電源ネット管理：回路基板のベストプラクティス
最近のBugCrunchアイテム（電源入力対出力）は、Altium Designer®での長年にわたる電力管理の問題を提起しました。PCB製造は、ビア、はんだマスク、はんだなど、考慮すべき項目が多いため、複雑なプロセスになり得ます。私たちが同じページにいることを確認するために、作業を開始する前にPCB組立に関するいくつかの意見があります。
いつものように、皆さんの考えやコメントに非常に興味があります。これに関して私たちが行うことが現実の役に立つことを確実にすることが私の目標です。
まず、問題を私がどのように見ているか、そしてそれをどのように対処すべきだと思うかを説明させてください。
今日のAltium Designerでは、電源ピンは一般的に電力の使用者を示すために使用されます。電源ピンはERCの時に他のピンとは異なる扱いを受けることができます。
しかし、完全な電力分配システムを簡単に識別して管理することはできません。
その結果、電力不足のコンポーネントやショート（多くの人を夜も眠れなくさせることでしょう）のような致命的なエラーを避けるためには、より高いレベルの注意が必要です。
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PCB設計レベルでは、電力を分配するネットのセットを「電力ネットワーク」と呼びます。同様に、電流をグラウンドに集めるネットのセットも別の「電力ネットワーク」を構成します。
これらの電力ネットワークのそれぞれにおいて、外部電源リソース（電力を供給する電源またはグラウンドへの接続）に接続するユニークなポイントがあります。このポイントに接続されたネットは、真の電力ネットです。
また、これらの電力ネットワークのそれぞれにおいて、（電流制限抵抗、ネットタイ、ヒューズなどの）数々の「透過」コンポーネントがあり、ネットワーク全体の観点からは、一つのネットを別のPCB設計者に接続する（ただし、特定の必要特性を持つ接続）だけのものです。
以下は、プリント基板レベルでのそのような電力ネットワークの抽象的な表現です。
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上の図では、トレースネットは赤で描かれ、赤いボックス内のネットが全体の電力ネットワークを構成しています。このネットワーク内では、電力ネット指令が「Main PWR」というネットを、実際に電力が供給されるユニークなネットとして識別します。
ネットは青で描かれ、青いボックス内のPCBレイアウトの電源ネットは別の全体の電源ネットワークを構成します。このネットワーク内では、電源ネット指令が実際に地面に接続されている唯一のネットである「Main GND」としてネットを識別します。
各電源ネットワーク内で、一つのトレースネットのみがプリント基板上の電源ネットとして識別されます。また、電源関連のオブジェクトを含む各ネットは電源ネットワークの一部であるべきです。
プリント基板プロジェクトの回路図では、「電源ネット指令」と呼ばれる新しい指令が利用可能になります。特定のネットに配置されると、それを外部電源リソースに接続する電源ネットワーク内の唯一のネットとして識別します。
この新しい指令は、簡単に識別できるようにこのように見えるかもしれません。
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また、「Part See-Through」と呼ばれる新しい回路図オブジェクトが導入されます。
それは、同じ部品の2つのピンのホットスポットを選択して配置され、それらをリンクします。
そのグラフィカルな表現は、このようなものになるでしょう（これは線と楕円弧のオブジェクトを使用して描かれました）。
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部品の透過表示の色、厚さ、線のスタイル（実線または点線）、形状（弧または直線）は制御可能であり、それらのグラフィカルな側面を決定します。配置時に、部品の透過表示は対象とする部品と自動的に「結合」されるため、一緒に簡単に移動できます。
実際には、部品の透過表示の役割は、「2つのネットのグループ」に2つのネットを結合することです。その結果、部品の透過表示のグループは、電源ネット指令と組み合わせて使用することで、全体の電源ネットワークを定義します。
ネットタイのコンポーネントは、デフォルトで完全に透過表示されることに注意してください。
すべての標準編集および管理システム（ダイアログ、インスペクター、リスト、クエリ、スクリプトのためのパラメータ化）は、これらの新しいオブジェクトとフィールドをサポートする必要があります。
これらの要素に基づき、システムは電源ネットワークに関するある程度の知識を収集し、有用な方法で報告することができます。
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新しいコンパイルエラーは、製造されたボードでエラーを引き起こす可能性のある矛盾した状況を示すことができます。
- PCBレイアウトの電源ネットに電源ネット指令がありません。
- 電源ネットワーク上の電源ネット指令の競合。
- 電源ネット上の電源ピンがありません。
- ローカル電源ネットが不足しています。
また、プルアップやプルダウンの場合、入力ピンへの電力供給エラーやドライバーがない入力ピンのエラーは、より賢く扱うことができます。関連するネットが適切に宣言された電力ネットワークの一部である場合、これらのエラーは抑制できます。
また、宣言された電力ネットワークに基づいてネットクラスを生成することができます。
最終的に、電力ネットワークはこの目的のためにフォーマットされたレポートで正確に記述することができます。
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電力ネットワークレポートには以下の情報が含まれます：
- 特定の電力ネットワークに関与するネットのリスト
- 電力ネットワークに関与するコンポーネントとその透過ピンペアのリスト
- 特定の電力ネットワークの電力ネットの詳細。
- ネットワーク全体の「境界ピン」のリスト。
将来的には、この知識を最初に回路図の表現を改善するため（電力ネットワークに基づいた自動ワイヤーの色分けを通じて）、しかし最も重要なのはPCBレイアウトレベルで、電力ネットワークを簡単に識別し管理するためにも有効活用できます。部品の透過を、減衰抵抗を含む信号ネットの長さを管理するなど、他の目的にも使用できます。
したがって、これがこの段階でのこの問題に対する私の見解です。いくつかの部分が欠けているか、場違いかもしれません。
たとえば、部品の透過表示や電力ネットの指示、新しいコンパイルエラーやレポートに関するフィードバックに特に興味があります。
この情報を使用する他の有用な方法もあるかもしれませんが、私はまだ思いついていません。
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最後に、「電力ネット」（特に「電力ネット指示」において）という用語について少し不安があります。一般的にはその目的を果たしていますが、少し「刺激」が足りないように感じます。もっと良い提案があれば、ぜひ提案してください！
この問題に関わってくださることに事前に感謝します - 大変価値を置いています。
こちらにコメントをお願いします。
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