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    Protel世代のデザインデータを再利用する Altium Designerの登場からすでに十数年が経過しており、以前のProtelツールを目にする機会は殆ど無くなりました。しかし、Protelツールは1986年の発売から2005年まで、長期に渡って販売きれてきた為、世界中の至る所にProtelで保存されたデザインデータが残っています。 Altium Designerはこれらの古いProtelデータの読み込みをサポートしており、30年以上も前に使われていた初期のバージョンのデータであっても、読み込んで再利用する事ができます。 古いProtelデータの読み込み手順 古いProtelデータはAltium Designerのファイルを開く場合と同様に、[ファイル] - [開く] コマンドで読み込む事ができます。ただし、Protel 99 SEのDDBファイルを読み込む場合には、[インポートウィザード] を実行します。 読み込みがうまくいかない時には 多くのProtelデータは、DXFインポートウィサード Read Article
    ガーバーからAltium Designerの完全なPCBデータを復元する ガーバー(Geber)はアートワークフィルムの作画の為のフォーマットとして定着しており、市販されているPCB-CADツールでは例外なくサポートされています。このガーバーデータはアートワークフィルムの作成だけでなく、CADツールに読み込んでアートワークイメージを再現し、それを編集するという用途にも利用できます。 このガーバーの読み込み手順を、以前のブログ記事「Altium DesignerでGerber編集」で紹介しましたが、その手順によって再現される基板のデータはCAMデータの範囲を超えるものではありません。例えば、パッドスタックは再現されているものの、コンポーネントの概念は存在せず、Altium Designerの本来のPCBデータとはほど遠いものです。そして、この事はPCBデータを再利用する際に、Altium Designerが持つ機能の、ほんの一部しか利用できない事を意味します。そこで、今回は一歩前に進み、この不完全なPCBデータに対してインンテリジェントな情報を付加し Read Article
    Altium Designerで完璧なPCBスタックアップを設計する方法 過去20年以上にわたり、電子機器は複雑になり続けてきました。基板の密度は限界に達しつつあります。EMC/EMI規制は進み、より厳格化しました。高速化できる余地は小さくなりました。このため、PCBレイアウト技術者が今日のPCBを確実に設計するには、EMC、PDN、EMI、SIを十分に理解することが必要です。この記事では、PCBスタックアップを正しく作成するための考慮事項についていくつか解説します。 解説する内容 このブログでは、PCBスタックアップをどのように計画し、基板設計CADのAltium Designerで実装するかについて解説します。HSD(High Speed Digital Design、高速デジタル設計)を行うときのSIの問題を最小化するための設計最適化について検討します。 学習内容 PCBの積層材料のデータシートを理解する方法 信号層の数を推定する方法 AltiumでPCBスタックアップを設計する方法についてのいくつかの推奨事項 一般的な誤りと落とし穴 Read Article
    面パターンで繋ぐ - フィルとリジョンとポリゴン プリント基板設計では、回路図通りに正しく接続するだけでなく、信号を正しく伝える事や電流容量に対する配慮が必要になります。この為、細い均一な線幅で配線するだけでなく、広い多角形による配線が必要になります。この広い面パターンの配置はベタ塗りとも呼ばれ、GNDの配線によく利用されます。基板設計CADのAltium Designerには、この面パターンのために「フィル」「リジョン」「ポリゴン」の３つのオブジェクトが用意されています。そこで、今回はこれらの併用や使い分けの為に、それぞれの特徴をおさらいしたいと思います。 「フィル」– 狂いの無い四角形を素早く作成 フィルは、PCB-CADの機能が十分に進化していない、未成熟な段階のベタ塗りオブジェクトです。四角形しか作成する事ができず、多角形が必要な場合には、複数のフィルを貼り合わせたり、トラックを併用したりする事が必要です。 形状が単純な為、PCBデータやGerberデータのサイズを節約できますが、複雑な形状の作成は困難です。そのため Read Article
    片面基板の設計の要点 プリント基板は電子回路の配線手段として登場し、電子部品と歩調を合わせて進化してきました。 1960年代に入りトランジスタが使われるようになると、真空管時代の空中配線に変えてプリント基板が使われるようになりました。そしてその後 IC・LSI が現れ、その進化に合わせて基板の多層化が進みまました。その結果、現在のデジタル機器では当り前のように多層基板が使われるようになりました。 片面基板はプリント基板の原型であり、今では時代遅れなものに見られがちです。しかしまだ役目を終えた訳ではなく、いたるところで使い続けられています。例えば、回路規模が小さく実装スペースに余裕がある家電製品などでは、さほど実装密度を上げる必要は無く、片面基板で充分な場合があります。そして、なによりも片面基板は安価ですので、今後も需要が途絶えるは無さそうです。 そこで今回は、このシンプルな片面基板を取り上げ、設計上の要点を解説したいと思います。 片面基板の特徴と課題 片面基板では Read Article
    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でガーバー編集 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。 そこで役立つのがガーバーデータです。基板設計ツールのAltium Designerでは基板の製造に使用されるガーバー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。 ガーバー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から出力されたガーバーデータとNCデータをAltium Designerに読み込んで、再利用するための手順を紹介したいと思います。 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
    PCIe 5.0のレイアウトと配線について 高速のアドインカードやマザーボードでPCIe 5.0デバイスを対応するための、PCIe 5.0のレイアウトと配線のガイドラインを紹介します。 Read Article
    高速信号の遅延チューニングの予備知識 今後の高データ速度PCBで遅延チューニングを行うにあたって役立つ予備知識についてご説明します。 Read Article
    最先端のPCB向け高速配線のガイドライン 数Gbpsより高速なチャンネルを設計するには、正しい配線技法が不可欠です。高速PCB配線に使用可能ないくつかのガイドラインをご紹介します。 Read Article
    LTE + GNSS Asset Tracker パート2 今回のブログは、LTE GNSS Asset Trackerプロジェクトの第2弾です。パート1では、プロジェクトに適したコンポーネントを特定し、回路を設計しました。パート2では、PCBのレイアウトと配線を行ってプロジェクトを完成させます。 前回の記事で、高密度基板を作るため、この基板をできるだけ小さくするという目標を述べました。配線には6層が必要になるだろうと考えています。ただし、基板の全体的なサイズは、設計者の希望にかかわらず、最も大きいコンポーネントによって決まります。18650リチウムイオン電池ホルダーとLTEアンテナにより、この基板のフットプリントが定義されます。LTEアンテナには、スペースおよびレイアウトについて特有の要件があり、この要件と18650電池を組み合わせて長さが決まります。また、LTEアンテナのみで幅が決まります。 プロジェクトはまだ比較的小さく、コンポーネントの配置に関する限り、予想されるサイズより大きいほど、エンジニアリングのトレードオフを少なくできます。 Read Article
    クラウドのPCB設計ソリューションで特殊な海底車両の開発期間を大幅に短縮 Discover how Altium Designer + Altium 365 are helping power groundbreaking research on climate change and fostering a deeper understanding of our ecosystem with the Monterey Bay Aquarium Research Institute. 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
    インピーダンス配線をコントロールするためのプリプレグとコア使用の比較 適切な層の材料で、インピーダンスをコントロールした設計をしていますか? PCB設計のより細かい点について最初に学び始めたとき、コアは特殊な材料であるという印象を受けました。これは必ずしも真実ではありません。設計者には、要求に最も適したコア/プリプレグの配置を選択する自由があります。インピーダンス配線の制御に関して言えば、特に高周波数では、分離絶縁体としてコア層とプリプレグ層のいずれを使用するかが重要な問題になります。 それでは、どちらの層がインピーダンス配線のコントロールに最適なのでしょうか? 基板のインピーダンスをより細かく制御するには、ガラス繊維の影響を考えるに先立ち、より高い、比誘電率の均一性が必要です。また、製造後の基板の比誘電率の一貫性と予測可能性も高い必要があります。ここでは、プリプレグ層とコア層の位置を決定する際に、レイヤー構成に適した材料をどこで慎重に購入する必要があるかを説明します。 プリプレグvsコアにおけるインピーダンス コントロール コアは Read Article