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ピンスワップとパートスワップで配線を最適化 ピンスワップとパートスワップで配線を最適化 1 min Blog 基板設計CADのAltium Designerは、洗練されたユーザーインターフェイスに加え、機能や使い方を解説した資料も豊富です。まさに、使いやすく学びやすいCADツールであり、初心者でもすぐに使えるようになります。しかし、より良い設計を行う為には、Altium Designerの持つ多彩な機能を有効に活用しスキルアップしなくてはなりません。 例えば、配線の密度を上げたい場合があります。これは、線幅を細くしたり配線の間隔を狭くしたりすれば可能ですので、初心者はすぐにそうするでしょう。しかし、配線ルールの微細化は百害あって一利なしですので、できれば避けたいものです。そこで、必要なのが配線の最適化であり、それに役立つ代表的なものがピンスワップとパートスワップです。 ひとくちにいうと、ピンスワップとパートスワップは配線のねじれを解消するための手段です。配線にねじれがあるとビアが増え配線も長くなります。要するに、ねじれは無駄にスペースを浪費しますのでベテランエンジニアならこれを放置する事はありません。そこで、今回はこのピン・パートスワップを取り上げその利用方法を紹介します。 配線のねじれはPCB設計の大敵 多入力のゲートやマルチパート部品を使う場合、回路図を描く段階でゲートや端子の割り振りを良く考えて、ねじれが発生しないようにします。しかし、回路図を描く段階ではPCB上の配線を予測しきれませんので、PCB設計段階でのピンスワップ・パートスワップが必要になります。そこで、多入力のゲートとマルチパート部品を使ったごく簡単な回路を用意し、ピンスワップとパートスワップを試してみる事にしました。 一つ目の回路は、13入力のNANDゲートの各端子をコネクタと接続したものであり、2つ目の回路は同様に HEXインバータの各端子をコネクタに引き出したものです。 両方とも回路図を描く段階でねじれが発生しないように熟慮したものです。そして、この2つの回路をPCBに転送し部品を配置してみました。その結果、13入力のNANDを使った回路は、ラッツネストを見る限りねじれはなく、一方のHEXインバータを使った回路ではラッツネストの一部がねじれています。 パートスワップでねじれを解消 6個のインバータが構成されたマルチパート部品の配線にねじれが見つかったので、パートスワップで解消し、その成果を確認します。 配線はPCBの片面だけで完結させる事を目指して行いました。その結果、パートスワップを実行してねじれを解消するとグランドネット1本を残して他を全て片面で配線でき、ビアも必要ありませんでした。 この結果をみると、パートスワップで配線スペースを節約できる事がわかります。実際に基板を設計する時には、配線前にマルチパート部品の周辺のラッツネストを確認し、ねじれがあるようなら事前にこのパートスワップを実行する事により、スペースだけでなく配線の手間も省く事ができます。 ピンスワップとパートスワップの実行手順 ピンスワップとパートスワップは、PCBエディタの [ツール] - [ピン/パートスワップ] から実行できます。自動、または手動でスワップを行う為の複数のコマンドが用意されています。なお、これらを実行するためには事前にスワップデータを設定し、さらにスワップの有効化が必要です。 記事を読む
ルームをより有効に活用する ルームをより有効に活用する 1 min Blog プリント基板の部品配置を効率よく行うために、ルームは欠かせない機能です。ルームは、回路図シートごとに生成され、回路図上の部品が１つにグループ化されます。そして、回路図データをPCBに転送すると、ルームは四角い箱で表現されその中に回路図上の部品が呼び出されます。さらに、このルームはマウスを使って中の部品ごと移動させる事できます。 このルームのグループ配置機能については、 部品配置を能率よく行う為のヒントで紹介しましたが、今回は、もう少し踏み込んでこのルームの機能を紹介します。 ルームの用途 ルームは、部品のグループ配置に大変役立ちます。しかし、それだけでは無くルームによって生成されたコンポーネントクラスをデザインルールのスコープとして利用する事によって、DRC等の自動処理に利用する事ができます。 手動でルームを作成する 回路図データの読み込み時に自動生成されるルームは単なる四角形ですが、レイアウトプランの段階でのグループ移動にはこれで充分です。しかし、配置領域とルームの形を一致させたい場合もあり、このような時にはルームの外形を多角形で描かなくてはなりません。また、1枚の回路図を2つ以上のルームに分けたい場合も出てきます。 Altium Designerでは、このような場合、自由にルームを作成したり既存のルームを複数に分割したりする事ができます。 このルームを作成したり編集したりするコマンドは、[デザイン] - [ルーム] メニューに用意されており、以下のような機能があります。 空のルームを手動で作成 外形のみ作成され、部品の割付は [Edit Room Definition] パネルで、Componentsや、Component Classを指定する事によって行います。 記事を読む
Altium Designerによるプリント基板の設計 1 min Webinars プリンテッドエレクトロニクスは3D印刷と同様に一般化しつつあります。急速に広がりつつあるこの技術により、製造の分野において新しい可能性が生まれ、技術者や設計者は、これまで対応できなかった市場に製品を送り出すことが可能になりました。新しい基板とインクは、生体医療から航空宇宙、家電機器まで、様々な用途に対応するために開発されています。 この技術に対応できる契約製造業者が多数、出現したことで、コスト競争が激しくなりつつあります。試作と量産を迅速に行えることは多くの可能性を秘めています。Altium 365®を使用すれば、設計プロセス全体で製造業者と情報を常に直接共有できます。 以下は、セッションで紹介されたトピックとなります。 現在のプリンテッドエレクトロニクス設計で使用する独自の配線技法 プリンテッドエレクトロニクス用にレイヤー構成を指定する方法 プリンテッドエレクトロニクス用にビアを配置する方法 製造業者がすぐに使用できるデザインパッケージを作成する方法 Altium 365を使用して製造業者と直接、情報を共有する方法 今すぐ Altium Designerの無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！ご不明な点などございましたら、 お問合せフォームにご入力ください。 記事を読む
Altium Designer 21：より優れた設計手法 1 min Webinars 設計プロセスでは多くの場合、退屈な繰り返し作業が求められます。Altium Designer 21では、ユーザーの皆様からのフィードバックを基に長く使用されている機能に見直しを加え、ユーザーエクスペリエンスを改善するとともにパフォーマンスと安定性の向上が行われており、より優れた環境で設計を行うことができます。これらの改良点により、既存の設計タスクが合理化され、リアルな3Dモデリングで精巧なリジッド設計またはリジッドフレキシブル設計を完成させることができます。 さらに、Altium 365®はAltium Designerの最新リリースで、従来にも増して重要な役割を果たしています。詳しくご覧ください。 以下は、セッションで紹介されたトピックとなります。 SPICEシミュレーションの拡張 リジッドフレキシブル設計: 基板プランニングとレイヤースタックの定義 高速設計：トロンボーンとノコギリ歯のチューニング 回路設計の改良：一般的なコンポーネントとネットのプロパティ Altium 365：プロジェクト履歴、競合回避、コメント 今すぐ Altium Designerの無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！ご不明な点などございましたら、 お問合せフォームにご入力ください。 記事を読む
ディレクティブを使ってより精密に回路情報を伝える ディレクティブを使ってより精密に回路情報を伝える 1 min Blog 回路図の役割は、デジタルデータ(ネットリスト)と視覚の両方でPCBレイアウトやその他の工程に正しく情報を伝える事です。このため、回路図では、電気的なオブジェクトによる作図に加え、図による補足やテキストでの注釈が必要になります。 Altium Designerでは、ネットリストを生成する為の電気的オブジェクトとして、コンポーネントとネット識別子が用意されており、図による補足や注釈には、ドローイングツールとテキストツールが用意されています。 これらのオブジェクトは、全て、[配置] メニューから呼び出して利用できます。そして、この中のコンポーネント(パーツ)については、「 回路図作成の事始め - 部品を探す・選ぶ・並べる」、ネット識別子については「 回路図の結線を正しくシンプルに行うためのヒント」に解説がありますのでご覧ください。 また、ドローイングツールとテキストツールを利用する為のコマンドも [配置] メニューにあり、その種類は、コマンド名とアイコンを見れば一目瞭然です。 そして、この [配置] メニューには [ディレクティブ] というコマンドがあります。この「ディレクティブ」は電気的なオブジェクトですが、配線そのものを行う為のものでは無くパラメータを付加する為のものです。そして、この情報は、[Update PCB ...] コマンドでネットリストと共にPCBに転送され、デザインルールのパラメータとして利用されます。 記事を読む
高密度なBGAの配線を容易にするAltium Designerの機能 高密度なBGAの配線を容易にするAltium Designerの機能 1 min Blog 端子数の多いLSIでは、BGAパッケージが良く利用されます。このBGAは、端子の密度が高いのでパッケージを小さくでき、小型化が求められる携帯機器に最適です。しかし、密集した端子の周辺にはわずかなスペースしか残っておらず、全ての端子から配線を引き出すのは至難の業です。これは、高密度な端子配列の代償として突き付けられた課題であり、端子密度に見合うところまで配線密度をあげる事しか解決の道はありません。 そこで、今回はこの高密度な配線を可能にするAltium Designerの機能を紹介したいと思います。 BGAパッケージは、普及し始めてから20年以上経ちます。今では携帯機器に当たり前のように使われており、その特徴は皆さんご存知のはずですが、今回は念のため要点のおさらいから始めたいと思います。 BGAパッケージについて BGAパッケージはBall Grid Arrayの略でその名の通り、格子上に配置されたボール状の端子を持つ表面実装部品です。 端子数は、20以下のものから2000を越えるものまであります。端子の間隔は、1.5mm、1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mmのものがあります。また、端子の配列は、パッケージの中心部付近に端子が無いものと、端子面の格子上の全てが端子で埋め尽くされたフルグリッドのものがあります。 BGAは、それまで高密度実装用として使用されてきたPGAやQFPに対して、さらに実装密度を上げるためのものです。構造的にみてもPGA端子の格子配列とQFPの表面実装の特徴が組み合わさったものであるといえます。 BGAの配線は極めて困難 BGAパッケージを使うと実装密度を飛躍的に高めることができますが、配線は困難になります。BGA端子の周りは、配線の経路を見つけ出すのが難しいだけでなく、実際に線を置いていくのにも多くの手間がかかります。それは、次のような理由によるものです。 BGA は表面実装 BGAは、基板を貫通する端子を持たないので、実装面以外の層では端子に直接、接続する事はできません。このため、実装面以外の層との接続には必ず、VIA(ビア)を配置しなくてはならず、このVIAが配線スペースを浪費します。 BGA は狭い間隔で端子が何列も並んでいる QFPパッケージも狭い間隔で端子が並んでいますが、BGAはQFPのように一列ではなく何重にも並んでいます。この為、外側の端子の配線が内側端子からの引き出しの邪魔になり、簡単には外に引き出せません。 BGA は端子が多い 記事を読む