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Altium Designerでガーバー編集 Altium Designerでガーバー編集 1 min Blog 既存のPCBレイアウトを再利用したい場合がよくあります。しかしそのプリント基板がAltium Designerで設計されているとは限らず、思い通りにはいかない場合があります。例えば、Altium DesignerのPCBエディタは他社のフォーマットで保存されたPCBデータを直接読み込める機能を備えていますが、社外に設計を委託した場合などでは、Altium Designer ではサポートされていない形式で保存されている事も稀ではありません。 そこで役立つのがガーバーデータです。基板設計ツールのAltium Designerでは基板の製造に使用されるガーバーデータを読み込んで、使い慣れたPCBエディタのコマンドを使って編集する事ができます。 ガーバーデータはネイティブなCADデータとは違い、標準化により良好な互換性が保たれています。そこで今回は、他社のCADから出力されたガーバーデータとNCデータをAltium Designerに読み込んで、再利用するための手順を紹介したいと思います。 サンプルとして使用したガーバーデータとNCデータ サンプルとして以下のファイルを用意しました。 1. アートワークフィルムを作成するためのガーバーデータ ・基板外形 FPGASP1-GAI.pho ・部品面パターン FPGASP1 -L1.pho ・はんだ面パターン FPGASP1 記事を読む
xSignalによる高速伝送路のサポート xSignalによる高速伝送路のサポート 1 min Blog 高速伝送路では、反射による信号の劣化を避ける為にさまざまな配慮が必要です。 まず、伝送路の特性インピーダンスを整合させる事が必要です。配線パターンのフィジカル(トラックの幅と間隔・プレーンとの間隔)に一貫性を持たせ、ビアなどのスタブ要素を最小限に留めます。そして、電流ループ内のインピーダンスを全て整合させるため、必要に応じてダンピング抵抗(送端終端抵抗)や終端抵抗(遠端終端抵抗)を入れます。 そして、最適な配線トポロジーを選ぶことも重要です。高速回路では一筆書きが基本とされていた時期もありましたが、近年では配線の分岐が避けられないケースが増え、T分岐型のトポロジーがよく用いられるようになってきています。このT分岐型のトポロジーでは、複数の終端に対して対称に配線を行う事が求められます。 デザインルールによる高速伝送路のサポート Altium Designerは、このような高速伝送路の配線をサポートする機能を数多く備えています。例えば、等長配線や差動ペア配線ツールを備えており、さらに配線品質を検証するためのSIツール(伝送線路シミュレータ)も用意されています。そして、これらの配線・検証機能はハイスピードルールと呼ばれる、高速伝送路に特化したデザインルールによって精密に管理されています。 このハイスピードルールには、Parallel Segment(並行線長の制限)Length(配線長の制限)Matched Length(配線長の統一)を始め8種類の項目が用意されています。 また、デザインルールチェック機能の一部としてSIツールが組み込まれています。このSIツールの制約条件もデザインルールチェックの設定画面で規定する事ができます。 xSignalによる高速伝送路のサポ-ト Altium Designerは、xSignal と名付けられた独自の機能で高速伝送路の配線をサポートしています。この機能により、ネットを複数のパス(経路)に分解して、より詳細にデザインルールの適応範囲を指定できます。 例えば、xSignalを利用しない場合には、ルールスコープの最小単位はネットになります。しかし、ネットには複数の受信端(信号を受け取る側のノード)が含まれている場合があります。このような場合、高速伝送路では、複数の受信端への配線を(同電位であったとしても)それぞれ別の配線パスと見なさなくてはなりません。例えば、CPUに対して4個のメモリが接続されている場合には、1つのネットではなく4つの配線パスとして各メモリに到達する信号を管理しなくてはなりません。 xSignalはこれを可能にします。また、ダンピング抵抗を挿入する場合があります。この場合には、伝送路が2つのネットに分割されてしまいますが、xSignalによってひとつの配線として管理する事ができます。 [xSignal ウィザード]でxSignalを自動作成した後、PCBパネルにリストされた4つのxSignalを選択してDRAM_A0ネット全体をハイライトさせた状態。この基板では、CPUに4個のDRAMが接続されているので、DRAM_A0ネットには4つの配線パスが存在します。よって、DRAM_A0ネットからはDRAM_A0_PP1、DRAM_A0_PP2、DRAM_A0_PP3、DRAM_A0_PP4の4つのxSignalが生成されます。この4つのxSignalを全て選択する事によりDRAM_A0ネット全体がハイライトされます。一見すると、T分岐は一ヶ所に見えますが、DRAMが基板の両面に実装されており、一度T分岐した後、再度、上下のDRAMに向けてT分岐しています。生成されたxSignal、又はxSignal Class をルールスコープとして利用する事により、ハイスピードルールを緻密に規定する事ができます。 記事を読む
 効率化の決め手はデータの再利用と共用 効率化の決め手はデータの再利用と共用 1 min Blog 基板設計CADが隅々まで行き渡り、回路図を手で描く時代はとうに過ぎ去っています。しかし、ベテラン世代のエンジニアの中には手書き時代の記憶が脳裏に焼き付いている人も多いのではないでしょうか? 鉛筆と消しゴムによる手設計の時代 CADの無い手書きの時代は鉛筆と消しゴムがエンジニアのメインツールでした。何から何まで手で描かなくてはなりません。CADのようにライブラリから部品を持ってくる訳にはいきませんので、ひとつひとつ手で描かなくてはなりません。また、部品や配線の位置を動かす場合には、消しゴムで消して書き直さなくてはなりません。 とりわけプリント基板設計は手間のかかる仕事でした。紙の上にフットプリントや配線パターンを描きながらレイアウトを仕上げて行きますので、書いたり消したりの作業を延々と繰り返さなくてはなりません。そして設計が終わってもまだ仕事は終りません。CADのようにプロッタでアートワークを作画する事ができませんので、手作業で版下を作らなくてはなりません。版下の作成はグリッドが印刷された専用のフィルム上に多数の丸いシンボル(パッド)やテープ(トラック)を手で貼るという手間のかかる作業でした。 効率化の決め手はデータの再利用と共用 CADの普及により手書き時代の非効率な作業から解放されました。とりわけ、一度、作成したデータを何度でも再利用できる事にCADの便利さを実感します。部品はライブラリから簡単に取り出せます。コピーアンドペーストやスニペットで何度でも既存のデータを使いまわせます。これらの機能の恩恵を受けエンジニアの負担は激減しました。 さらに、基板設計CADのAltium Designerには既存のデータを断片的に再利用するだけでなく、回路図シート全体を再利用したり共用したりする為の機能がいくつも用意されています。 デバイスシートによる回路図の再利用 デバイスシートは回路図を特定のフォルダーに保存し、それを部品のように呼び出して再利用する事ができる機能です。例えば、繰り返し使う電源回路などをデバイスシートとして保存しておくと、必要なときに呼び出して利用することができます。 回路図上に配置されたデバイスシートのルックスはシートシンボルと似ていますが、角が円弧になっており中央には大きなリサイクルマークが示されます。なおシート上に配置されたデバイスシートは読み取り専用になっており編集する事はできません。 実績のある既存の回路図を再利用する場合には、不用意に書き換えてしまわないよう注意することが必要ですが、デバイスシートを使用するとそのような心配はありません。 マルチチャンネルデザインによる回路図の共用と簡素化 同じ回路を繰り返し使用する場合には、マルチチャンネルデザインによって共用と表現の簡素化が可能です。 例えば、オーディオミキサーのように多数のチャンネルを持つ機器の場合、1チャンネル分の回路図を用意し、そのシートシンボルの[Designator]にRepeatキーワードを与える事により、掛け算のようにチャンネルを増殖できます。 この機能を使わず、必要なチャンネル数のシートシンボルを配置する事によって多チャンネルの回路図を作成する事もできますが、マルチチャンネルデザインを使うとシートシンボルを1つ配置するだけで済みます。このため、チャンネル数が多い場合には特に有効です。 コンパイルマスクによる回路図の共用 コンパイルマスクは回路図上の任意のエリアを囲み、そのエリア内のオブジェクトがデータとして出力されないように無効化するための機能です。無効化されたエリアはワンクリックで有効な状態に戻すことができます。 この機能は、シミュレーション用の回路図とプリント基板用の回路図を共用する場合に便利です。例えば、シミュレーションを実行するための信号源や電源を コンパイルマスクで無効化する事により、これらをプリント基板用の部品表やネットリストから除外する事ができます。 記事を読む