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

Altium Designer
|  Created: August 31, 2018  |  Updated: December 21, 2020

リサイクル シンボル内のPCB回路の画像

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。

Screenshot of AD18 3D layout

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。

レイアウトでのAltium Designer18スニペットツールのスクリーンショット

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 DesignerのようなPCB設計システムが提供されていることです。統合された設計環境でライブラリの部品、回路図、レイアウトが、強制する必要なしにすべて容易に相互同期されます。Altium Designerには、デザインの再利用に関連する以下のようなさまざまなオプションが用意されています。

  • 管理された回路図シート:レビジョン コントロールとライフサイクル管理を活用しながら、Altium 365サーバーで繰り返し使用するIPの完全な回路図シートを維持できます。階層化された設計シートとして設計項目を配置するだけで、レゴブロックのような設計が実現します。
  • デバイスシート:ファイアウォールで保護されたローカルサーバーで繰り返し使用するIPの完全な回路図シートを維持できます。ただし、ドキュメントでレビジョン コントロールとライフサイクル管理を使用することはできません。
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  • デザイン スニペット:他の場所で再利用するために選択したすべての回路図やレイアウト回路を保存できます。サーバーでもクライアントPCでも、スニペット ディレクトリの数に制限はありません。サーバーでデザイン スニペットを維持し、すべてを使用するか、IPを非公開にすることができます。
  • コピー&ペースト:必要に応じて、標準的なコピー&ペーストの機能を使用して回路を再利用できます。

Altium Designerでは、外部から保存された設計内容を編集して、手元のデザインで使用することができます。これにより、データをリモートで参照するか、データをすべて設計内でローカルに維持するかを選択できます。最大の朗報は、こうした機能がすべてAltium Designerの中核システムに組み込まれていることです。

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