Altium Designerにおける高速PCB設計のガイドラインとテクニック

高速PCBのレイアウトとルーティングは複雑であり、多岐にわたる考慮が必要です。重要な高速レイアウト技術とルーティングガイドラインには、伝送線上のトレース幅からグラウンドプアのクリアランス、リターンパスの追跡、定義された特性インピーダンスなど、設計に関わるあらゆるものが含まれます。シンプルな設計ソフトウェアパッケージでは、これらの制約を一度にすべて扱うことはできず、回路基板設計者はすべての相互接続を手動でチェックし、エラーが特定されたときにレイアウトの再作業に何時間も費やす必要があります。

Altium Designerは、あらゆる電子製品を扱うために構築された唯一の設計アプリケーションです。設計チームは、高度なツールセットを単一のアプリケーションで使用して、信号の整合性を確保するための最適な高速PCB設計ガイドラインを迅速かつ簡単に実装できます。PCB設計者は、高速PCBレイアウトの作成には多くの計算、測定、および設計ルールへの遵守が必要であることを知っており、Altium Designerはこれらの重要なタスクの多くを自動化するのに役立ちます。設計プロセスを合理化し、信号の整合性を犠牲にしたくない場合は、次の回路基板でこれらの高速PCB設計技術と高速ボード設計ガイドラインを実装することを確認してください。

ALTIUM DESIGNER^®

プロの設計者とPCB製造業者のための業界最高の電子設計およびシミュレーションアプリケーション。

今日の最先端の電子機器は、以前よりも高速で動作し、より高密度に配置され、より正確なルーティングが求められています。高速設計に対する期待は、将来、さらに高い能力を持つことが求められ、設計者はその設計が適切に機能するように、最適な高速PCB設計ガイドラインとルーティング実践を実施する必要があります。インピーダンス制御、リターンパス計画、高周波EMIなど、設計の重要な側面は、高速PCBレイアウトでの出発点に過ぎません。

高速回路基板のレイアウトには多くの要件がありますが、適切な設計ソフトウェアを使用することで、これらの要件を設計ルールとして指定できます。これらのルールは、コンポーネントを配置し、高速伝送線をルーティングする際に適用されます。Altium Designerは、高速回路基板が要求される通りに動作し、業界基準に準拠していることを保証する理想的なPCB設計ソフトウェアパッケージです。

高速PCBレイアウトと設計とは何か？

すべての高速PCBには、エッジレートが速い信号があり、これは様々な信号のパワースペクトル密度が高GHz範囲にまで及ぶことを意味します。高速PCB上のこれらのコンポーネントは迅速に切り替わり、適切にルーティングされていない場合、大きなEMIを発生させる可能性があります。したがって、レイアウト、ルーティング、リターンパスの計画、特性インピーダンスの計算、および多くの他の要因が、これらの設計の安定性と整合性を決定します。

レイアウトとルーティングにおける重要な高速PCB設計ガイドラインのいくつかを以下に示します。これらのガイドラインは、レイアウトとルーティング中の信号整合性を確保するのに役立つだけでなく、クロストーク、放射、およびインピーダンス不連続のようなEMI問題を防ぐのにも役立ちます：

• グラウンドプレーン、パワープレーン、およびスタックアップ：PCBスタックアップが高速伝送線の下に均一なグラウンドを持ち、グラウンド/パワープレーンのギャップを越えてルーティングしないことを確認してください。
• 特性インピーダンス：高速インターコネクト上で特性インピーダンスと入力インピーダンスが特定の値を持つように、伝送線の特定のトレース幅を強制する必要があります。
• 伝送線間隔：PCB上のトレース間に十分な間隔を強制し、重大なクロストークを防ぎ、信号が受信機でノイズマージンを超えないようにする必要があります。
• 電力整合性：高速コンポーネントに電力を供給するPDNの部分について、電源層とグラウンド層を隣り合わせに配置し、過度なリンギングを防ぎます。
• バスと差動ペアのルーティング：並列バスと差動ペアにおいて、重要な信号間のスキューを最小限にするために、タイミングマッチングを強制します。
• コンポーネントの配置：PCBレイアウトにおいて、すべての重要な信号が最小限のレイヤー遷移でルーティング可能なように、重要な高速コンポーネントを適切に配置してください。

この一般的なガイドラインのリストは、高速PCBレイアウトで一般的な信号整合性の問題に陥ることがないようにするのに役立ちます。最高のPCB設計ソフトウェアを使用すると、これらの要件を設計ルールとしてプログラムして、複雑なレイアウトが信号整合性を維持することを保証できます。

設計ルールに対して高速PCBレイアウト技術を迅速にチェックする

設計ルールはあなたの創造性を制約するものではなく、むしろレイアウトが完了した際に設計が要求どおりに機能することを保証するのに役立ちます。Altium Designerのすべてのルーティングおよびレイアウトツールは、統一されたルール駆動型設計エンジンの上に構築されており、上記のガイドラインリストとの互換性とルート可能性を保証します。

• パラレルバスと差動ペアは、スキューを防ぐために正確な長さ/タイミングの一致が必要です。これらの条件をPCBルーティング機能の長さ調整ツールを使用して強制できます。

  差動ペアでタイミングスキューが排除されるように遅延調整についてもっと学びましょう。

• 一般的な信号歪み問題によってボードが故障することを許さないでください。最高のPCB設計ツールを使用してルーティング中にこれらを解決できます。

  高速PCB設計ガイドラインで信号歪みの原因についてもっと学びましょう。

• Altium Designerの最高の自動対話型ルーティング機能を使用して、ルーティングが基本設計ルールを満たし、インピーダンスを維持し、スキュー要件を満たしていることを確認できます。

  高速PCB設計のための自動対話型ルーティングについてもっと学びましょう。

このシンプルなPCBは、信号の整合性を保証するために高速信号のインピーダンス制御ルーティングが必要です。

強力な高速PCBルーティングエンジン

コンポーネントがレイアウトに配置されたら、低速、高速、DC信号の簡単なルーティングを確保するために、慎重に調整する必要があります。非常に密集した設計では、多数のコンポーネントとネットのため、特に高ピン数のBGAではルーティングが困難になることがあります。コンポーネント間のルートを短く保ち、デカップリング回路のレイアウトと電源回路を整えることで、損失を低く保つことができますが、設計ルールとインピーダンス制御を強制する一連のルーティング機能が必要です。

高速PCB設計のためのルール駆動型PCBルーティングエンジンを使用する

Altium Designerのルール駆動型ルーティングエンジンは、作業中にクリアランス制約、ルーティング長制限制約、トレースインピーダンス制約を強制することで、基本的なルーティングガイドラインに準拠するのに役立ちます。他のPCB設計ソフトウェアでは、レイアウトが完成した後に手動でDRCを実行する必要があり、設計エラーや再作業の可能性が残ります。Altium Designerは、PCBレイアウトを作成する際に早期にエラーを検出して修正するのに役立ち、基本的な高速PCBレイアウト技術に準拠することを確実にします。

さらに、Altium Designerの自動対話型ルーティングユーティリティを使用すると、高速PCBレイアウト全体に任意のルーティングトポロジを実装できます。クリアランスルールを適用し、PCBレイアウトで特性インピーダンス制御を強制した場合、自動対話型ルーティングツールはルーティングを自動化するのに役立ち、レイアウトがこれらの重要な設計ルールに準拠していることを確認します。これらのツールは、EMI、スキュー、インピーダンスの不連続性、および信号歪みの他の原因となる主要な問題が発生しないようにするのに役立ちます。

• PCBルーティングの制約は、一般的な放射EMI源の犠牲にならないように、設計ルールにプログラムする必要があります。

  高速および高周波PCBのEMI源についてもっと学ぶ。

• Altium Designerのレイヤースタックマネージャーで特性インピーダンス制御を簡単に確保できます。このツールを使用すると、設計ルールとして設定されたインピーダンスプロファイルを作成し、必要なトレース幅を強制できます。

  Altium Designerのスタックアップツールで正確なルーティングのためのインピーダンスプロファイルについてもっと学ぶ。

• トレースの長さを十分に短く保つことができれば、ファイバーウィーブ効果によるスキューの蓄積を防ぐことができます。Altium Designerのルール駆動型レイアウトエンジンは、差動ペアの長さとタイミングの制限を設定するのに役立ちます。

  高速ルーティングにおけるファイバーウィーブ効果とスキューについてもっと学ぶ。

Altium Designerだけが、高度な高速PCBの設計とレイアウトのための完全なツールセットを提供します。

高速PCB設計技術は正確なルーティングを助けます

業界をリードする回路基板設計ソフトウェアパッケージとして、Altium Designerは完全にルール駆動型の設計エンジンに基づいた直感的な設計インターフェースを実装しています。高速PCBレイアウトにおいて、上記のガイドラインをすべてレイアウトとルーティングのための設計ルールとして簡単に定義できます。これにより、設計が基本的な性能指標に準拠し、製造可能であることが保証されます。最も重要なことは、高速信号の整合性指標がボードのルーティング時にチェックされ、レイアウト中にミスがフラグされることです。早期にエラーを発見し、製造デリバラブルを作成する前に解決できます。

Altium 365プラットフォームを使用すると、Altium Designerのユーザーは、設計データを製造ファイル、組立ファイル、テスト文書と共に共有できます。これにより、PCBのエイジングテストを実施する前後で、ハードウェア・イン・ザ・ループテストのような独自のテスト方法や戦略を可能にします。Altium 365とAltium Designerだけが、設計者、製造業者、テストエンジニアが複雑なプリント基板設計の課題を解決するために協力できる単一のエコシステムを作り出します。

Altiumのルール駆動型PCB設計ソフトウェアで迅速かつ正確にルーティング

Altium Designerの力は、重要な設計、レイアウト、ルーティング、シミュレーション、製造ツールがすべて統合されて生産性を維持するルール駆動型PCB設計エンジンにあります。Altium DesignerのPCB設計機能はすべて、標準および特殊な高速PCBレイアウト技術の完全なセットの上に、単一の統一された設計インターフェースで動作するように構築されています。基礎となるルール駆動型設計エンジンにより、設計と高速ルーティング技術が重要な設計制約を満たしながらデータを共有し、シームレスに連携できます。

Altium Designerは、製造可能な基板を確実にするために、PCB設計プロセス全体をガイドしてくれます。高速PCBレイアウトを完成させたら、自動化されたドキュメント作成とファイル生成プロセスのおかげで、製造および組立ファイルを即座に生成できます。また、Draftsmanでの図面作成やActiveBOMでのBOMのクリーニングなど、無料のアプリケーション拡張機能や追加機能を使用してドキュメントをカスタマイズすることもできます。高度な電子機器をこのように生産的に構築を助ける他のPCB設計アプリケーションはありません。

• Altium Designerの強力な設計ルールエンジンを活用し、ルール駆動の設計およびレイアウト環境で最高の高速PCBレイアウト技術を実装するのに役立つ唯一のアプリケーションです。

  Altium Designerの完全な回路基板ツールセットについてもっと学びましょう。

• Altium Designerのルーティングエンジンは、高速PCBルーティング要件に対応するように構築され、設計ルールエンジンと直接連携します。

  Altium Designerの高度なPCBルーティングエンジンを実際に見てみましょう。

• 高速PCBプロジェクトファイルを共有するために第三者のサービスを使用しないでください。Altium 365の安全なクラウドプラットフォームを使用してください。Altium 365プラットフォームを使用すると、プロジェクトデータを迅速に共有し、他の設計者と協力することができます。

  Altium 365での共有と協力についてもっと学びましょう。

Altium Designerには、高速PCBを設計し、最適なレイアウト技術を実装するために必要なすべてが含まれています。

Altium Designerのルール駆動型設計インターフェースは、基本的なPCB設計および高速レイアウトガイドラインに従いつつ、設計が大規模に製造可能であることを保証するための鍵です。Altium Designerのルール駆動型設計インターフェースにより、信号の整合性を維持し、設計意図が満たされることを保証するために、最適な高速PCB設計レイアウト技術を実装できます。Altium DesignerとAltium 365で、設計をスムーズに進めましょう。

Altium 365上のAltium Designerは、これまでソフトウェア開発の世界に限定されていた業界に前例のない統合を提供し、デザイナーが自宅で作業し、前例のない効率レベルに達することを可能にします。また、利用できる追加の高速PCB設計ガイドラインが満載のチュートリアルも多数あります。

Altium 365上のAltium Designerで可能なことの表面をかすめただけです。製品ページでより詳細な機能説明を確認するか、オンデマンドウェビナーのいずれかをご覧ください。