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    PCB設計

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    多層基板の内層設計 電子機器の精密化に伴い、多層基板がよく使われるようになりました。多層基板は表面と裏面だけでなく、その間にも内層とよばれる配線層を持つ基板です。基板設計CADのAltium Designerでは最大48層の多層基板が設計できますが、ここではまず4層基板を取り上げて、その設計方法の要点をまとめました。 内層のネガ設計とポジ設計 多層基板は、配線密度を上げたい場合や電源配線を強化したい場合などに利用されます。電源とグランドの配線を内層で行うと、配線密度の向上と電源配線のインピーダンスの低減を同時に実現できます。 内層で電源やグランドの配線を行う場合、ポジ設計とネガ設計のいずれかを選択できます。ポジ設計では配線パターンなどのオブジェクトを実際の銅箔イメ―ジのとおりに配置しますが、ネガ設計では逆に、銅箔の無い（不要な）ところにオブジェクトを配置します。 このネガ設計は、実際の配線とは逆のイメージで編集作業を行わなくてはなりませんので、大変わかりにくく、配線には手間がかかります。しかし Read Article
    Altium DesignerでGerber編集 既存のPCBレイアウトを再利用したい場合がよくあります。しかしそのプリント基板がAltium Designerで設計されているとは限らず、思い通りにはいかない場合があります。例えば、Altium DesignerのPCBエディタは他社のフォーマットで保存されたPCBデータを直接読み込める機能を備えていますが、社外に設計を委託した場合などでは、Altium Designer ではサポートされていない形式で保存されている事も稀ではありません。 そこで役立つのがGerberデータです。基板設計ツールのAltium Designerでは基板の製造に使用されるGerberデータを読み込んで、使い慣れたPCBエディタのコマンドを使って編集する事ができます。 GerberデータはネイティブなCADデータとは違い、標準化により良好な互換性が保たれています。そこで今回は、他社のCADから出力されたGerberデータとNCデータをAltium Designerに読み込んで Read Article
    xSignalによる高速伝送路のサポート 高速伝送路では、反射による信号の劣化を避ける為にさまざまな配慮が必要です。 まず、伝送路の特性インピーダンスを整合させる事が必要です。配線パターンのフィジカル（トラックの幅と間隔・プレーンとの間隔）に一貫性を持たせ、ビアなどのスタブ要素を最小限に留めます。そして、電流ループ内のインピーダンスを全て整合させるため、必要に応じてダンピング抵抗（送端終端抵抗）や終端抵抗（遠端終端抵抗）を入れます。 そして、最適な配線トポロジーを選ぶことも重要です。高速回路では一筆書きが基本とされていた時期もありましたが、近年では配線の分岐が避けられないケースが増え、Ｔ分岐型のトポロジーがよく用いられるようになってきています。このＴ分岐型のトポロジーでは、複数の終端に対して対称に配線を行う事が求められます。 デザインルールによる高速伝送路のサポート Altium Designerは、このような高速伝送路の配線をサポートする機能を数多く備えています。例えば、等長配線や差動ペア配線ツールを備えており Read Article
    効率化の決め手はデータの再利用と共用 基板設計CADが隅々まで行き渡り、回路図を手で描く時代はとうに過ぎ去っています。しかし、ベテラン世代のエンジニアの中には手書き時代の記憶が脳裏に焼き付いている人も多いのではないでしょうか？ 鉛筆と消しゴムによる手設計の時代 CADの無い手書きの時代は鉛筆と消しゴムがエンジニアのメインツールでした。何から何まで手で描かなくてはなりません。CADのようにライブラリから部品を持ってくる訳にはいきませんので、ひとつひとつ手で描かなくてはなりません。また、部品や配線の位置を動かす場合には、消しゴムで消して書き直さなくてはなりません。 とりわけプリント基板設計は手間のかかる仕事でした。紙の上にフットプリントや配線パターンを描きながらレイアウトを仕上げて行きますので、書いたり消したりの作業を延々と繰り返さなくてはなりません。そして設計が終わってもまだ仕事は終りません。CADのようにプロッタでアートワークを作画する事ができませんので、手作業で版下を作らなくてはなりません Read Article
    PCBのグリッドシステムとPolarグリッドの活用 基板設計CADは汎用のグラフィックツールとは異なり、グリッドベースの編集システムが用いられています。 これは、クリアランスを保ちつつ能率良く編集を行う為に不可欠なものであり、編集作業はまず、このグリッドを設定する事から始まります。 CADが使われ始めた頃、PCBに実装される部品の主役はDIP-IC(Dual In Line Package)でした。このDIP-ICの端子間隔は100mil（2.54mm）であり、その端子間に何本のトラックを通すかでグリッドの設定値が一義的に決まり、指定された位置に部品を配置する場合以外には、切り替える必要は殆どありませんでした。 しかし、現在では高密度化や端子の多様化が進み、複雑なグリッドのマネジメントが必要になってきています。またスイッチの接点にもプリント基板が使われ、同心円上にオニジェクトを配置しなくてはならないケースも増えてきています。 Altium Designerはこの進化した現在のニーズを満たす、高度なグリッドシステムを備えています。 Read Article
    部品配置を能率よく行う為のヒント プリント基板設計では基板外形を設定した後、ワークスペースに部品（フットプリント）を呼び出します。そして、その部品を適正な位置に再配置し、それが終われば配線を行います。 この作業の最初の工程である部品配置は、その後の配線作業を円滑に行う為に大変重要な作業です。もし、配線作業中にスペースが足りなくなった場合には、部品を動かさなくてはならず、出来上がっている配線パターンを剥がしてやり直さなくてはならなくなってしまいます。 部品配置では多くの部品の位置決めをしなくてはならない事に加え、高い完成度が求められます。そこで今回は、この手間のかかる部品配置を能率よく行う為の方法や役立つ機能を紹介します。 回路図のレイアウトを最適化 - 基板の部品配置を回路図に反映させる 基板上に部品を配置する際には、ラッツネストを頼りに配線が最短になる位置を探しますが、電源やBUSなどの長いネットを持つ部品はラッツネストだけでは判断できず、回路図を参照しなくてはなりません。このため、回路図を描く際に Read Article
    Altium 365: クラウド対応電子機器実現の最先端 このインタビューでは、Altiumのチーフソフトウェア設計者であるLeigh Gawneに、 Altium 365と、クラウド対応電子機器の実現が設計技術者と業界全体に与える影響について考えを聞きました（2019年のPCB設計サミット「AltiumLive 2019 San Diego｣で、Leigh Gawneがチームと共同で、Altium 365を使って基板をライブで設計する様子はこちらのビデオでご覧いただけます）。 Judy Warner: Leighさん、これまでの経歴とアルティウムでの現在の役割についてお聞かせください。 Leigh Gawne: 私の肩書は年を追うごとに少しずつ変わり、自動車業界の組み込みソフトウェアとシステムの開発に携わったり、さまざまな分野のハードウェア開発技術者や、独立した設計コンサルタントとして働いてきました。 2010年に組み込み用コンピューターモジュールを提供するToradexに最高技術責任者として入社した後 Read Article
    複数のオブジェクトをまとめて編集 Altium Designerは豊富な機能に加え直観的な操作性を備えており、最小限の操作で回路図を編集する事ができます。配置済のオブジェクトの移動や属性の変更は、マウスのドラッグやダブルクリックで簡単に行う事ができ、コマンドの選択すら必要ありません。 しかし、回路図が完成に近づくにつれ、属性の編集が作業の大半を占めるようになり、短時間に回路図を仕上げるにはこの段階での作業時間の短縮が必要になります。 プリント基板CADのAltium Designerには複数のオブジュエクトの属性をまとめて編集するための機能が複数用意されています。これらをうまく利用すれば、属性変更の手間を省き、素早く回路図を仕上げる事ができます。 [類似オブジェクトの検索]機能と[Properties]パネルを使って一括変更 [Properties]パネルを使って、[セレクト]された複数のオブジェクトの属性を同時に書き換える事ができます。複数のオブジェクトの[セレクト]は、[Sift Read Article
    初公開！Altium Designer 20の新機能 Judy Warner: アルティウムのVP of Corporate MarketingであるLawrenceからインタビューを始めたいと思います。今回のリリースで最も注目すべき点はどこでしょう？ Lawrence Romine: 早くから寄せられているユーザーからのフィードバックを踏まえると、インタラクティブ配線の新機能です。これによって、Altium Designerは世界No.1の基板設計CADとしてさらにリードを広げることになるでしょう。Altium Designerの現在のバージョンで、すでにあらゆる機能を対応しているものの、Altium Designer 20では全体的なユーザー エクスペリエンスが向上しています。これまでを超える洗練されたスムーズな操作性は、どなたにもお気づきいただけるでしょう。高速設計や高密度設計では、使いやすさとスピードという点でまったくストレスなく仕事を進められます。Altium Designer 19では Read Article
    Altium Designerの日本語環境とTrueTypeの利用 今や日本でも、海外で開発されたソフトウェアが当たり前のように使われています。特に電子機器の開発に使用される専門性の高いツールは、ほとんどが海外製品です。そこで注意しなくてはならないのが日本語環境への対応です。アルファベットと数字で埋め尽くされた回路図であっても、日本語化が不十分だといろいろと不都合が出てきます。 しかし、Altium Designerでは画面の日本語表示はもちろんのこと、回路図やPCBにも日本語を自由に書き込めますので心配は無用です。 Altium Designerのユーザーインターフェイス Altium Designerのユーザーインターフェイスは、メニューとダイアログボックス、そして、ツールヒントが日本語化されています。ツールヒントとは、マウスのカーソルをツールボタンに当てた時に表示される機能説明です。ただし、初期設定は英語表示になっていますので、何もしなければ画面は英語のままです。 この英語の画面は、次の手順で日本語化できます。 Altium Read Article
    アルティウムとSimberian社のパートナーシップにより成長を続ける高速設計機能 アルティウム社員一同より新年のご挨拶を申し上げます! 今年最初の記事では、Simberian社の営業およびマーケティング責任者であるRoger Paje氏に、最近締結された当社との正式なパートナーシップについて、またSimberian社の高精度フィールドソルバーテクノロジーによるAltium Designerのレイヤースタック、インピーダンス、表面粗さのモデリングなどの新しい高速設計機能の導入支援についてのお話を伺います。これらの拡張機能はAltium Designer 19で初めて搭載され、Altium Designer 20で強化されました。今後はさらに多くの機能が搭載されることをご期待ください。 Judy Warner: Rogerさん、Simberian社について、そして同社でのあなたの役割についてお聞かせください。 Roger Paje: 弊社は、PCB構造、および基板のシグナルインテグリティー解析のための電磁シミュレーション ソフトウェアを開発しています。当社の使命は Read Article
    OnTrackニュースレター: クラウドベースのPCB設計、RFおよび設計上のヒント OnTrackニュースレター 2019年12月 第3巻第7号 Altium 365: クラウド対応電子機器実現の最先端 このインタビューでは、アルティウムのチーフソフトウェア設計者であるLeigh Gawneに、 Altium 365およびクラウド対応電子機器の実現が設計技術者と業界全体に与える影響について考えを聞きました（2019年開催のPCB設計サミット「AltiumLive 2019 San Diego」で、Leigh Gawneがチームと共同でAltium 365を使って基板を設計しました。その様子を こちら）からご覧いただけます。 記事を読む RFおよびマイクロ波回路用PCB設計入門ガイド - 基礎と資料 動画を見る 頭脳食 知識を磨く技術的なコンテンツの紹介 ブログ | 真空管アンプのシミュレーションを試す ブログ | 複数のオブジェクトをまとめて編集 Webセミナー | 2019年12月5日(木) Altium Concord Pro 部品ライブラリ管理 Altium Read Article
    CAMエディタを活用する プリント基板CADのAltium DesignerはCAMエディタを備えており、PCBからGerber出力を実行すると、出力されたGerberデータがCAMエディタに自動的に読み込まれ、アートワークイメージが画面に表示されます。 プリント基板の製造に際して設計者は、Altium DesignerのPCBデータではなく出力されたGerberデータに対して責任を負はなくてはなりません。CAMエディタはその為に必要なチェック機能に加え、テストクーポンの追加や面付け等、製造上の要件を満たす為の多くの編集機能を備えています。 そこで、今回は、このCAMエディタの機能をいくつか紹介したいと思います。 Gerberイメージの表示 CAMエディタは、PCBエディタから出力されたGerberデータを読み込んで表示します。これにより、Gerber出力の段階で発生した過りを発見することができます。 CAMエディタでは表示する層のオン/オフや拡大/縮小が自由にででき、目視による確認が容易です。また Read Article
    真空管アンプのシミュレーションを試す 電子機器に使用されるスイッチング・増幅素子は、真空管に始まりトランジスタに進化しました。そしてその後、多くのトランジスタと周辺回路を１つのパッケージに集積したIC （Integrated circuit）が現れ、集積度は急速に向上し続けています。 デジタル機器の心臓部にICが使われるようになってからもう半世紀以上経ちますが、その間の進化は凄まじく、最近のCPUには１パッケージに400億個ものトランジスタを集積したものもあり、その端子数は4,000を越えています。ちなみに、ハリネズミの毛の本数は5,000～7,000本だそうです。 このような進化の中、古いデバイスも姿を消しておらず、さまざまな世代のデバイスが使い続けられています。今では過去の遺物のように見える真空管でさえ、音を扱うアナログ機器の分野ではまだ現役を保っています。 そしてAltium Designerでは先端技術だけでなく、古い世代の技術に対してもサポートされており Read Article
    OnTrackニュースレター: Altium Designer 20の新機能の初公開、インピーダンスの測定、思考の材料 - 2019年11月 OnTrackニュースレター 2019年11月 第3巻第6号 初公開! Altium Designer 20の新機能 Altium Designer 20は2019年11月にリリースが予定されます。この製品について長年の経験を持つアルティウムのメンバーが、この最新リリースの特長について解説します。VP of Corporate MarketingのLawrence Romineと、Technical Marketing DirectorのBen Jordan（2人とも技術者）が、お気に入りの新機能と、日常的な設計作業に最も大きな影響を持つと思われる機能について解説します。 記事を読む インピーダンス計算のコントロール 動画を見る 頭脳食 知識を磨く技術的なコンテンツの紹介 ブログ | ネットリストを読み込む ブログ | シグナルハーネスで繋ぐ お客様事例 | 革新的な半導体ソリューションを提供するSTマイクロエレクトロニクス社 Webセミナー | 2019年11月21日(木) Read Article
    PDNインピーダンス解析、およびモデリング：回路図からレイアウトまで シグナルインテグリティーはよく話題になりますが、シグナルインテグリティーはパワーインテグリティーと密接に関連しています。これは、電源/電圧レギュレーターからのスイッチングノイズまたはリップルを減らすだけではありません。PCB内のPDNのインピーダンスにより、基板のコンポーネントが電源の問題が原因で設計どおりに機能しなくなる設計上の問題が明らかになります。 ここでは、PDNインピーダンス解析の基本モデルについて理解していきます。PDNインピーダンスのある程度、正確なモデルを構築できれば、コンポーネントに適したデカップリング ネットワークを設計し、PDNのインピーダンスを許容範囲内に保持できます。 PDNインピーダンス解析を行う理由 この記事をご覧の高速、および高周波設計者の方は、この質問に対する答えを既にご存じだと思います。しかし、技術的な需要の高まりに合わせ、全ての設計者が予想より早く高速および高周波設計者になることが考えられるため Read Article
    シグナルハーネスで繋ぐ 回路図エディタでは部品の端子間を接続する方法がいくつも用意されており、Wire（ワイヤー）やBus（バス）、Net Label（ネットラベル）などが良く使われます。これらの伝統的なものに加えAltium Designerには「Signal Harness」（シグナルハーネス）というユニークなオブジェクトが用意されており、これを利用して端子間の接続を行う事ができます。 これはちょうどワイヤーハーネスのように複数の配線を束ねるもので、1本のハーネスを配置するだけで一度に多数の接続を行う事ができます。 シグナルハーネスの概要 シグナルハーネスで配線する場合には、ハーネスコネクタで配線を束ね、シグナルハーネスでその束ねられた配線を引き回します。以下はシグナルハーネスを使った回路図の例です。ただ単に 2 本のコネクタの間を接続するだけの単純な回路です。 シグナルハーネスを使用した回路図 3枚の図面で構成された階層回路図。コネクタだけが置かれた2枚の子回路図を Read Article