筆者について

David Marrakchi

Davidは現在、Altiumのシニアテクニカルマーケティングエンジニアを務め、すべての Altium製品のテクニカルマーケティング資料の開発管理を担当しています。また、ブランディング、ポジショニング、メッセージングなどの製品戦略を定義するために、マーケティング、セールス、カスタマーサポートの各チームと緊密に連携しています。Davidは、EDA業界での15年以上の経験をチームにもたらし、コロラド州立大学でMBAを取得し、Devry Technical Instituteで電子工学の理学士号を取得しています。

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デジタルツインの時代におけるモデルベースシステムエンジニアリング デジタルツインの時代におけるモデルベースシステムエンジニアリング:PCBおよび電子設計におけるパラダイムシフト 1 min Blog システムエンジニア/アーキテクト 技術マネージャー システムエンジニア/アーキテクト システムエンジニア/アーキテクト 技術マネージャー 技術マネージャー 電子機器およびプリント基板(PCB)設計において、 モデルベースシステムエンジニアリング(MBSE)と デジタルツインの統合が、画期的なアプローチとして登場しました。この融合は、従来の設計およびエンジニアリングの慣行を再形成するだけでなく、前例のない精度、効率、および革新を提供しています。電子システムがますます複雑になる中、MBSEとデジタルツインは、以前は不可能であった方法でシステムを設計、シミュレート、および最適化するために必要なツールをエンジニアに提供します。 モデルベースシステムエンジニアリング(MBSE)とは何か? MBSEは、製品のライフサイクル全体を通じてシステム要件 、振る舞い、およびアーキテクチャを表現および管理するためにデジタルモデルを活用する方法論です。従来の文書ベースのシステムエンジニアリングとは異なり、MBSEは情報交換の主要手段としてグラフィカルモデルを採用し、複雑なシステム設計において強化された協力、より明確なコミュニケーション、およびより大きな一貫性を促進します。 MBSEの主な目的は、コンピューターベースのツールとモデルを使用してシステムの包括的なビューを作成することにより、製品開発をより効果的かつ効率的にすることです。MBSEは、個々のコンポーネントを孤立して焦点を当てるのではなく、すべての部品がどのように相互作用し、一緒に機能するかを考慮する、トップダウンでシステム全体のアプローチを取ります。これにより、エンジニアは早期に潜在的な問題を発見し、設計ライフサイクルの後期でのコストのかかるやり直しを減らすことができます。PCBおよび電子設計において、MBSEは多分野のチーム間のコラボレーションをサポートし、早期の問題識別を促進し、よりスムーズでアジャイルな開発プロセスを可能にする構造化されたフレームワークを提供します。 電子およびPCB設計におけるMBSEの主な利点 1. 強化されたコラボレーションとコミュニケーション MBSEは、すべての関係者が理解できる統一された言語とモデルベースの表現を使用し、システム設計のための中央の「権威ある情報源」を作成します。この共通のフレームワークにより、エンジニアリング、ソフトウェア、機械などの分野を問わず、リアルタイムでのコラボレーションが可能になり、すべてのチームが同じ目標に向かって一丸となって作業し、誤解を最小限に抑えることができます。 2. 改善された要件管理 相互接続されたモデルの使用により、MBSEはすべてのシステム要件が文書化され、追跡可能で、継続的に検証されることを保証します。この包括的なアプローチにより、エンジニアは依存関係を追跡し、要件を検証し、更新を合理化することができ、見落とされた要件のリスクを大幅に減少させます。 3. リスク軽減と早期問題検出 MBSEのトップダウンビューは、シミュレーションや行動モデルを通じて、設計プロセスの早い段階で潜在的な問題の特定と解決を可能にします。システムの設計を仮想的に検証することで、エンジニアは挑戦を先取りして対処でき、開発の後期段階での高額な変更を減らすことができます。 4. 開発の効率化と効率向上 デジタルモデルをシステム知識の中心的なリポジトリとして使用することで、MBSEは 記事を読む
サプライチェーン最適化 Altium 365 BOM Portal:設計エンジニアとサプライチェーン最適化にとってのゲームチェンジャー 1 min Blog PCB設計者 購買・調達マネージャー 技術マネージャー +1 PCB設計者 PCB設計者 購買・調達マネージャー 購買・調達マネージャー 技術マネージャー 技術マネージャー 製造技術者 製造技術者 多くの設計チームでは、スプレッドシートなどの手動方法を使用してPCB(プリント基板)プロジェクトの部品表(BOM)を管理することが一般的な実践です。しかし、これらの伝統的なアプローチには、設計プロジェクトの成功に深刻な影響を及ぼす可能性のある問題が満ちています。BOM管理に手動ツールに依存することは、生産の遅延、コストの増加、さらには非準拠または時代遅れの製品をもたらす可能性がある非効率性、リスク、および誤解を導入します。 手動BOM管理の課題 人為的ミスに弱い: スプレッドシートは柔軟性がありますが、人為的ミスに非常に弱いです。部品番号の誤り、数量の誤り、または古いサプライヤー情報などの単純なミスが、生産ラインのさらに下流でコストのかかる混乱を引き起こす可能性があります。これらの エラーは、多くの場合、大量の時間とリソースが投資された後に遅れて発見されます。 リアルタイムデータの欠如: 手動のBOMはリアルタイムのサプライチェーンデータを統合していないため、エンジニアや調達チームはしばしば、部品の可用性、価格、およびコンプライアンスに関する古い情報を使用して作業しています。この乖離は、予期しない不足、リードタイムの延長、またはプロジェクトのスケジュールと予算を乱す予期せぬ価格の上昇を引き起こす可能性があります。 非効率なコミュニケーション:静的ファイルを通じて管理されるBOMは、電子メールやその他のアドホックな方法で共有されることが多く、バージョン管理の問題やチーム間の誤解を招くことがあります。これにより、関係者が古いBOMを基に作業を進めることがあり、設計と調達の段階 間での不一致のリスクが高まります。 コンプライアンス管理の難しさ:REACHやRoHSのような規制基準を全てのコンポーネントが満たしていることを確認するのは、時間がかかる手作業です。自動追跡がなければ、チームは定期的にコンポーネントのコンプライアンス状態を確認する必要があり、製品承認の遅延や再設計を必要とする非コンプライアント部品の使用リスクがあります。 コンポーネントライフサイクルの追跡ができない:急速に進化する電子市場では、コンポーネントがすぐに時代遅れになったり、終了(EOL)状態になることがあります。手動方法では、コンポーネントがもはや実用的でなくなったときに自動的に警告する機能が提供されません。これにより、最後の瞬間の再設計や生産の遅延が発生する可能性があります。 反応的な問題解決:供給チェーンのリスクを積極的に監視したり、コンポーネントの問題を早期に対処する能力がなければ、チームはしばしば反応的なモードに追い込まれます。これにより、急いで決定を下すことになり、調達コストが高くなり、エンジニアが 適切な代替品を見つけるために慌てたり、期限を守るためにプレミアムを支払ったりすることで、製品品質が損なわれる可能性があります。 これらの問題は、設計および製造プロセスにおいて大きな非効率を生み出します。市場投入までの時間が重要な業界において、手動でのBOM管理に関連するリスクは、競争上の優位性の喪失、生産コストの増加、および顧客の不満を招く可能性があります。 Altium 365 BOM Portal:PCB設計とサプライチェーン最適化のための包括的なソリューション Altium 365 記事を読む
シグナル・インテグリティ_記事 2 高速PCB設計:信号整合性、EMI軽減、および熱管理の確保 1 min Blog シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア 高速信号の整合性は、現代のPCB(プリント回路基板)設計において重要であり、性能、信頼性、およびコンプライアンスに影響を与えます。高速PCBを設計するには、クロストーク、電磁干渉(EMI)、および熱管理などの信号整合性の問題を管理する必要があります。この記事では、クロストーク、グラウンドプレーン戦略、電磁干渉(EMI)、および熱管理を含む高速信号整合性のいくつかの重要な側面を探り、実用的な洞察と例を提供します。これらの概念をさらに深く掘り下げ、拡張された戦略と詳細な例を提供しましょう。 電磁結合とクロストーク 電磁結合:隣接するトレースの信号は、互いに電磁場を誘導することができ、干渉を引き起こします。この現象は電磁結合として知られており、高い周波数でより顕著になります。例えば、密接に配置された高速データラインを持つPCBを考えてみましょう。あるトレースが高周波のクロック信号を運び、隣接するトレースが敏感なデータ信号を運ぶ場合、クロック信号によって生成された電磁場はデータ信号にノイズを誘導し、データエラーを引き起こす可能性があります。 トレースの近接性:信号トレースが互いに近いほど、クロストークの可能性が高くなります。この干渉を減らすためには、トレース間に適切な間隔を保つことが重要です。例えば、高速イーサネットPCBでは、ペア内の信号整合性を確保するために差動ペアが密接に配線されます。しかし、異なるペア間ではクロストークを防ぐために十分な間隔が保たれます。 高周波信号:高い周波数は、より強力な電磁場を生成し、クロストークを悪化させる可能性があります。信号周波数が増加するにつれて、適切なレイアウトと間隔を確保することがますます重要になります。例として、RF回路設計では信号がギガヘルツ周波数に達することがあります。RF信号トレースを他のデジタルまたはアナログトレースから分離して干渉を防ぐために特別な注意が必要です。 不十分なグラウンディング:不適切なグラウンディングはクロストークへの感受性を高めます。固定された連続的なグラウンドプレーンは、リターン電流のための低インピーダンスパスを提供し、信号干渉のリスクを減少させます。例えば、多層PCBでは、信号層の直下にグラウンドプレーンが配置されます。これにより、リターン電流が明確なパスを持ち、クロストークの可能性を最小限に抑えることができます。 高速デジタル通信分析において使用されるアイダイアグラムは、開いたアイパターンを通じて信号整合性を示し、色のグラデーションが信号密度と性能を示しています。 EMI軽減技術 適切なPCBレイアウト: トレースのルーティングを最適化し、ループ領域を最小限に抑え、グラウンドプレーンを効果的に使用することで、EMIを大幅に削減できます。例えば、高速デジタル設計では、重要な信号トレースをグラウンドプレーンの間に挟まれた内部層にルーティングします。これによりループ領域が最小限に抑えられ、EMIに対する効果的な遮蔽が提供されます。 フィルタリング: フェライトビーズやキャパシタなどのフィルタを実装することで、高周波ノイズを抑制し、EMIを減少させることができます。例えば、フェライトビーズは電源ラインに配置され、高周波ノイズをフィルタリングし、それが敏感なアナログ回路に伝播するのを防ぎます。 コンポーネントの配置: 騒音の多いコンポーネントを敏感なエリアから離して配置し、適切な遮蔽を確保することで、EMIを軽減することができます。例えば、混合信号PCBでは、アナログコンポーネントを一方の側に配置し、デジタルコンポーネントを反対側に配置し、その間にグラウンドプレーンを配置して隔離を提供します。 金属シールド: 騒音の多いコンポーネントを金属シールドで囲むことで、EMI放射を防ぎ、近くの敏感な回路を保護できます。例えば、PCB上のRFモジュールは、電磁放射を含むためにしばしば金属シールドで覆われ、隣接する回路との干渉を防ぎます。 グラウンディングとボンディング: 適切なグラウンディングとボンディングを確保することで、リターン電流の明確な経路を提供し、グラウンドループの可能性を減少させることにより、EMIを最小限に抑えます。例えば、グラウンディングストラップやビアを使用して異なるグラウンドプレーンを接続し、PCB全体にわたってリターン電流の低インピーダンス経路を確保します。 フィルタ設計: 容量性および誘導性フィルタを使用することで、望ましくない周波数を効果的にブロックし、EMIを減少させ、信号の整合性を向上させます。例として、入力ラインに使用されるローパスフィルタは、高周波ノイズをフィルタリングし、敏感なコンポーネントに到達する信号の周波数のみを確保します。 記事を読む
SI 記事 1 PCBデザイナーのための究極の高速信号整合性入門 1 min Blog シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア シグナルインテグリティの基礎 シグナルインテグリティとは、PCB(プリント回路基板)を通過する電気信号の品質と信頼性を指します。高速PCB設計において、シグナルインテグリティを維持することは重要であり、わずかな信号の歪みでもデータの破損、通信エラー、全体的なシステムの故障につながる可能性があります。インピーダンスの不一致、クロストーク、信号の反射、電力の変動などの要因がシグナルインテグリティに大きな影響を与えるため、慎重な設計と分析が必要です。 PCBにおけるインピーダンスの理解 PCB設計の文脈において、インピーダンスとは、交流が回路を通過する際に遭遇する抵抗のことです。このインピーダンスは、トレースの幅や厚さ、これらのトレースの間に使用される誘電体材料の種類、PCBの層の全体的な構成など、さまざまな要因によって形成されます。高速PCBアプリケーションでは、信号の反射を避け、信頼性の高いデータ伝送を保証するために、一定のインピーダンスを維持することが重要です。 高速PCB設計におけるインピーダンスの一貫性を確保するために、いくつかの戦略的な技術が適用されます: 制御インピーダンストレース: エンジニアは、目標インピーダンス値を達成するために、トレースの幅や間隔といった幾何学的特性を設計します。高度なシミュレーションツールが使用され、これらのインピーダンスレベルを生産前にモデル化し検証します。例えば、特定の信号トレースに対して50オームのインピーダンスを確立することが設計要件となる場合があります。シミュレーションを通じて、トレースの寸法はこの仕様を一貫して満たすように微調整されます。 差動ペア: 高速信号伝送において、信号はしばしば差動ペアとして配線され、これは2つの補完的な信号が同時に送信されることを意味します。この構成はインピーダンスを安定させるだけでなく、ノイズの軽減にも役立ちます。USB 3.0技術において差動ペアが一般的に使用され、信号の整合性を向上させ、電磁干渉を減少させます。 材料選択: 基板材料の選択は、インピーダンス安定性に大きな影響を与えます。一貫した誘電特性を持つ材料を選択することで、PCB全体でインピーダンスが変動しないようにします。例えば、安定した誘電定数で知られる標準のFR4材料は、回路基板全体でインピーダンスの一貫性を維持するためによく選ばれます(トレースが長すぎない場合)。 Altium DesignerのPCBスタックアップエディターに統合された電磁場ソルバー 反射と信号終端 信号反射は、信号がその経路に沿ってインピーダンスの不一致に遭遇したときに発生し、信号の一部がソースに向かって反射することを引き起こします。この反射は信号を歪ませ、データエラーを引き起こし、全体的な信号の整合性を低下させる可能性があります。インピーダンスの不一致の一般的な原因には、トレース幅の急激な変化、ビア、コネクターが含まれます。 終端技術は、伝送線のインピーダンスを負荷と一致させ、反射を最小限に抑えるために使用されます: 直列終端: これは、信号源の近くに抵抗を直列に配置することを含みます。これは短いトレースに対して単純で効果的です。例えば、高速メモリインターフェースでは、トレースインピーダンスに一致させ、反射を防ぐために33オームの直列抵抗が使用されるかもしれません。 並列終端: 記事を読む