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エンベデッドシステムのアーキテクチャ：製品に複数のPCBがある場合 組み込みシステムのアーキテクチャ：製品に複数のPCBがある場合 1 min Altium Designer Projects 電気技術者 電気技術者 電気技術者 組み込みシステムは、今日の技術主導の世界で至る所に存在します。インターネットに接続されたシェーバーであれ、複雑な自動車であれ、私たちが今日使用しているほとんどの電子デバイスの中心には組み込みデバイスがあります。1つまたは複数のマイクロプロセッサで構成される組み込みシステムは、複雑さをソフトウェアによって処理させることで、電子機器を簡素化することができます。組み込みデバイスが大きく複雑になるにつれて、プリント回路基板（PCB）も同様に大きく複雑になります。しばしばこれらのデバイスは複数の基板に成長し、当初意図されたよりも大きなアセンブリになることがあります。 この記事では、複数のPCBで構成される組み込みシステムのアーキテクチャのトレードオフと考慮事項について見ていきます。複数のPCBシステムに関連する利点、設計上の考慮事項、および課題について説明します。 なぜ複数のPCBを使用するのか？ デバイスを単一のPCBに保つことが理想的な選択肢です（単純さとコストの両方のために）、しかし、設計目標を達成するためには、設計を2つ以上のPCBに分割する必要があることもあります。製品を複数の基板に分割したい理由のいくつかは以下の通りです： モジュラリティ: アセンブリを複数の基板に分けることで、必要に応じて製品の一部だけを交換できます。例えば、単一のPCBが故障した場合、システム全体に影響を与えることなく交換することができます。これは、正しく行われた場合、製造業者のコストと時間を削減することができます。 スペースの最適化: 複数の基板にコンポーネントを分割することで、デザイナーはよりコンパクトで効率的なレイアウトを実現できます。パッケージングのために高さが問題にならない場合の、非常に長く狭い単一の基板と比較して、いくつかの短く積み重ねられた基板を考えてみてください。 熱管理: 多くの熱を発生させるコンポーネントは、熱の放散を改善するために異なるPCBに分割することができます。アセンブリ全体にわたって熱を均等に分散することで、システムの信頼性を大幅に向上させることができます。 スケーラビリティ: 複数のPCBを使用して設計することで、単一の基板で交換可能なインクリメンタルな機能追加が可能になります。全体のコンピューティングシステムを交換することなく、アップグレードされたセンサーやカメラを考えてみてください。 これらの理由（およびその他）から、複数のPCBで構成されるアセンブリを設計することを考慮しますが、組み込みファームウェア側の課題も複雑さを持っています。 複数のPCBアセンブリのための組み込み設計の考慮事項 複数のPCBを使用する場合（該当する場合）のケースを確立した今、組み込みシステムをアーキテクチャする際の設計上の考慮事項を理解することが重要です。ハードウェアとソフトウェアの両方の観点から、単一の基板にすべてを載せるときにはあまり慎重に考慮しないニュアンスがあります。 最初に頭に浮かぶべき考慮事項は、ボード間通信です。各ボードはどのようにして互いに通信するのでしょうか？どのような処理能力（もしあれば）が各ボードに存在するのでしょうか？もしかすると、1枚のボードが脳の役割を果たし、他のボードがセンサーの役割を果たしているのかもしれませんね。I2C、SPI、UART、Ethernetなど、慎重に伝送プロトコルを選び出す際には、伝送線、信号の整合性、そして最も重要な、ボード間コネクタを通じた信号の伝送も考慮しなければなりません。設計者にとって最悪なこと（そして信じてください、私もそこにいました）は、システム全体を設計し、製造業者からPCBを受け取った後で、クロック信号を1つや2つ見落としていたことに気づくことです。また、ボード間コネクタのスペアピンを確保することを忘れがちで、ピン数を最大限に活用しようと試みます。これは最終的に私たちを苦しめることになります。 Altium Designerのマルチボードアセンブリ機能のように、多数の通信ラインをPCB間でルーティングする際には、マルチボードプロジェクトを念頭に置いて設計することが必須です。 また、特にマイクロプロセッサで電力バスを監視する場合、電力の分配方法についても考える必要があります。「脳」へのアクセスを容易にして、任意の壊滅的なイベントを監視できるようにしたいですが、スイッチング供給のノイズ、重負荷のための電力分配、そしてボード間コネクタのピンがその種の電力に耐えられるかどうかも考慮する必要があります。 最後に、組み込みシステムのソフトウェア自体とは直接関係ありませんが、機械設計も重要な役割を果たします。プッシュボタン、タッチスクリーン、およびその他のユーザーへの物理的インターフェースは、マイクロプロセッサに接続されており、考慮されなければなりません。配線はマイクロプロセッサが入力にアクセスできるようにルーティングできるでしょうか？ボード間を通過する際の高速デジタル出力の信号整合性を考慮しましたか？これらは、組み込みデバイスを設計する際に考えなければならないことです。 記事を読む
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製品データの構造化がPLM成功の鍵です 1 min Blog プロダクトマネージャー プロダクトマネージャー プロダクトマネージャー 成功した製品ライフサイクル管理（PLM）の実装には、よく構築された製品データシステムが不可欠です。それがなければ、企業は情報の孤立や不整合に苦しみ、エラーや協力の障害によって運用が遅くなります。幸いなことに、企業が成功した製品データ構造を実現するために実施できる3つの主要な方法があります。これには、標準化されたデータ定義と単一の情報源の確立、コア構造を持つ強固な基盤の開発、データアクセシビリティとプロセス最適化を向上させる技術の採用が含まれます。 以下の方法を通じて、企業はPLMシステムが最適に機能し、関連するステークホルダーが製品ライフサイクル全体を通じて日々の意思決定体験を改善できるようにすることができます。 標準化と集中化：一貫性の柱 単一の情報源 Think with Googleの研究によると、 上級幹部の86%が組織の孤立を排除することが「意思決定におけるデータと分析の使用を拡大する上で重要」と見ています。データの孤立は一般的でありながら、多国籍企業内のスムーズな運用にとって有害であり、その点を考慮して、中央のPLMシステムは、部門に関係なく、すべてのステークホルダーに最新情報を提供する単一の情報源として機能します。正確なデータを手元に置くことで、チームは協力を促進し、古いまたは矛盾するデータによって引き起こされるエラーのリスクを減らすことができます。 標準化されたデータ定義 会社のPLMシステム内のすべてのデータポイントに対して、材料の特性からエンジニアリング仕様に至るまで、明確で一貫した定義を確立することにより、ステークホルダーは各データが何を表すかについての共通の理解を得ることができ、これによりデータの誤解釈が防止され、混乱が減少し、シロ化を越えたコミュニケーションと一貫性が向上します。 強固な基盤の構築：成功のためのコア構造 エンジニアリング仕様としてのバックボーン すべての製品には、製品の設計の基礎を形成するエンジニアリング仕様が必要です。各設計反復において、仕様は緩和されたり変更されたりすることがあり、仕様は各製品に引き継がれるべきです。仕様が引き継がれると、対応するBOM、 製品設計データ、および製造パッケージも仕様と共に引き継がれます。よく定義された仕様は、製品のコア設計と製造意図をステークホルダーに示します。 段階特有のデータを目的別に使用 企業は、製品のライフサイクルの異なる段階を反映するように製品データを構成するべきです。たとえば、設計データには3D CADモデルや関連するエンジニアリング仕様が含まれるかもしれませんし、製造データには生産指示、作業指示詳細、品質管理手順が含まれるかもしれません。この目的別のアプローチを採用することで、関係者は各段階で必要な特定のデータにアクセスできるようになり、関係のない情報を探すために無駄な時間を削減できます。 バージョン管理による明確な追跡 製品ライフサイクルを通じてのデータ変更の追跡は、バージョン管理を通じて行われ、関係者は設計や製造プロセスの進化を見ることができ、誰が変更を加えたかを特定し、修正の場合には以前の反復に戻ることができます。この能力を持つことは、チーム間の協力を促進し、追跡可能性と規制遵守を維持する上で不可欠です。製造中にエンジニアが予期せぬ問題に遭遇した場合、バージョン管理により、特定の設計変更に問題をさかのぼり、原因を特定し、意図した通りに機能する製品のバージョンに戻ることができます。 アクセシビリティと使いやすさの向上：必要なときに必要なものを見つける 記事を読む