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正確な出力ジョブファイルを使って設計の意図を伝える 正確な出力ジョブファイルを使って設計の意図を伝える 1 min Blog ​ 以前のブログ記事 では、実装図面や製造図といった専門的なPCB 設計文書がいまだに手動で作成されていること、そしてAltium のDraftsman などのツールを使って、そのプロセスをどう自動化できるのかについてご紹介しました。残念ながら図面の作成は、完成した設計文書を製造部門にリリースする際に、設計者が直面する難題のひとつに過ぎません。部品表、ガーバーやドリル、ODB++ などの実装ファイルのほか、回路図ページのプリントといった膨大な量のドキュメントや製造ファイルの出力作業も待っています。実際のところ、2017 年に発生する手動作業の分量は予想よりも増えています。これを自動化してくれるソフトウェアを使って、仕事を効率化する手がないでしょうか。 正確な出力ジョブファイルの重要性 設計の意図を正しくはっきりと製造部門に伝えるには、正確な出力ジョブファイルを提供することが極めて重要ですが、出力ファイルを手作業で作成するのは面倒で厄介な作業です。予算内で期日通りに製品をリリースしなければならないときに、何時間もぶっ通しで製造の出力ファイルを作成することは、かなりのストレスを引き起こします。このプロセスを自動化し、他の設計作業にもっと時間をかけられるとすればどうでしょう？ チェーンの使用 大半のユーザーが経験するのは、設計の各段階– （回路図の設計やPCB のレイアウトなど）– が単一の実行可能プログラムによって処理される「ポイントツール」や「ツールチェーン」という問題のあるアプローチの利用です。ファイルやネットリストのパスを除き、こうしたアプローチは他のプログラムとほとんど、あるいはまったく関与しません。 設計の内容を包括的に理解してくれるシステムがないため、回路図のプリントや部品表を生成するためには回路図のプログラムを開くことになり、ベアボードや残りの実装ファイルにはPCB ツールが使われることになります。こうした環境でバッチ出力を実行できる場合もあるでしょう– 回路図の生成にはこことここをクリックし、部品表の生成にはこことここをクリックするといった具合になります。 ツールチェーンを突破する PCB 記事を読む
エンジニア向けPCB設計ガイド パート2 - PCBの計画立案 エンジニア向けPCB設計ガイド パート2 - PCBの計画立案 1 min Blog PCBデザイナーとして、1枚または複数のプリント基板の開発計画を立てることは、大変な仕事になり得ます。プロジェクトの開発に使用される他のソフトウェアツールがたくさんあります。チーム内の人材の進捗を追跡するために使用できるツールから、プロジェクトを実現するために内部および外部のリソースが使用するソフトウェアツールまで。高速コンポーネント、はんだマスク、コンポーネントの配置はどうでしょうか？電子製品の中心であるプリント基板を実現するために必要なドキュメントを賢くまとめるために使用されるツールほど重要なものはありませんでした。次のプロジェクトを簡単にするために、設計ツールで何を探す必要がありますか？PCB計画ガイドについて読み進めてください。 PCBデザイン：集中させるか、させないか プロジェクトを完了させ、設計目標を達成することを確実にするためのPCBレイアウトおよびプランナーツールがたくさんあります。複数のツールセットを使用する際の難しさは、プロジェクトに取り組むすべての人々の間で一貫したコラボレーションのためにこれらのツールを相互に通信させることにあります。 Altium Designer ®は、コンセプト開発からシミュレーション、信号整合性分析までを一つの環境で提供します。ボードのスタックアップを賢く計画し、電力分配ネットワーク(PDN)の電力整合性の問題を分析する能力を提供します。サプライヤーからのリアルタイムデータを使用して、部品表の生成を効率化します。Altium Designerは、シンプルから複雑なマルチボードプロジェクトまでを生み出す強力なツールスイートを組み合わせています。 信号整合性 Altium Designerを使用すると、スキーマティックまたはPCBエディターからPCBレイアウトデザインの信号整合性(SI)パフォーマンスを分析し、事前定義されたテストに対するネットスクリーニング結果を評価し、選択されたネットに対して反射とクロストーク分析を実行し、波形を表示および操作できます。 Altium Designerには、プレレイアウトとポストレイアウトのSI分析機能が含まれています。信号整合性アナライザーは、シミュレーションの入力として洗練された伝送線計算とI/Oバッファマクロモデル情報を使用します。高速反射およびクロストークシミュレーターモデルに基づいて、信号整合性アナライザーは業界で実証されたアルゴリズムを使用して正確なシミュレーションを生成します。 最終的なPCBレイアウトおよびルーティングに先立ち、ソーススキーマティックから予備的なインピーダンスおよび反射シミュレーションを実行できます。これにより、PCBレイアウトにコミットする前に、ネットインピーダンスの不一致などの潜在的な信号整合性の問題に対処できます。 全インピーダンス、信号反射、クロストーク分析は、最終的なボード（または部分的にルーティングされたボード）に対して実行でき、設計の実世界での性能をチェックできます。信号完全性スクリーニングは、Altium Designerの設計ルールシステムに組み込まれており、通常のPCB設計ルールチェック（DRC）プロセスの一部として信号完全性違反をチェックできます。信号完全性の問題が見つかった場合、Altium Designerはさまざまな終端オプションの効果を示し、設計を変更する前に最適な解決策を見つけることができます。 PCBアーキテクチャ Altium Designerを使用すると、迅速かつ正確にボード製造業者が必要とするドキュメントを作成できる強力なツールセットが提供されます。すべては、PCBコンポーネントの配置の特性を定義することから始まります。 PCBレイアウト計画 記事を読む
完全に統合された設計環境を体験してください 完全に統合された設計環境を体験してください 1 min Blog 今日の市場の期待が絶えず高まり、厳しいプロジェクトの締め切りと、ますます複雑になる設計がある中で、プロジェクトを完了するために設計ツール間での切り替えに費やす時間を最小限に抑える解決策は何か？今、完全に統合された設計環境で、製品を期限内に、予算内で成功裏に納品できます。どのようにしてか、読み進めてみましょう。 あなたの回路図とPCBツールは別の惑星から来たように感じますか？まだ、異なる開発チームによって異なる会社で書かれ、異なる買収を通じて取得された回路図ツールとPCBツールを使用していますか？これらのツールは見た目も感じも全く異なるだけでなく、一緒にうまく連携しません。単一のプロジェクトを完了するためにいくつかの異なるソフトウェアに適応する学習曲線は、エンジニアリングのワークフローを中断するだけでなく、実際の設計から大量の時間を奪います。電気エンジニアは、システム設計プロセスのすべての段階でますます多くの作業を行います。しばしば、ボードの配置や時には配線さえも、PCB設計の専門家ではない人によって行われています。 今日の絶えず高まる市場の期待、厳しいプロジェクトの締め切り、そしてますます複雑になる設計を考えると、プロジェクトを完了するために設計ツール間での切り替えに費やす時間を最小限に抑えるための解決策は何があるでしょうか？設計ツールがあなたのために働き、逆にあなたを妨げることがないように、設計プロセス全体をどのように効率化できるでしょうか？ 完全に統合された設計環境を体験する 回路図とPCBツールの両方でメニュー、コマンド、機能キーがほぼ同一であることは、大きな時間節約になります。一日中ボード設計をしている場合、異なる言語で書かれたようなツールを使うことができるかもしれません。しかし、これまで以上にPCB設計作業を行っている数万人の電気エンジニアの一人であるなら、最高のボード設計を期限内に完成させるために、数ヶ月ごとに時代遅れで複雑なツールを学ぶ時間はありません。 ネットリストファイルやwas/isリストを複雑なバックアノテーションプロセスを通して渡し、ボードデザインを完成させて出荷するために必要なすべての出力を作成することは、混乱した状態のように思えます。それから、設計フローでどの回路図ツールを使用するかという問題があります。もし最大のEDAソフトウェア会社でさえ、顧客に提供する回路図ツールを決めかねているのであれば、どちらがより良いかをどうやって決めればいいのでしょうか？一方が機能が不足していて、もう一方が使いにくすぎる理由があるはずです。 必要な機能と使いやすさを組み合わせる 必要な機能と使いやすさの間を埋める回路図ツールを見つけることができたら素晴らしいと思いませんか？それは相互に排他的であるべきではありません。まだ多くの人が、その理由から一つの会社の回路図ツールと別の会社のPCBツールを使用しています。これは、他のベンダーのツールが顧客がこれらのツールに実際に求めているものとして完全に的を外していることを示唆しています。顧客が便宜性やプロセスの合理化のために、さまざまな会社からのハイブリッドツールフローを選択しているわけではありません。これらのツールが不足していると感じているからです。 Altiumが圧倒的に成長しているEDA企業である主な理由の一つは、顧客が同じように見え、感じられ、動作する統合された一貫したツールを求めているからです。理想の世界では、誰もが完璧にすべてをこなす完璧なEDAツールを持っているでしょう。私たちは皆、正確に、そして時間通りにボードを出すために、ツール内のすべてのメニュー選択とすべての機能を簡単に覚えていられる写真のような記憶を持っていることでしょう。しかし、それが現実であったとしても、もはや現実ではないことを私たちは皆知っています。 電気エンジニアはこれまで以上に多くのボード設計を行っており、より少ないリソースでより多くの品質の高い製品をより短い時間で生産するという莫大な圧力にさらされています。忘れないでください、EDAソフトウェアは私たちの目標を達成するためのサポートツールであり、私たちの目標を達成するための障害になってはなりません。 オールインワン、統合設計ソリューション Altium Designer®は、回路図からPCBレイアウト、設計ドキュメントまで、オールインワンの統合設計ソリューションを提供します。すべての設計ツールを一か所に配置することで、エンジニアは同じ直感的な環境内で完全な設計プロセスを完了し、予算内で、そして時間通りに製品を提供することができます。 Altiumの統合設計環境についてもっと知りたいですか？当社のウェブサイトにある Altium製品ページを訪問して、さらに情報を得てください。 記事を読む
PCB穴サイズの公差を指定するための5つのヒント パッドとビアのPCB穴サイズ公差を指定するための5つのヒント 1 min Blog PCB設計において重要でありながらしばしば見過ごされがちなのが、部品が取り付けられる穴のことです。PCB製造における穴の寸法の許容差を指定することで、スルーホール（PTH）部品の適切なフィットを保証します。同じく重要なのは、それらの寸法が製造業者に明確に伝えられ、基板が適切に作られることです。 現在、Altium ® PCB設計ソフトウェアを使用すると、パッドとビアの穴公差属性を追加でき、ドリル穴表に含めることで製造業者に伝えることができます。次のPCB穴公差設計で穴サイズを迅速に指定するための5つのヒントをここに紹介します： 1. 特定のパッドとビアの穴公差属性を設定し指定する 各パッド/ビアのプロパティを使用して、簡単にパッド/ビアの公差を設定できます。 パッドまたはビアを右クリックして プロパティを選択します。 パッドプロパティダイアログ（図1）で、 穴情報セクションの下でPCB穴公差を編集できます。 図1: パッドプロパティダイアログで穴公差を指定できます。 Via プロパティダイアログでは、左上隅にある トレランスを使用して、穴の公差を編集できます（図2）。 図2: 穴の公差は Via プロパティダイアログでも指定できます。 記事を読む
バイパスコンデンサは回路の前に配置すべきか、後に配置すべきか バイパスコンデンサは回路の前または後に配置できますか 1 min Thought Leadership PCB設計プロジェクトにおいてエンジニアのチームと共に働いた経験から言うと、必ずと言っていいほど、部屋の中の頭脳たちが互いに意見を異にする時が来ます。場合によっては、誰が正しいかが明確な場合もあります。しかし、技術職の場合よくあることですが、明確でない時もあります（そしてその違いは「異なるスタイル」として片付けられます）。 電気エンジニア間の意見の相違で私が遭遇したことがあるのは、PCB上でのバイパスコンデンサの配置は「」の「前に」がベストプラクティスであるというものです。ある人々は「」の「前に」ルールの熱心な支持者であり、これを達成するためにPCB設計を複雑にすることさえあります。私は「シンプルイズベスト」の設計原則を固く信じており、この種のルールよりも設計のシンプルさとエレガンスを重視します。しかし、バイパスコンデンサの配置に対するこの執着には何か真実があるのでしょうか？もう少し詳しく見てみましょう。 バイパスコンデンサの配置におけるベストプラクティス うまくいけば、良いエンジニアであればバイパスコンデンサが何をするかを覚えているでしょうが、念のためにおさらいしましょう。 バイパスコンデンサは、交流をコンポーネントやコンポーネントのグループの周りに導くために使用されます。これはノイズに対処し、よりクリーンな直流（DC）信号を作り出すのに役立ちます。AC信号をグラウンドに短絡することにより、DC信号上のACノイズは効果的に除去されます。デジタル回路の電圧変動は品質に深刻な問題を引き起こす可能性があり、多くのマイクロコントローラ設計の失敗の原因となっています。バイパスコンデンサ、またはフィルタキャップとも呼ばれることがありますが、電圧の変動から生じるACまたはノイズを減衰させます。 バイパスコンデンサの配置は重要ですが、回路の前に配置するという経験則は、一部の設計者によって確かに誇張されています。バルクコンデンサが回路に近ければ、集積回路（IC）上で発生するノイズを吸収し、供給ネット上の電圧の変動を防ぐことができます。適切な回路の順序を気にする代わりに、バイパスコンデンサの配置のベストプラクティスに従うことで、はるかにスムーズなプロセスを促進することができます。 基板の裏側を使用する バイパスコンデンサは基板の底面に配置することができ、ビアやファンアウトトレースのための追加スペースを作り出します。（リマインダー：ビア（vertical interconnect access）は、隣接する層の平面を通る電気的接続です。） コンデンサのサイズを念頭に置く バイパスコンデンサは電流の予備として機能し、VCC電圧の低下時にその電荷を放出することで電圧の低下を補います。提供される電荷の量とその低下を埋める能力を決定する要因は、コンデンサのサイズです。コンデンサのサイズを増やすと、これが設計に大きな影響を与える可能性もあることを念頭に置いてください。 周波数とコンデンササイズの関係を理解する 設計を計画する際には、リップル（または電流変動）の周波数とコンデンササイズの逆関係を念頭に置くことが重要です。このリップルがどのようなものかを知っていれば、必要なコンデンササイズを効果的にマッピングすることができるはずです。より複雑なリップルの場合、取り扱う異なる周波数に対して異なる電源バイパスコンデンサを使用する必要があるかもしれません。 好きな設計要素にもっと時間を費やす ワイヤーの延長はアンテナのように振る舞い、近くの磁場からノイズを引き寄せるため、両端にキャパシタを配置するのは悪い考えではありません。これにより、混乱を制御するのに役立ちます。 この話の教訓は何でしょうか？キャパシタの配置についてストレスを感じる必要はなく、実際に重要な詳細に焦点を当てることです。回路の前または後にキャパシタを配置するか？ほとんどの場合、冷静を失うほどのことではありません。代わりに、IC上のリップルの性質について真剣に考え、バイパスキャパシタのサイズ、数、配置に応じて計画を立ててください。 あなたが「回路の前」タイプの設計者であろうと「回路の後」タイプの設計者であろうと、 Altium Designer®は、あなたが楽しむ設計要素にもっと時間を費やすのを助けることができます。 記事を読む
回路図とPCBレイアウトの同期によって効率と納期順守を改善 回路図とPCBレイアウトの同期によって効率と納期順守を改善 1 min Thought Leadership 画像ソース: Flickr user bittbox ( CC BY 2.0) しばらく前に、私は、スマート潅漑と環境モニタリングを自動化するためのシステムを設計、設置する会社で働いていました。業務に特有のニーズに対応するため（または、製造業者から戻ってきた後に、特定のモデルでの設計の欠点や見落としを補正するため）、どたん場で基板に「ハック」（ピンスワップやゲートスワップなど）を行うのが習慣になっていました。この即席の方法は、短期的には効果があり、その会社は、プロジェクトから期待された要件を必ず満たすことができましたが、この「直感に頼る」方法には、拡張性がありませんでした。 問題の一部は、 PCBレイアウトの微調整に時間を使いすぎて（製造業者から基板が戻ってきて初めて、一部の詳細を無視していたことに気付いたのです）、詳細な回路図を通じて設計に全体的にアプローチするための時間が十分になかったことです。統合データモデルによるアプローチについて私たちが知っていれば、その時、役に立ったでしょう。 統合データモデルによるアプローチで回路図とPCBレイアウトの同期を維持 統合データモデルによるアプローチでは、回路図シンボル、PCBフットプリント、サプライヤー調達情報、SPICEモデルなど、設計プロセスの複数の側面をシームレスに統合できます。 統合データモデルによるアプローチを通じて、回路図とPCBレイアウトの同期を維持することには、利点がいくつかあります: 同時設計: 回路図の作成は、効果的な計画に重要です。一方、PCBレイアウトを通じて回路設計の詳細に深く入り込むことは、多くの設計者にとって有益です。ファイルのリンクや更新の自動化によって、回路図とPCBレイアウトを統合することで、設計プロセスは自由に、「全体像」アプローチと詳細な「実世界」アプローチとの両方に同時に取り組むことができます。 時間の節約: 回路図を効果的に計画するのに必要な手段を取ることによって、結局は貴重な時間を節約できます。過去に、チームが直接ボードに即座に設計を行っていたときは、時間を浪費していました。多くの場合、工場からプリントが戻ってきて、修正に何時間もかかる「細かな」詳細を見逃していたことに気付きました。PCBレイアウトと回路図を同期すれば、製造業者に送られる前に、設計資産に整合性があり検証されていることを確認するのに役立ちます。 コストの節約: 時間の節約に加えて、統合データモデルによるアプローチを採用すると、結局はコストも節約できます。会社が、もっと早くこのアプローチを設計プロセスに採用していれば、元上司は、コストが節約できることを聞いて喜んだだろうと思います。そうした方が、はるかに費用効率が高く、簡単に避けることができたミスの修正に費やす、全ての時間や労力を節約するのに役立ったでしょう。 記事を読む
デザインルールによるコンポーネントの電力定格の最適化 デザインルールによるコンポーネントの電力定格の最適化 1 min Thought Leadership 私は、自分が最初に設計した回路が認定に失敗したことを今でも覚えています。それは証明済みの設計で、既に以前の認定に合格していたものなので、テストが失敗したことをマネージャーから聞かされたときには非常に驚きました。「火がついた」と噂が広まりました。電子回路が実際に発火することは稀です。ほとんどの場合は、多少煙が出るだけです。どちらにしても、PCB上の焼け焦げが事実を物語っていました。トランジスタが過熱し、暴走して発煙したのです。しかし、なぜそのような結果になったのでしょうか? それは証明済みの設計でした。何が変わったのでしょうか? 簡単な調査の結果、回路は同じであることが証明されました。同じコンポーネントで、同じ入出力で、ロットや製造業者さえも同じでした。1つだけ変化したのはレイアウトでした。私がこの基板をレイアウトしたとき、機械的アセンブリの部品の周囲に収まるよう、フォームファクターを調整する必要がありました。パワートランジスタの周囲の銅箔は、元々は約1平方インチでした。この設計では、その1/3に切り詰められました。面積の制約のため、電力を生成する他のコンポーネントは、PCB上で理想よりも近くに配置されました。この両方の要因から、狭い面積の銅箔では放散できない大量の熱が発生し、トランジスタが早期に破壊されることになりました。 重要なコンポーネントを定量化するデザインルールのリストを維持 知識の移行はほとんどの場合、現場において最大のボトルネックで、多くの時間を必要とします。理想的には、全ての設計者が元の設計を構築するときにきちんとノートを作成し、思考プロセスを保存するべきです。しかし、a) 面倒である、b) ノートが 消失することから、実際にはほとんどの場合これは行われません。問題なのは、机上では実証済みの設計を再利用するのが効率的ですが、ノートが十分に作成されなかった、または知識の移行が不完全であったために、重要な設計パラメーターの多くが忘れ去られている場合、設計パラメーターを推量してチェックするために時間を浪費するということです。いくつかのデザインルールを組み込むと、小さな変更により設計が不良になることを回避し、チームの設計時間を節約できます。これを最初からうまく行うには、次のような方法を使用します。 デザインルールを作成して組み込み、恒久的に引き継がれるようにする 私は、意味のあるルールを好みます。このため、管理を行うデザインルールを割り当てる前に、消費電力についての制約を定義することが重要です。このための最良の方法は、 データシートを作成することです。適切に作成されたデータシートには一般に、電力定格についてベストからワーストまで、最低でも3つの区分の条件が含まれます。 最初の定格は、コンポーネントのみが、自由な空間で消費する電力です。これは、ワーストケースの消費電力と考えられます。 2番目の定格は、コンポーネントが「一般的な」形式でFR-4銅箔のPCBに半田付けされたときの消費電力です。この「一般的」とは主観的な用語です。この電力の値は平均値と考えられますが、可能なら経験的に検証する必要があります。 3番目の定格は、ベストケースの消費電力です。これは、コンポーネントが 1平方インチ、2オンスの銅箔上に 完璧に取り付けられた場合に達成されます。この値は、実際に達成することは困難な理論値と考えるべきです。 計算に使用する消費電力の値は、一般的な値とベストケースとの間での主観的な判定となります。 どれだけの電力を消費する必要があるかが判明したら、 ルールを作成します。これによって、その設計を誰かが使用するとき、元のデータシートをチェックする必要もなくなります。ただしこれは、注意を払う必要がなく、データシートの文書化がいい加減でもいいという意味ではなく、バックアップや、設計をさらに明確化するために使用するということです。今日の設計ソフトウェアには コンポーネントライブラリが付属し、コンポーネント評価の時間を節約できると同時に、ユーザーが特定のコンポーネントにルールを添付できます。レイアウトに十分なヒートシンクが使用されていない場合、まだ仮想の設計であるうちに「デバッグ」する方が、実際に火を吹いてからやり直すよりもはるかに楽です。 記事を読む