジニアがまだ使用が承認されていない部品を見つけた場合、EDAConnectはエンタープライズ部品リクエストのプロセスを簡素化します。承認されると、PLM部品情報を回路図で使用できます。適切な部品を使用するためには、CADライブラリになくPLMと同期していない場合（つまり、最初に欲しかった部品が利用できないため、代替品を探さなければならない；代替品がCADにまだないため、CADモデルを作成またはリクエストしなければならない）、デザイナーは2〜3倍の時間がかかることがあります。 エンジニアが設計をPLMに公開する準備ができたとき、そのプロセスはAltium Designer内のメニューからネイティブに駆動され、同じくらい簡単です。ウィザードベースのインターフェースがデザイナーを公開プロセスを通じて案内し、必要なデータを収集し、ECOを生成し、PLMでサポートデータ構造を作成します。手動プロセスは3〜5倍の時間がかかります。さらに、手動プロセスでは、コンテンツのリリースに複数の反復が必要になる場合があります。EDAConnectの自動化は、リリースからPLMへの時間を1時間から数分に短縮し、1サイクルで行います。 結論 EDAConnectは、 Altium DesignerとAgile間の相互作用を自動化し、3つのシンプルなコンセプトに焦点を当てています： Find
Customer Success Stories TZOA Find out how MistyWest and TZOA partnered together to create a revolutionary new air quality monitoring system using Altium Designer.