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オートルートするかしないか-失敗した設計自動化の歴史 オートルーティングか、それともオートルーティングなしか？ 失敗した設計自動化の歴史 1 min Thought Leadership EDA設計自動化の完全な歴史と、1980年代から今日にかけてのPCBオートルーティング技術の進化について学びましょう。 エレクトロニクスの世界へようこそ。2016年です、そして私たちは人類の歴史の中で他のどの時代よりも技術的な洗練を目の当たりにしています。ただ今年だけで、自動運転車が公共の領域に導入され始め、ロケットが再利用のために宇宙から精密に着陸され、ムーアの法則はその終わりなき成長軌道で続いています。しかし、このすべての技術進歩の中で欠けているものが一つあります、それはまともなPCBオートルーターの比較です。 オートルーターの本当の問題 エンジニアがCADの意味を知っている限り、PCBオートルーターは存在していましたが、密集したPCBレイアウトを作成することに関わる設計者は、この自動化技術の実装をほとんど完全に無視してきました、それも当然のことです。オートルーティングのアルゴリズムは、最初に導入されて以来、あまり変わっていません。 技術が停滞し、さまざまなパフォーマンスと設定構成を提供するEDAベンダーがオートルーティング技術を提供している状況では、オートルーターが普及しないのも不思議ではありません。エンジニアリング時間を節約し、ワークフローを向上させることを目的としていたこの技術は、熟練したプリントボードデザイナーの専門知識や効率に対抗するためのゲームを強化していません。これがオートルーターが提供するすべてなのでしょうか？ オートルーティング技術の初期 EDAベンダーによって生産された最初のオートルーターは、成果とパフォーマンスが悪いことで特徴づけられました。信号の整合性を保つためのガイドラインや設定をほとんど提供せず、プロセスで過剰な量のビアを追加することがよくありました。この初期技術の問題をさらに悪化させることに、オートルーターは厳格なX/Yグリッド要件に限定され、層に偏見がありました。 これらの制限の結果、ボードスペースが一般的に無駄にされ、エンジニアはバランスの取れていないPCBレイアウトの混乱を片付けることになりました。オートルーターから最適化されていないPCBレイアウトを修正するためにエンジニアが投資する時間は、手動でボードをルーティングするよりも多くの時間を要しました。最初から、オートルーティングは良いスタートを切っていませんでした。 グリッドレスオートルーティングの例 [1] 80年代のオートルーティングの進歩 年が進むにつれて、オートルーティング技術はわずかに改善されただけで、品質はプリント基板設計者の期待に追いついていませんでした。依然として、誤ったボードレイアウトスペース、レイヤーの偏り、過剰なビアの問題が残っていました。この技術の進歩を助けるために、EDAベンダーは新しいグラウンドプレーンコンポーネントやボード技術を採用し始め、信号整合性要件の達成を容易にしました。 このオートルーティング開発の時代を一言で表すならば、ハードウェアの制限による障害でしょう。オートルーターのアルゴリズムは、専用のCPUや追加のメモリを使用せずにグリッドサイズを小さくしてルーティング品質を向上させることができませんでした。ハードウェアベースの解決策がない中で、EDAベンダーは形状ベースのオートルーティングの回路図キャプチャを含む他の方法を探り始めました。 これらの新しい形状ベースのオートルーターは、以下の方法で基板製造と信号整合性要件を満たすのに役立ちました： コンポーネント間の効率的な相互接続の作成 オートルーティングプロセス中に追加されるビアの数を減らすことでPCBコストを削減 PCB上のレイヤーを減らしながらスペーシングを増やす これらの進歩にもかかわらず、オートルーティング技術は依然として最善とは言えない中途半端なものでした。EDAベンダーがハードウェアの制限を克服しても、PCB設計者はオートルーティング設計技術の採用について依然として懐疑的でした。 迷路オートルーティングの例 [2] 記事を読む
高速設計プロセスを自動化する方法 高速設計プロセスを自動化する方法 1 min Thought Leadership ネットの個々のセグメント長、ビアの深さ、またはピンの長さをスプレッドシートで追跡するのは、負担になることがあります。Altium Designer®の新技術を使って、高速設計プロセスを自動化する方法を学びましょう。 高速設計は、電気エンジニアが取り組むことができる最も難しい課題の一つです。高速信号がどのように反応するかに影響を与える要因は数多くあります。一般的な誤解は、高速設計はシステムクロック周波数の機能であるということです。これは事実ではありません。むしろ、高速は立ち上がり時間、PCBスタックアップによるインピーダンス制御、トレース幅、および終端によって決定されます。 高速スイッチングは、エンジニアとPCB設計者にとって本質的に2つのことを意味します： 信号整合性の問題 反射、クロストークなど 信号整合性の目標は、制御されたインピーダンスのルーティング、終端、およびPCBスタックアップを通じて達成されます。 タイミング制約 複数の信号がほぼ同時に目的のピンに到達することを保証します 信号経路のルート長を一致させます 高速設計の古い方法 過去、エンジニアは信号整合性とタイムコンストレイントの問題に対処するために、すべてをスプレッドシートで追跡する必要がありました。これにより、ネットごとの各個別セグメント長、ビアの深さ、抵抗器の長さ、ピンの長さを追跡することができました。それぞれのネットについてすべてを合計し、必要に応じて信号長を追加した後、グループ内のすべてのネットの長さを均等にすることができました。これは、煩雑で時間がかかる古い方法の長さ合わせです。 スプレッドシートでデータを追跡する時間を無駄にせずに、長さや長さの一致などの関連する設計ルールを自動的にスコープできたらどうでしょうか？ 無料の高速設計とxSignals®ホワイトペーパーをダウンロードして、高速設計プロセスを自動化する方法を学びましょう。 記事を読む
PCB ECOワークフローを簡素化・自動化する方法 PCB設計環境の自動化：PCB ECOワークフローを簡素化・自動化する方法 1 min Thought Leadership 回路図とPCBレイアウト設計の変更に異なるプログラムを使い分けることは、時間とお金の両方を消費します。Altium Designer®は、コンポーネントリンクを使用して回路図とPCB間でデータを自動的に転送する統合設計システムでこの問題に対処します。ECO手順を自動化することで生産性を向上させるコンポーネントリンクの詳細について読み進めてください。 回路図からPCBへ、またはその逆へのデータ転送は、伝統的に複数のツールやソフトウェアにまたがる作業です。ECOを生成することは通常、あるプログラムから設計の一部をエクスポートして別のプログラムにインポートすることを含み、これは煩雑でコストのかかるプロセスになりがちです。データのインポートやエクスポートを一切行わずにECOワークフローを自動化する方法があったらどうでしょうか？PCBワークフローを簡素化する方法を見てみましょう。 コンポーネントリンクで接続を保つ Altium Designerの主な利点の一つは、設計プロセスのすべての側面を扱うことができる単一の統合環境を提供することです。Altium Designerは、回路図エディタとPCBレイアウトをコンポーネントリンクで統合することにより、ECOの生成時の自動化を実現します。 コンポーネントリンクは、回路図エディタとPCBレイアウトを結びつけるものです。回路図とPCBの間の接続を確立するために、Altium Designerは設計に配置された任意のシンボルにユニークIDを自動的に割り当てます。このユニークIDは、PCB上に配置された際にシンボルを関連するフットプリントにリンクし、設計プロジェクトの回路図とPCBをスキャンしてこれらのリンクされたコンポーネントを見つけます。コンポーネントリンクを使用すると、次のことができます： 回路図からPCBレイアウトへのデータを自動的に双方向転送します。 設計データのインポートとエクスポートを行わずに、簡単にECO（エンジニアリング変更命令）を実行できます。 設計のすべての側面を単一の統合環境で扱えます。 設計の変更は、2つのプログラム間でデータを転送するような些細なタスクで複雑になるべきではありません。当社のPCB設計ソフトウェアは、コンポーネントリンクを利用して回路図とPCBレイアウト間のプリント基板設計のすべての側面を通信することで、プロセスを簡素化します。 ECOプロセスを簡素化するためにコンポーネントリンクがどのように使用されるかに興味がありますか？ コンポーネントリンクでECOを自動化するについての無料ホワイトペーパーをダウンロードして、詳細をご覧ください。 記事を読む
PCB設計に関する7つの一般的な誤解 PCB設計に関する7つの一般的な誤解 1 min Thought Leadership PCB組み立てを何年も経験しているあなたなら、デカップリングキャパシタやはんだマスク、回路図記号をよく知っているはずですよね？ さあ、覚悟してください。これまであなたが思っていたプリント基板設計に関するすべてを覆すかもしれません。まあ、すべてではありませんが、7つのことです。設計時には、教えられたこと、聞いたこと、自分で学んだこと（直角はPCBの酸の罠？）など、もはや当てはまらない特定の誤解を持っているものです。これらの誤解に固執することは、設計にとって障害となり、不良基板や現場での故障、さらには全体的な生産コストの増加につながる可能性があります。時々、教えられた経験則や標準設計ガイドラインを見直し、現在の設計環境でそれらが意味をなすかどうかを確認することが不可欠です。 プリント基板設計の7つの誤解 1. 剛性回路とフレキシブル回路は同じ設計ルールを持っています。材料は異なりますが、機能性は同じなので、設計図に大きな違いはないはずですよね？ 考えているよりも多くの違いがあります。一つには、フレキシブル回路は折り曲げられた時の位置的なストレスを最小限に抑えるように設計する必要があります。基材の寸法安定性にも違いがあります。剛性回路の設計をどれだけよく知っていても、フレキシブル回路を始めたばかりの場合、追いつく必要があります。 Via in Padが回路基板を損傷する。特定の状況では、これが真実になることがあります—適切に使用されない場合です。Via in padをキャップしない、または（反対側から）マスクしない場合、めっき化学薬品が閉じ込められる可能性があります。しかし、それでも、多くの設計者が言うように、完全にvia padを避ける理由にはなりません。実際、via in-padは多くの重要な用途を持っています。それらは、バイパスキャップを近くに配置するのに適しています。また、熱管理やグラウンディングに役立ち、任意のピッチBGAのルーティングを容易にします。Via in the padを恐れる必要はありません。適切な ガイダンスがあれば、特定の状況で素晴らしいツールになることができます。 3. PCBの酸トラップは90度の角度です。これはかつて真実でした。PCBが酸でエッチングされていた時、90度の角度は角に酸を溜め込み、問題を引き起こしていました。そのため、PCBはほぼ45度の角度で設計されていました。しかし、現在ではエッチングに酸ではなくアルカリが使用されるため、PCBの酸トラップはもはや問題ではありません。90度の角度を自由に使用してください、それらはもはやPCBの酸トラップではありません！ 5 記事を読む
デザインレビュープロセスの自動化方法 デザインレビューワークフローとプロセスを自動化する方法 1 min Blog 適切なツールがなければ、典型的な設計レビューワークフローは終わりのない障害、エラー、時間のかかるプロセスで満たされてしまいますが、そうである必要はありません。Altium Designer®で設計レビューと比較プロセスを自動化する方法を学びましょう。 小型でより高機能な電子機器への需要の増加は、より複雑で密集したPCBの開発を大きく推進しています。EDAソフトウェアは定期的に更新されてPCBボード設計の複雑さに対応していますが、ボードデザイナーはソフトウェアによって行われたすべての設計変更をレビューし、承認しなければなりません。しかし、PCBレビュープロセス中にこの情報をボードデザイナーに効率的に提供するための取り組みはほとんど行われておらず、レビュープロセスでの時間の無駄遣いとエラーにつながっています。 設計レビュープロセスの障害 設計の違いを特定することは別の問題を引き起こします：EDAソフトウェアはデータを見つけてボードデザイナーに提示しますが、どの変更を承認し、どの変更を却下するかを決定するのはユーザーに委ねられています。数千に及ぶ異なる設計変更がある大規模なプロジェクトでは、厳しい締め切りと合わせて、ユーザーの不確実性に対する余地はまったくありません。 特定の変更を承認する際、ボードデザイナーはまず、その変更が全体の設計スキームに実際に合致しているかどうかを判断する必要があります。これは、リスト上の各個別の設計変更に対して、彼らが不確実性を克服しなければならないことを意味します。これは、EDAソフトウェアの評価に費やされる時間の大幅な無駄であり、ボード変更のレビューを行う代わりです。 設計レビューを簡単にする Altium Designerは、設計レビューと比較プロセスを簡単にするためのシンプルでありながら強力な組み込み比較ツールのセットを実装しました。 物理的および電気的PCB設計比較を容易にする無料のホワイトペーパーをダウンロードして、今日からあなたの設計レビュープロセスを自動化する方法を学びましょう。 記事を読む
Draftsman: ソフトウェアにドキュメント作成をさせよう Draftsman: ソフトウェアにドキュメント作成をさせよう 1 min Blog 最後のルーティングを終え、最後のビアをステッチし、最後のプアを行いました。ついにその基板の作業が終わりました — お祝いする時です！（または、次のプロジェクトに移る時です。） 待ってください！まだ終わっていません。 まだ、文書作成が残っています - 製造図面、組立CAD図面、製造工場があなたの慎重に作り上げた芸術作品を実際の電子製品に変えるために必要なすべてのものです。残念ながら、PCBレイアウトソフトウェアでアクセスできるツールは、このプロセスを長く、手動で、おそらくエラーが発生しやすいものにするでしょう。それはなぜでしょうか？EDAベンダーは何年にもわたり、多大なお金をかけてPCB設計プロセスを改善してきました。ルーティングは以前よりも速く、簡単になりました。フットプリントの作成？問題ありません。そのためのウィザードがあります。しかし、CAD図面を作成するところになると、私たちは90年代（あるいは80年代）に戻ってしまいます。 PCB Design School提供の画像 [1] 文書化：悪いこと、もっと悪いこと、最悪なこと 年月を経るうちに、設計サイクルのどれくらいがドキュメント作成プロセスによって消費されるかについての見積もりを聞いてきました。保守的な数字では10%ほど低いですが、他の統計では最大40%にもなると言われています！それは、設計に何の価値も加えないものに、驚くべき量の時間を費やすことを意味します。そうです – 良いドキュメントは、設計に絶対に価値を加えません。あなたがPCB設計システムに入れたものよりも良くすることはありません。最善を尽くせるのは、あなたが行ったことを適切かつ正確に紙に、またはファイルへの印刷（PDF）の形で仮想的な紙に転送することです。これにできるだけ少ない時間を費やし、あなたが情熱を持っている（そして報酬を得ている）こと — 設計に戻るべきです。もちろん、手を抜くわけにもいきません。不十分なドキュメントの結果として生じる可能性のある問題には、製造工場との往復のメールや電話による時間のロスから、誤って製造された基板に至るまで様々です。どちらもあなたを良く見せるものではありません。 文句を言っても始まらない。では、その図面エディターに取り掛かりましょう。願わくば、シートの境界線をどこかのライブラリに保存しておいたことでしょう。さもなければ、手描きでワクワクするような1時間が待っています。もしかすると、MCADの人がDXFで何か持っているかもしれませんね。前回の設計からコピー＆ペースト？それでやるしかないでしょう。（待って、それって製造業者から古いIPC規格を指摘されて連絡があったやつだっけ？）それでやるしかない。次に進みましょう！ トップビューとボトムビューを含む組立図を作成しましょう。全てを一枚のシートに？いいえ、その方法ではできません。PCBに素敵なSTEPモデルを 追加したので、ボードのプロファイルを見るために側面ビューを追加してください。同じファイルで？うーん、それもできないようです。JPEGで妥協するしかありませんね。もっとコピー＆ペーストが必要かもしれません。CAD図面を得るためには、どのレイヤーをオンにする必要がありますか？この小さなプレビューウィンドウでは、詳細が表示されないので判断が難しいです。ファイルに印刷（PDF）して見てみましょう。うまくいかない？もう一度やり直しましょう。時間はありますよ。 記事を読む
テストまたはDFTの設計に成功する方法 テストまたはDFTの設計に成功する方法 1 min Thought Leadership プリント回路基板が完成するまでにかかる全コストは、ブランクPCBの製造コスト、コンポーネントのコスト、実装コスト、テストのコスト、のように複数の基本カテゴリに分類できます。最後に出てきた、完成した基板をテストするのにかかるコストは、製品全体の合計製造コストの25%から30%を占める場合があります。 テストカバレッジを最大化し、PCB製造エラーおよびコンポーネント障害に関する欠陥を迅速に分離できるよう、製品を設計することによって、DFTは収益性のある設計として最高のものとなります。基板のテストカバレッジを確実に最大化するために、従うべき設計の最善の方法はいったい何なのか? 確認してみましょう。 いつでも事前に計画する 設計を計画するときに聞く最初の2つの質問は次のとおりです。 誰が実装をテストしますか? 機能は何ですか? DFTガイドラインは最初のレイアウトの計画で役に立ちます。しかしながら、契約製造元（CM）に直接連絡して、知識のあるテストエンジニアと特定のニーズについて議論するのは良い考えです。テストエンジニアは機能について議論することができ、提供できるものとは異なるテスト方法論があることを気づかせてくれます。 バウンダリースキャン（JTAG）、自動ICTテスト、X線断層撮影（AXI）および目視検査（マニュアルおよびマシンビジョン）の組み合わせにより、最も包括的なテストカバレッジを実現します。また、これによりPCB製造プロセスについて即時フィードバックが得やすくなり、ワークフローを必要に応じて迅速に修正し、欠陥コンポーネントを特定して取り除くことができます。 インサーキットテスター（ICTテスト） テストカバレッジの決定 次に、完成品の品質を保証するためには、どのテストカバレッジが必要かを検討する必要があります。アプリケーションと実際のコストの制約から、利用可能なテスト機能の全てを使用することが必要な場合と、そうでない場合があります。例えば、地球の周りを公転する衛星を調査する場合、可能な限りのタイプのテストを実施して、修理できない環境でも、数年にわたって完成品が確実に機能するのを保障しようとするでしょう。しかし、ミュージカルの挨拶状を作成する場合は、シンプルな必要最低限の機能テストだけになるでしょう。 どのテストカバレッジが一番良いのでしょうか? 完成したプリント回路基板のテストフェーズで、全てのコストの最大30%を占めます。そのため、PCB設計ソフトウェアにおいて、DFTプロセスを計画し戦略を練ることが以前にもまして重要になっています。そこで、最初に製造者の能力を知り、品質の高い完成品を保証するためにテストカバレッジに何が必要かを考えます。 フリーのテスト容易化設計（DFT）ホワイトペーパーをダウンロードして、 利用可能なテストカバレッジとどのPCB設計が最適であるかを学びます。 記事を読む