学生にとって最適なPCB設計ツールとは何か？

今日のエンジニアリングの学生たちは、現代のエンジニアリングカリキュラムの一部としてPCB設計と製造の重要性を引き続き認識しています。つまり、関心のある学生は、設計スキルを磨くためのソフトウェアが必要になります。PCB設計ソフトウェアには、デスクトップ/ラップトップ上でネイティブに動作するものやクラウド上で動作するものなど、いくつかのオプションがあります。この記事では、これらのオプションのいくつかを見ていきます。

学生がPCB設計ソフトウェアに求めるもの

学生には、余分なデータ管理機能やしばしば「エンタープライズレベル」と見なされる統合機能なしで、初日から設計を開始するのに役立つCADプラットフォームが必要です。彼らは、標準的なCAD機能を使って回路を設計し、シミュレーションを実行し、PCBレイアウトを作成することを可能にするツールを求めています。

最も頻繁に、学生はこれらの特徴を持つPCB設計ソフトウェアを選択します：

低コスト、またはできれば無料のソフトウェア - すべての学生が予算内で生活しているので、ライセンス費用がかからないソフトウェアを選ぶのは驚くことではありません。

使いやすさ - ほとんどの学生はPCBを設計するための正式なトレーニングや教室での経験がないので、直感的な基本機能と簡単に学べる高度な機能を備えたプラットフォームを求めています。

ベンダーまたはコミュニティサポート - ツールのベンダーやオープンソースコミュニティは、例示プロジェクト、コンポーネントライブラリ、設計チュートリアルを通じてユーザーをサポートするべきです。

CADモデルへのアクセス - PCBレイアウトで何かを始める前に、ユーザーはその回路図シンボル、PCBフットプリント、3DコンポーネントパッケージのCADモデルにアクセスする必要があります。

キャリア成長の機会 - PCB設計アプリケーションの学習は、企業で高給のポジションにつながるでしょうか？ユーザーはこれらのツールで高度なハードウェアを構築できますか？

学生向けの人気のあるPCB設計ソフトウェア4選を見てみましょう：EasyEDA、KiCad、Altium Designer、CircuitMaker。

EasyEDA

EasyEDAプラットフォームはクラウドベースであり、無料のPCB設計ソフトウェアを探している趣味の人々に人気があります。基本的な回路図キャプチャ、PCB配置、シンプルなルーティング、製造ファイル作成機能を含んでおり、PCB設計ソフトウェアに期待される機能を全て備えています。

EasyEDAの主なハイライト：

• LCSCのコンポーネント在庫にアクセス
• 低層カウントボードを作成
• リジッドボードのみサポート
• 製造ファイルをダウンロードしてどこへでも持ち運び

画像クレジット：Shawn Hymel

新しいユーザーにとって便利なPCB設計アプリケーションではあるが、プロフェッショナルな環境で使用されることを妨げる大きな欠点がある。他のツールに標準で搭載されている高度なルーティング機能の欠如、業界全体のサプライチェーンやコンポーネント情報へのアクセスがないこと、ユーザーインターフェースの遅さなど、EasyEDAがプロフェッショナルに使用されない理由はいくつかある。これらの要因は、EasyEDAの使用方法しか学んでいない学生にとって、実際のキャリアチャンスを完全に排除してしまう。EasyEDAを要求する求人情報は見つからないだろう！

簡単に言うと、EasyEDAはプロフェッショナルグレードのハードウェアには不十分であり、趣味や学生のための学習ツールに過ぎない。上記の制限と多くの基本的な機能の欠如は、実際の製品を設計・製造する企業の実際の設計実践とは一致しない。

KiCad EDA

KiCadは、オープンソースコミュニティからの広範なサポートと献身的な開発者グループのおかげで、最も人気のある無料PCBソフトウェアプログラムの一つである。多くのKiCadユーザーは、より高度な機能に触れるために有料の設計プラットフォームも使用しており、これらの機能は徐々にKiCadに取り入れられている。

KiCadの主なハイライト：

• 回路図のキャプチャとPCBレイアウトを1つのアプリケーションで
• EasyEDAよりも多くの配置とルーティングツール
• ユーザーはスクリプトでカスタム機能をいくつか構築できる
• 新しいプロジェクトを始めるのに役立つコンポーネントライブラリにアクセス

年月を経てKiCadが大きく進化したとはいえ、KiCadを使用する最大の欠点は、高度で高価値のプロジェクトにプロフェッショナルとして使用されていないことであり、これがキャリアの機会を限定している。プロのPCB設計および電気工学のポジションでは、有料の設計プラットフォームがポジションの要件として圧倒的にリストされており、その中でもAltium Designerが最も人気である。

欠けている機能には、リジッドフレックスサポート、自動化された高速デジタル設計サポートツール、高層カウントデザイン、および製造リリースの作成をサポートおよび自動化する機能が含まれる。こうした点で、エンジニアはより高度なプロジェクトをサポートするためにAltium Designerのようなプラットフォームを探し始める。

Altium Designer

学生は、教育機関を通じてライセンスアクセスを得たり、研究グループの一部としてAltium Designerを使用することがよくあります。Altium Designerは、有料設計ソフトウェアプラットフォームの中で最も多くのユーザーを持つ、プロフェッショナルレベルのPCB設計ソフトウェアアプリケーションです。ユーザーは、商業的に製造可能なあらゆるタイプのPCBを設計することができます。これには、リジッドフレックス、完全に柔軟な設計、プリント回路、成形インターコネクトデバイス（MID）、およびマルチPCBシステムが含まれます。

Altium Designerの主なハイライト：

• デフォルトで高シート数、高レイアウト数、高コンポーネント数の設計をサポート
• ルーティングと分析を自動化する高速デジタル設計機能
• 完全に設定可能なルールエンジン
• リジッドフレックス、フレックス、マルチPCBシステム、HDI PCBに対する組み込みサポート

この機能リストは表面をかすめるだけで、標準ライセンスオプションでプログラムで利用可能なエンタープライズレベルの機能を含んでいません。これらの基本機能により、Altium Designerは、高度な製品を構築するエンジニアリング会社やOEMのニーズに合わせられます。これは、学生が学校にいる間にAltium Designerの使用方法を学ぶと、大きなキャリアアップが期待できることを意味します。

Altium Designerはプロのデザイナー向けに開発されましたが、スキルを向上させ、電子業界でのキャリアを準備したい多くの学生にも使用されています。KiCadと比較して、Altium Designerは生産性を大幅に向上させます。Altium Designerの組み込み機能の多くは、設計を開始するとすぐに動作しますが、KiCadでは同じ機能を得るためにユーザーがカスタムスクリプトを書く必要があります。

CircuitMaker

CircuitMakerは、Altium Designerに見られる多くの同様の機能を実装した無料のPCB設計アプリケーションです。それは、大規模な組織に必要な高度なエンタープライズレベルの機能の多くを取り除き、代わりにユーザーに強力なルーティングツールを備えた合理化された設計体験を提供することに焦点を当てています。これは、通常、学生、趣味人、および新しいデザイナーによって設計される、中程度のレイヤー数を持つリジッドPCBに焦点を当てています。

CircuitMakerの主なハイライト:

• Altium Designerに見られる同様のプロフェッショナルツールセット
• 迅速な配置、ルーティング、およびコンポーネントの作成
• マルチシートの回路図設計および高層カウントPCBサポート
• 機械設計のためのFusion 360への共同設計

以下の表は、CircuitMakerとAltium Designerの機能比較を完全に示しています。重複する機能は、メニュー/パネルアクセス、効果、およびキーボードショートカットの点で本質的に同じです。これらのツールは、まったく同じワークフローを実装し、類似したデータ形式を持っています。

 

一部の機能に類似性と重複があるため、CircuitMakerはPCBデザイナーや電気エンジニアとしてプロフェッショナルに働きたい学生にとって優れたキャリアの展望を提供します。CircuitMakerのツール機能とワークフローはAltium Designerの機能と密接に一致しており、Altium Designerのプロフェッショナル機能への移行を迅速かつシームレスに行うことができます。

CircuitMakerで学習を始めよう

CircuitMakerはもともとAltiumによってメーカーコミュニティ向けのPCBデザインツールとして製造されました。しかし、PCBデザインを学びたい学生にとっても優れたデザインアプリケーションです。CircuitMakerが本当に素晴らしい点は、それが基本的に「Altium Designer Lite」アプリケーションであり、多くの同じ機能を持っていることです。いくつかの高度な機能は削除されていますが、コアのスキーマティック、配置、ルーティング、ライブラリ機能はすべて含まれています。

Altium Designerで作業を開始する準備が整ったら、CircuitMakerの設計をAltium Designerに移動するのは非常に簡単です。Altium DesignerはCircuitMakerのファイルを直接開いて変更することができます。異なるベンダーのCADツール間の変換とは異なり、変換された設計に修正や更新が必要になることはありません。インポートされた設計にAltium Designerで直ちに取り組むことができます。

Altium Designer学生ライセンスでキャリアを築く

学生にとって無料のPCB設計ソフトウェアは理解できますが、高給のプロフェッショナルなポジションには、有料ソフトウェアにしかない設計機能が必要です。電子業界全体で最も需要の高いPCB設計プラットフォームであるAltium Designerを学ぶことは、非常に価値があります。

ありがたいことに、有効な教育機関のメールを持つ学生は、Altium Educationで無料の学生ライセンスを取得し、非商用利用のためのソフトウェアへの即時アクセスを得ることができます。Altium Designerは、小規模なエンジニアリング会社、大企業、成功した起業家に要求される次のレベルのPCB設計ソフトウェアへのアクセスを学生に提供します。

• スキーマティックエディターでの統合SPICEシミュレーション
• LTspiceおよびPSpiceプロジェクトのインポートサポート
• 標準コンピューティングインターフェース（DDR、MIPI、Ethernetなど）のための自動化された信号整合性機能
• 高度な半自動および完全自動ルーティング機能
• 複数の場所でのコンポーネント在庫およびライフサイクルの直接表示
• 製造ファイルエクスポートプロセスの自動化
• Altium Draftsmanでの自動化された図面作成
• 自動化されたIPC準拠のフットプリント作成

上記のリストで「自動化」という言葉が何度も出てくることに読者は気づくでしょう。これは、より単純なタスクが半自動化または完全自動化されることが多いが、検証ループから人間を取り除くことなく、という意味です。

これらの機能は、KiCadやEasyEDAでは非常に難しい、または単純に不可能な、より高度なタスクを可能にします。次のセクションでは、商業プロジェクトで一般的な例を示します。

高度な設計タスクの例：DDRルーティング

Altium DesignerがEasyEDAやKiCadよりも大きな改善を提供することを見るために、より高度な設計で必要とされるタスクを考えてみましょう：DDRルーティングです。今日の電子機器において、DDRルーティングは必ずしも「高度な」ものではありませんが、多くのデジタルシステムや商業製品で必要とされるものです。ここでAltium DesignerはCircuitMaker、EasyEDA、KiCadと一線を画します。それは、ルール作成、ルーティング、タイミングの自動化を支援するからです。

DDR3およびそれ以上の高速バスについては、設計者はルーティング中に3つの主要なタスクを実行する必要があります：

• バスタイミングの制約を定義する
• ルーティング中にトレースインピーダンスを自動的に適用する
• 理想的には手動での長さ調整なしにネットを遅延マッチさせる

xSignalsツールと組み込みのルーティング機能を使用することで、設計者はこれらのタスクを迅速に実行し、DDRインターフェースをルーティングし、タイミングを合わせ、設計ルールに対して検証することができます。これらのタスクはKiCadで手動ルーティングに何時間もかかる可能性があり、EasyEDAでは同じレベルの調整と検証が不可能です。

 

教育ライセンスで始める

教育ライセンスのアクセスを得てこれらのツールの使用方法を学ぶ学生は、無料ソフトウェアのみを使用する他の学生よりも大きな利点を持っています。Altium Designerの完全な機能セットは、今日の先進的な電子機器に取り組む企業から求められています。ですから、もしあなたが学生で、PCB設計ソフトウェアパッケージを探しているなら、無料ソフトウェアに誘惑されないでください。代わりに、あなたのスキルと就職の見込みを向上させる設計プラットフォームの使用に焦点を当ててください。

デザイナーとしてのキャリアを進めたいなら、Altium Designerの学習と使用を始めるべきです。信頼性の高い電力電子機器や先進的なデジタルシステムを構築する必要がある場合は、Altium EducationまたはAltiumの専門家に相談して始めましょう！

よくある質問

私は学生または趣味でやっています。学生にとって最適なPCB設計ツールは何ですか？

Altium Designerのライセンス費用を正当化できない場合、最良の選択肢はCircuitMakerです。これはAltium Designerのコア技術に基づいて構築された無料の回路図+PCBレイアウトツールで、Altium 365パーソナルスペースを通じてオンラインでのコラボレーションとプロジェクトの保存が可能です。CircuitMakerは、ライブラリツール、数百万のメーカー検証済みコンポーネントへのアクセス、CircuitMaker内でのディストリビューター在庫の即時可視化のおかげで、KiCadよりも多くの機能を提供します。

学生はAltium製品の教育ライセンスにアクセスできますか？

はい、学生は機関のメールアドレスを使用してAltium Designerの学生ライセンスにアクセスできます。education.altium.comで詳細情報をご覧ください。

趣味や学生の作業にCircuitMakerをKiCadの代わりに使用する理由は何ですか？

CircuitMakerを使用する素晴らしい点は、ワークフローがAltium Designerに非常に似ているため、Altiumのより高度な商用ツールへの移行にユーザーを準備することです。

キャリアで前進していることを確認したいです。Altium製品の使用方法を学ぶことで、私の就職の見通しはどうなりますか？

CircuitMakerの大きな利点の一つは、Altium Designerと同じワークフローとツールを使用しているため、定期的な仕事の一部としてAltium Designerを使用する準備が整うことです。対照的に、KiCadは高給の仕事で必要とされるスキルとしてはめったに挙げられません。

PCB設計を学ぶのに役立つオープンソースのPCBプロジェクトにはどこでアクセスできますか？

オープンソースの設計にアクセスするための素晴らしいリソースはGitHubです。多くのユーザーが標準のオープンソースライセンスの下で無料ダウンロードできるように自分のPCB設計プロジェクトを公開しています。GitHubには多くのコンポーネントライブラリも利用可能です。

PCB設計を学ぶのに役立つ例示プロジェクトにCircuitMakerでアクセスできますか？

はい、CircuitMakerはCircuitMakerのウェブサイトを通じて例示プロジェクトへのアクセスをユーザーに提供しています。ユーザーは自分のプロジェクトを公開して無料ダウンロードできるようにすることができます。