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Altium Designer - 回路・基板設計ソフトウェア
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Situsトポロジカルルータとその効果的な利用方法
プリント基板の設計では大半の時間を配線作業に費やし、その作業時間に占める割合は60%以上ともいわれています。この配線に要する時間を短縮するため、基板設計ツールのAltium Designerには、高性能なSitusオートルータが備えられています。 このオートルータは、全自動で配線を行うものですが、良質な配線結を得るには使いこなしが必要です。そこで今回は、このSitusオートルータの概要と、効果的に利用するための方法を探ってみました。 配線を全自動で行うSitusオートルータ オートルータは配線を自動化するツールとして登場して以来、さまざまなアルゴリズムの開発によって改良されてきました。まず、その進化の経緯を紹介します。 ・ 初期のオートルータ 層ごとに決められた、縦と横への直角配線のみ。既設の配線にブロックされた場合には新たなパスを探すが、パスが見つからなければ配線をあきらめる。 ・リップアップ配線 既存の配線にブロックされた場合、それを引きはがしてルートを確保する。 ・ シェープベース(オフグリッド)配線 隣接するオブジェクトの外形との間で、適切なクリアランスを保ちながら配線を行う。グリッドに拘束されないため、配線密度が上がる。 ・ 45° の斜め配線 縦と横の直角配線だけでなく、45°の斜め方向にも配線。 ノード間を最短距離で結ぶ事ができ、ビアも削減できる。交差点に対角に設置された横断歩道のように、無駄のないルートが形成される。 このように、自動配線は進化してきました。Altium DesignerのSitusオートルータは、これらの配線機能に加え、独自のトポロジカルマッピングアルゴリズムによる、高度な配線パス探索能力を備えています。そして、この高度な配線機能は、デザインルールとストラテジによる管理下で実行されます。
ガーバー編集に戸惑わないために
基板設計CADツールのAltium Designerは、CAMエディタを備えており、ガーバーデータを読み込み、リバースエンジニアリング機能を利用してPCBデータに変換する事ができます。 これにより、PCBデータが無い場合でもアートワークデータを利用して、既存のデザインを再利用する事ができます。しかし、ガーバーをPCBデータに変換し、それを再度、ガーバー出力するという手続きにはそれなりの手間がかかります。このため、ちょっとした修正であればPCBエディタを使わずCAMエディタで修正してしまった方が手っ取り早い場合があります。 ところが、CAMエディタの操作性は、慣れ親しんだPCBとは大きく異なるため、早々に編集をあきらめてしまうという場合も多いようです。 そこで今回は、このガーバー編集を戸惑わずに行えるよう、その要点をまとめてみました。 ガーバーはインテリジェントな情報を待たないベクトルデータ ガーバーデータは、単に点と線の座標が羅列されたベクトルデータです。しかも、各層のアートワークデータが別々に保存されており、各層のスタックアップ情報も存在しません。もちろん、パッドスタックや部品情報もありません。インテリジェントなPCBデータとは全く異なり、層ごとに作業を行わなくてはなりませんので修正には手間がかかります。しかし、修正を終えたガーバーデータは、CAM出力工程を経ずそのまま基板の製造工程に投入できますので、手間取らずに基板を手配する事ができます。 ガーバーの種類と方言 ガーバーには標準ガーバーと拡張ガーバーがあります。標準ガーバーは、すでに拡張ガーバーに置き換えられており、新たに設計した基板の製作に使われる事はありません。しかし、保管されている過去のデータには、標準ガーバー形式のものが残っている場合があります。このため、アパーチャなど、今でも古い標準ガーバーを取扱う為の知識が必要です。 また、標準ガーバーではフォーマットの解釈の違いによる方言が存在し、アートワークイメージが正しく再現されない場合がよくあります。 その典型的な例として、円弧表現があげられます。円弧表現には「全円」(G75)と「1/4円」(G74)があります。日本ではデフォルトとして「全円」が用いられている場合が多く、欧米では「1/4円」が使われるのが一般的です。いずれの場合でも、ファイル中に全円を示す”G75” や1/4円を示す”G74”が明示されていれば自動的に正しく切り替えらわれますが、このコマンドが省略されている場合があります。このような場合には、国産ツールで作成されたガーバーデータをAltium DesignerのCAMエディタ等で読み込むと、円弧が正しく再現されません。この不具合は、ガーバーファイルの冒頭に”G75”を追加する事によって、解消されます。拡張ガーバーでは方言が減っていますが、まだ、この問題は完全には解消されていないようです。 なお、ガーバーフォーマットについては、 Altium Designerがサポートするガーバーとその後継フォーマットでも解説されていますのでご覧ください。 CAMエディタの機能と操作性 Altium DesignerのCAMエディタは、ガーバーデータを単独で編集するだけでなく、基板を構成する一連のガーバーデータをスタックアップする事ができ、各層のランドを連結して、パッドスタックに変換する事が可能です。 また、このような進化の一方で操作性は、ガーバーエディタで伝統的に用いられてきた旧来のものから変わっていませんので、日ごろ使っているPCB
一人で使うだけでは勿体ない!Altium Designerをチームで活用
Altium Designerは、デザインエントリーからCAM出力までの一連の開発プロセスの全域をカバーする多彩な機能を備えており、しかも、それらの機能は一体化されています。 これさえあれば、他のツールや他の設計者の力を借りずに基板のレイアウトまできてしまうため、設計者にとって大変便利なツールです。しかし、多くの開発現場では、回路設計とPCBレイアウトはそれぞれの専門家によって分担されており、その傾向は組織の規模が大きくなるほど強まります。 このため、回路図エディタとPCBツールの両方を備えた Altium Designerは、自分たちの現場には不向きなツールに見えてしまうかもしれません。しかし、それは誤りであり、一連の設計工程を通じて設計データの整合性が保たれ、各設計者がそのデータを共有できるAltium Designerこそ、設計の分担に必要なツールであると言えます。 Altium Designerをチームで活用 Altium Designerは、回路設計技術者が基板のレイアウトまで仕上げる場合だけでなく、それぞれの担当者が分担する場合にも適したツールであると言えます。そこで、複数の技術者によって設計が分担される設計チームを想定して、Altium Designerの効果的な導入と運用法を探ってみたいと思います。 なお、Altium Designerでの設計分担とその優位性については、 Altium Designerで設計分担をご覧ください。 必要な数のライセンスを揃える まず、必要な数のライセンスを揃えなくてはなりません。Altium Designerでは、すべての機能に対して1つのライセンスが発行されています。このため、1人が回路図を書き始めれば、PCB機能もふさがってしまい、複数の技術者が個々に機能を使いまわすことはできません。例えば、1つのライセンスを導入し、その回路図編集機能を回路設計者が利用し、同時に一方のPCB機能をPCB設計者が利用するという使い方はできません。このためチームで利用する場合には、その人数分(または、同時に使用する人数分)のライセンスが必要になります。 ライセンスタイプを選ぶ
Thought Leadership
シリアル通信プロトコルの比較
このシリーズの最後に、マイクロコントローラー、データ生成周辺機器、データ処理プロセッサー、その他のインテリジェントデバイス間で情報を転送するために利用可能な各種シリアル通信プロトコルの利点と欠点をまとめます。
Altium Designerで設計分担
回路設計技術者向けに提供されている統合ツールには、回路図作成とPCB設計の両方の機能が含まれています。しかし、多くの設計現場では回路設計とPCB設計は分担されており、それぞれ別の担当者が担当します。このため、回路設計者はPCB編集機能を使う機会が無く、統合ツールは要らないと考えてしまいがちです。 しかし、その考えは誤っています。回路図エディタとPCBツールを備え、設計者間で設計データを共有できる統合ツールは、設計を分担する場合にこそ欠かせないものであると言えます。 Altium Designerによる設計の分担と連携 基板設計CADツールのAltium Designerでは、回路図の作成から基板のレイアウトまでに必要なツールがシームレスに統合されています。これは、始めから 終りまですべての設計を全て一人でこなす場合だけでなく、回路設計者とPCB設計者が設計を分担する場合にも大変役立ちます。そこで、このAltium Designerによる設計分担と、その統合環境の優位点をあげてみます。 ・設計プロセスのあらゆる段階でのデータの共有 回路設計者とPCB設計者は、設計プロセスの全段階を通じて1つの設計データを共有する事ができます。この事は、両者の意思疎通に役立つだけでなく、設計プロセスのどの段階でも設計を分担できる事を意味します。例えば、回路設計者は、PCBの部品配置まで行った後、その後の工程をPCB設計者に引き継ぐ事ができます。 ・回路図と PCB 間のデータの受け渡し 回路設計者からPCB設計者へのデータの受け渡しは、回路図ファイルで行う事ができ、伝達されるネットリストのように接続情報だけに留まりません。例えば、デイレクティブや精密なPCBデザインルールを設定して、設計の意図をPCB設計者に伝える事ができます。また、フットプリントが割り付けられた統合ライブラリの利用により、PCB設計者がフットプリントの割り付けに手間取る事はありません。 また、回路変更が生じた場合でも、ただ単に変更後の回路図を再提出するだけで済み、PCB設計者は変更箇所を自動的に抽出する事ができます。 ・ PCB で行った変更を回路図に反映 PCBの設計中に回路の修正が必要な変更を行う場合があります。例えば、ピンスワップやパートスワップを行うと回路が変りますので、回路図を更新しなくてはりません。この作業は、PCB画面から[Update Schematics…]
Customer Success Stories
BattleBots
Find out how a group of electronic aficionados used Altium software to create the ultimate mechanical fighting champion, the Mammoth. Learn from Mammoth Team captain Rickey Willems how his childhood dream became reality. Watch as the Mammoth dominates the ring on the most celebrated robot fighting show of all time—and see the mighty Mammoth in action!
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