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ユーザーインターフェースの使いやすさを過小評価しないでください 1 min Thought Leadership 自分のキッチンでないと料理が複雑になることってありますよね？「置いた場所にない」から、使いたいフライパンや調理器具を探さなければならないのです。それによって時間がかかり、スパチュラを探している間に卵を焦がしてしまうことも。これは単純な朝食を作る場合の話ですが、複雑な食事を準備しようとすると、想像以上に大変です。このような状況がレストラン業界が利益を続ける手助けになっています。卵が燃えて煙探知器が不快な鳴り声で警告することを笑い話にするかもしれませんが、PCB設計ソフトウェアで正しいコマンドを見つけられないときは、それほど笑えません。キッチンで場所がわからないフライパンや調理器具のように、CADソフトウェア内で論理的な位置にないメニューやコマンドは、私たちが成し遂げようとしていることを大幅に遅らせることがあります。回路図のキャプチャやPCBレイアウトなど、複数のツールを同時に調整しようとすると、問題はさらに悪化します。以下のユーザーインターフェースの使いやすさに関する問題が、あなたが働いているPCB設計キッチンに似ているかどうか確認してみてください：機能をツールに投げつけて、うまくいくことを願うそれは一つの出来事です。PCB CADベンダーが追加の技術を吸収し、それを現在の設計ツールに追加することがあります。PCB設計ツールを含むすべてのものは成長し進化する必要がありますが、設計ツールに機能を投げつけることが常に期待通りに機能するわけではありません。時にはうまくいき、時には顔に跳ね返ってきます。ユーザーエクスペリエンスは、あらゆるコンピュータ支援設計ソフトウェアの重要な側面です。シンプルな使いやすさ、設計プロセスとモデルの相互作用へのアクセス、出力ファイル形式、またはPCBレイアウトを持つCADビューアーであれ、設計者はCADソフトウェアの使いやすさを考慮する際に多くの点を注意深く見る必要があります。ユーザビリティテストは役立ちますが、CADシステムは設計者やエンジニアの学習曲線を考慮する際に、ユーザーフレンドリーなソフトウェアとユーザーエクスペリエンスを念頭に置く必要があります。残念ながら、デザイナーにとっては、定着しない技術はかなりの頭痛の種となります。既存のツールに追加された新機能が、そのツールの残りの部分と馴染まないことがあります。メニューコマンドやコントロールボタンが見つけにくかったり、機能の流れが確立されたツールと異なる場合があります。CADツールで新しい「X」機能を使用するのは良いアイデアのように思えますが、既に慣れ親しんでいる設計ソフトウェアでそれを機能させる方法を学ぶのに多くの時間を費やすかもしれません。ユーザーインターフェースの使いやすさは、設計環境を備えた設計ツールでずっと良いです材料を絶えず追加することはシチューではうまくいくかもしれませんが、PCB設計ツールではそうではありませんしかし、より大きな問題は、もともと一緒に動作するように設計されていなかった複数の設計ツールをソフトウェアで使用することに伴います。CADベンダーは市場と競争力を保つために外部技術を購入し、それを自社のCADシステムに統合しようとします。しかし、これを実現するには、トランスレーターやインターフェースの使用が必要です。これはすべて「裏側」で行われるかもしれませんが、異なるデータ形式を扱っており、ツールからツールへ移行するためには変更する必要があります。これには、データ上で他のツールを単に開くだけで済むはずのところ、ツール間の転送プロセスに対応するために設計ソフトウェアで追加の手順が必要になる場合があります。既存のツールセットに外部ツールを追加することは、ユーザーにとって非常に困難な状況を引き起こすことがあります。ツール間でデータを送受信するための全く新しい一連のコマンドが必要になるかもしれませんし、それによって元々のツールが意図されていた使用方法が変更されることもあります。新しい技術を受け入れるためにユーザーインターフェース全体が変更されることも珍しくありません。成長に対応できるように設計されたCADツールデータ環境がなければ、新しい技術や機能を追加することは、ユーザーが同じツールセットを何度も何度も再学習しなければならない大きな複雑さを引き起こす可能性があります。結果として得られるのは、単に一緒に販売されている多くの別々のツールであり、それが生産性を向上させるよりもむしろ損なう可能性があります。統合設計環境は、複数のツールを使う作業をはるかに簡単にします統合設計環境はユーザーインターフェースの使いやすさを育みますこの問題を解決する方法の秘訣は、最初からすべてのツールが連携して動作するように設計されたPCB設計ツールセットを使用することです。このように動作する設計ツールは、共通の統合設計およびデータ環境を中心に構築されています。これにより、設計サイクル全体を通じて同じデータ形式と処理が使用され、複雑なデータ転送プロセスの必要性がなくなります。成長を目的として設計された基盤の上に構築された設計ツールのセットを使用するとき、その成長は容易かつ自然に訪れます。新しい機能は、既存のユーザーインターフェースに追加され、それを再定義することはありません。これにより、いつも使っているフライパンやへらを探す時間を費やすことなく、それらが以前と同じ場所にあるため、あなたは作業に集中できます。私たちが使用しているPCB設計ツールセットはAltium Designer^®です。Altiumのエンジニアは、ソフトウェアの作成に30年以上の経験を持っており、これらのツールに対する彼らの先見の明と配慮が示されています。新しい機能は定期的に追加されますが、それが無理に押し込まれることなく、統合設計環境に自然に組み込まれます。Altiumのさまざまなツールや機能を使用することは、統合設計環境がすべての機能を論理的に組み合わせるため、快適です。 CADプログラムは、使いやすさのテストと設計プロセスのモデルにおいて、ユーザーフレンドリーなソフトウェアを前面に出す時が来ました。 Altiumは、統合された設計とデータ環境を主要な特徴とする

未配線のネットをどこにもつながらないトレースにしないでください 1 min Thought Leadership 映画で、列車が線路を走っていて、橋を渡り始めるものの、先に進むと線路が途切れて橋がどこにも繋がっていないことに気づくシーンを見たことがありますか？それは怖い状況で、以前は列車技師と呼ばれていた機敏な列車の運転手だけが大惨事を防げます。同じくらいの大惨事ではありませんが、基板上に未配線のネットがあると、PCBの動作に大きな混乱を引き起こす可能性があります。未配線のネットは、接続が必要な場所に開いた回路のことです。コンポーネントのパッドやパッドとビアの間に完成した経路がないと、回路が不規則に動作したり、差動ペア間でインピーダンスの不一致が生じたり、熱を保持してコンポーネントや基板が損傷する可能性がある部分で熱を保持してしまうことがあります。PCB製造業者が未配線のネットを認識できない場合があるため、これらの不完全または欠落している接続を設計中に特定して解決することが、使用できない基板の製造を防ぎ、不必要な追加コストを避けるために不可欠です。Altium Designerを使用すると、回路図上の電気的接続をチェックし、PCBレイアウト上のネット接続を確認し、必要な変更を簡単に行うことができる包括的な統合設計パッケージを手に入れることができます。設計に存在する可能性のある未配線のネットを特定して解決するためのこれらのツールを探ってみましょう。未配線のネットを特定する方法あなたの回路図が完全に接続されていることを確認する責任はあなたにあります。もし、あなたの設計に集積回路（IC）が含まれている場合、外部に接続されていないピンや使用されていないピンがある可能性が高いです。このため、回路図の接続を行う際には、コンポーネントのドキュメントに依存すべきです。役立つかもしれないヒントとして、コンポーネントの接続を示す図面やブロック図を作成し、回路図のガイドとして使用することが挙げられます。単純な回路の場合、この図面は回路図の未配線ネットを視覚的にチェックするためにも使用できます。しかし、ほとんどの回路の複雑さを考慮すると、回路図に対して電気的または電子的なルールチェック（ERC）を実行する必要があります。回路図上の未配線ネットの特定回路図の設計が完了し、PCBに変換する前に、ERCを実行する必要があります。一般的に、ERCは電気的接続を評価します。これには、パス、ラベリング、パラメータが含まれ、違反のリストを提供します。これらの違反は、ERCの設定時に選択したルールと報告レベルオプションに基づいています。ただし、一部のPCB設計ソフトウェアパッケージでは、ネットリストの作成やERCの実行が追加の設計ステップとして別になっていますが、Altium DesignerではERCはPCBレイアウトを生成する変換またはコンパイルの一部です。可能なチェックと違反の数は広範であり、ネットを特に扱うチェックがいくつか含まれています。成功したコンパイルを妨げる可能性のある可能なネット違反の中で、未配線ネットを特定するのに最も役立つものを以下に挙げます。接続されていないワイヤーネット内の接続されていないオブジェクトフローティング入力ピンを含むネットピンが1つだけのネットドライバーのない信号負荷のない信号差動ペアの正のネットが欠けている差動ペアの負のネットが欠けている上記のリストには、誤ってラベル付けされたネット、不正確または欠落しているパラメータを持つネット、およびERCで検出可能なその他のネット違反が含まれておらず、PCBレイアウトを生成する前にこれらも修正する必要があります。 PCBレイアウト上の未配線ネットの特定回路図がERCを違反なしで正常に通過することを、設計がPCBレイアウトに進むための要件とすべきです。Altium

PCB ルーティングのヒント: BGA ファンアウトオプションをナビゲートします 1 min Thought Leadership PCB設計者

PCB設計者トムは会社で順調に昇進し、新しい副社長になりました。彼は一生懸命働き、関係を築き、会社についての知識を着実に構築してきました。残念ながら、トムはアクロニム病という深刻な病気にかかり、それが会社の重要部門に疫病のように広がりました。トムはどんなに努力しても、アクロニムを使わずにはいられませんでした。時には、彼の妻が彼が眠っている間にアクロニムで話しているのを聞くことがありました。残念ながら、アクロニム病の唯一知られている治療法は、1800年代半ばに旅行する詐欺師が販売していた、あいまいなエリクサーです。そのエリクサーは、見た目、一貫性、そして味が小川の水と同じでしたが、「CMRがTPSによって提供されるDERについて、FERC、NERC、RTOs、ISOsによって研究されている」と説明するあらゆる男性、女性、または子供を治すことができました。アクロニムは死なない — ただゆっくりと消えていくだけ PCBアセンブリの世界には、確かに略語の不足はありません。ボールグリッドアレイ（BGA）は、PCBデザイナーが集積回路への高密度接続を容易にルーティングできるようにします。表面実装技術（SMT）チップパッケージの下側が接続性を確立し、アレイの上側がフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、アプリケーション特定集積回路（ASIC）、マイクロコントローラ、100ピン以上を持つマイクロプロセッサなどの集積回路（IC）にとって使いやすいパッケージを提供します。パッケージの底部にグリッドパターンで配置された各ピンは、はんだのボールを持つパッドを持ち、これがプリント回路基板内の対応する銅パッドに電気的接続を作り出します。ボールグリッドアレイは、デバイス内のリード長が短いため、低リードインダクタンスを持っています。 BGAは、クアッドフラットパックスタイルのパッケージの下だけでなく、BGAパッケージの周りにも接続を可能にすることでスペースを節約します。SMT技術が改善されるにつれて、メーカーはより良い熱的および電気的特性を持つさまざまなタイプのボールグリッドアレイを生産しています： BGAタイプ BGA略語 BGAコンポーネント特性成形アレイプロセスボールグリッドアレイ MAPBGA 低コスト低～中性能デバイス低インダクタンス簡単な表面実装小さなフットプリントプラスチック・ボール・グリッド・アレイ PBGA 低コスト

ライブラリの部品作成と3Dモデルの関連付けによる無駄のない設計の実現 1 min Thought Leadership 競合他社のツールをご利用のユーザー

デザインの再利用：設計した基板を再利用するための手法とベストプラクティス 1 min Thought Leadership 自分の仕事に関係する情報を再利用するのは一般的なことです。シェフはレシピを、仕立て屋はパターンを、技術者は回路を再利用します。ただし、設計済みの基板や回路の再利用については問題があります。それは、設計ツールが役に立たない場合があることです。再利用の明白な利点は、時間とコストを節約できることです。また、機能することがわかっている修正済みの回路を使用できることも有益です。私は、自社製品向けに完全なシステム基板を設計する会社に勤めていたことがあります。新しい基板が必要になるたび、電源やファンのコントロールなどの機能に、他の基板で設計された回路を再利用していました。とはいえ、「回路の容易な再利用」という要求は、利用しているPCB設計ツールで対処できるほど単純なものとは限りません。デザインを適切に再利用しなかったために、粗悪な回路基板が出来上がってしまったのも見たことがあります。また、設計済みの回路を信用せずに、回り道をして回路を一から設計する技術者もいました。「再利用」という言葉にまつわるあるまじき問題は多々あります。身に覚えはないでしょうか? 例を見ていきましょう：すべての要素を把握することは困難長年にわたり、EDAでの設計の再利用とは、単にデータのコピーを使用することを意味していました。多くの場合、デザインの再利用に特化したツールを提供するソフトウェアベンダーは、再利用の機能に別途料金を請求していました。CADツールの贅沢な機能に対してコストをかけることを上司に説得するのは、大半の人がなんとか避けたいと願う気の重い仕事でしょう。そうなると、デザインを再利用するにはツール内でコピー＆ペーストの機能を使うしかありません。この方法では多くの場合、最終的にコピーされた機能をあまりコントロールすることはできません。また、回路の不要な要素が誤って含まれていたり、重要な詳細が完全に欠落していたりすることもあります。これまでは通常、コピー＆ペーストの機能は1つの設計に制限されていました。これは、新しい設計で回路を再作成したいときに極めて苛立たしいことです。また、設計システムによっては、デジグネータやネットの名前が複製されることもあります。そのため、行っている作業の内容を慎重に見直して、エラーがないことを確認する必要があります。コピー＆ペーストの機能は、「デザインの再利用」と言い換えることができるでしょう。多くのベンダーはそう捉えているものの、実際には深刻な問題が付随します。デザインを再利用できるツールによって時間とコストを削減できるのに設計を一からやり直す理由とは破損した要素の修正はさらに深刻な問題場合によっては、特定の設計ファイルをコピーして再利用のシステムを構築しようとする設計者もいます。つまり、コピーする回路はそれらのシートにのみ配置する必要があります。回路の一部を見逃す可能性もあるでしょう。また、破損したライブラリリンクを慎重に修正し、必要なデータ、システム、ライブラリのファイルをすべて確実にコピーする必要もあります。こうした再利用を実現するためには、設計者がシステム管理者にならなければいけないこともあるのです。複数のツールや設計環境で構成される設計システムを使用する場合には、さらに大きな問題が浮上します。こうしたケースでは設計を同期することが非常に難しく、最終的に多くの設計が破損し、作成し直すのに膨大な手動作業が必要になります。たくさんの設計チームはこうしたプロセスをなんとかやりくりしているものの、それは極めて困難な仕事です。そもそも、設計ツールがこの目的のために構築されていないからです。デザインの再利用に役立つスニペットツール Altium Designerを使って設計済みの基板を再利用することで問題を解消朗報は、デザインの再利用を容易にする Altium

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PCB設計における伝送線路遅延計算器 1 min Thought Leadership 伝送線路は、現代生活を可能にする、見かけによらず複雑なものの一つです。単なる金属ケーブルのように見えるものが、実際には精密に設計されたシステムです。PCB上のトレースも同様で、電子デバイスに電力を供給する血管のようなものです。では、伝送線路とは何でしょうか？この用語は、PCB上のトレースと民間の電力線との類似を示すために最初に採用されました。しかし、「伝送線路」という言葉は、あまり文脈を伴わずに使われがちです。PCB上の全てのトレースが伝送線路というわけではなく、伝送線路の設計ルールは場合によって重要になります。私のトレースは伝送線路ですか？「伝送線路」という用語は、PCB上のトレースの構造ではなく、振る舞いに関するものです。特定の条件下ではトレースが伝送線路として振る舞い、他の条件では単なる導体として振る舞うことがあります。トレースが伝送線路のように振る舞うかどうかは、信号がトレースを伝わるのにかかる時間によって決まります。この時間は、伝搬遅延、または伝送遅延と呼ばれ、これらの用語は互換性を持って使用されます。トレース内の遅延が、トレース上を移動するデジタル信号の立ち上がり時間よりもはるかに長い場合、そのトレースは伝送線として機能します。アナログ信号の場合、立ち上がり時間は信号の振動周期の4分の1とされます。どちらの場合も、トレースと両端のコンポーネントは、さまざまな信号整合性の問題を防ぐためにインピーダンスが一致している必要があります。電気伝送線オンライン伝送線計算機特定のインピーダンス値を持つようにトレースを設計する簡単で手っ取り早い方法が必要な場合、オンライン伝送線計算機を使用できます。このツールは、ユニット長さなど、マイクロストリップ、埋め込みマイクロストリップ、ストリップライントレースなど、異なる配置のトレースを説明するいくつかの重要なパラメータを計算できます。気づくことの一つは、ほとんどのオンライン伝送線計算機が、伝送線インピーダンスの周波数依存性を完全に無視していることです。実際には、周波数による効果があり、その効果はシステム内の抵抗、容量、インダクタンス、導電性によってより顕著になります。低周波数信号によって遭遇されるインピーダンスは、高周波数でのインピーダンスよりも周波数変化に対して敏感である傾向があります。オンラインの伝送線計算機は常に低周波数でのインピーダンスを探ることを許可しているわけではなく、一般的に高周波数で作業していると仮定します。非常に高い周波数、RFアプリケーションで使用されるような周波数では、この周波数依存性は一定値に飽和します。そのため、ほとんどのオンライン計算機は、この依存性を無視できるほど十分に高い周波数で作業していると仮定します。伝送線計算機からの重要な出力は、有効誘電率定数です。このパラメーターは、トレースの寸法と導体と基板の誘電率定数の対比に依存します。このパラメーターは、光ファイバー光学における有効屈折率と同じ役割を果たし、信号が伝送線をどれだけ速く伝播するかを決定します。ここでオンライン伝送線計算機も役立ちます。有効誘電率定数を得たら、それを使用してトレースのライン遅延を計算できます。ライン遅延を計算し、それを信号の立ち上がり時間と比較した後、トレースが実際に伝送線として振る舞っているかどうかの答えが得られます。計算機を使った電子設計 SPICEシミュレーションと伝送線 SPICEシミュレータは、特に高速、高周波、 HDI、低電流アプリケーションにおいて、PCBの信号整合性の問題を調査するのに役立ちます。すべてのSPICEシミュレーションが直接に伝送線のインピーダンス値を返すわけではありませんが、トレースとコンポーネント間のインピーダンスの不一致から生じる信号整合性の問題を診断することを可能にします。オンラインおよびデスクトップの設計ソフトウェアパッケージは、SPICEシミュレーションへのアクセスを提供します。すべてのPCBは、基板の誘電体によって金属要素が分離されるため、ある程度の寄生容量と寄生インダクタンスを持っています。SPICEシミュレーションを使用する際には、寄生インピーダンスの影響をモデル化するために、等価回路モデルに直列および並列の位置にキャパシタとインダクタを追加する必要があります。

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