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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 Thought Leadership 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 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。
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 Thought Leadership 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 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。
回路図からのプロジェクトライブラリの作成 回路図からのプロジェクトライブラリの作成 回路図からすばやくプロジェクトライブラリを作成し共有する 外部の製造業者を使う場合、または社内に設置されたライブラリにアクセスできない他のグループと設計を共有する場合、プロジェクトライブラリを作成するとデータを簡単に共有できます。導入済みのライブラリ、または Altium Concord Proライブラリからライブラリを作成しても、サプライヤー検索を使って手動でライブラリを作成したとしても、部品をローカライズして簡単に作成できます。ライブラリを作成すると、外部との共有のためにデザインの移植性を高めることができます。 Altium Designerは、各コンポーネントのプロパティを編集することで、または [Find Similar Objects] コマンドを使いSchematic Inspectorを利用することでライブラリを作成する機能を備えています。しかし、大規模で複数シートにわたる回路図の場合、これらは実用的な方法ではありません。代わりに、パラメーターマネージャーを使用してすばやく回路図ライブラリを作成することで、コンポーネントを1つのグローバルなプロジェクトライブラリに集約できます。 外部ライブラリ リソースを不要にする Altium Designerのパラメーターマネージャーを使って、回路図からプロジェクトライブラリを作成する方法を説明します。プロジェクトライブラリを持たず、全てのコンポーネントを導入済みライブラリから読み込んだプロジェクトを使って説明します。 このサンプルデザインのシートは1枚のみです。より規模の大きい回路図の場合、この方法を使うには全てのシートを開く必要があることに注意します。次に、デザイン内の全てのコンポーネントを使ってプロジェクトライブラリを作成する必要があります。回路図エディターで利用できる [Design] » [Create
The New Age of PCB Documentation Whitepapers PCB図面の新時代 はじめに ライトテーブル、テープ、マイラーの時代から、PCB設計工程は大きな進化を遂げました。80年代には初となるPCB設計ソフトウェアの発売が開始され、設計制作機能とテクノロジーの新しい時代の幕開けとなりました。それ以来、EDA企業の興 隆、低迷、統合が行われていますが、増え続けるPCB設計の課題に対応するための設計者への助けとなるテクノロジーの進化は変わらずに続いています。 ムーアの法則は真実であり続け、新しいテクノロジー、新しい要求事項は増えるばかりです。私たち設計者は、周波数、コン ポーネントの密度、部品の調達と製造コストの増大に比例するように設計上の制約が急増している現状に対して愛憎入り混じる感情を抱いています。 私たちの要望に基づいて、EDA企業は次世代の自動ルーティング、高速ルーティング、制約管理、コンポーネント情報システ ム、設計の再使用などなど、さまざまな機能を生み出しました。これらすべての新機能により、PCB設計者はあっという間に ロジックを把握してレイアウトを作り出せるようになりました。しかし、図面の作成など、明らかに時間のかかるタスクは旧時代のまま残ってしまいました。 嫌われ者とはいえ、PCB設計図面は必要悪です。設計作業では、把握したロジックを使い、それを現実的な動作デバイスに変換します。設計図面の作成に費やした時間のことは忘れてしまいがちです。1つの図面だけでも、設計製造図面とメモ、組み立て図面と処理工程、PCBの再加工の指示、レイヤのスタックアップ情報、ドリルの詳細、部品表などが含まれます。設計レビューとリスピンのたびに、最新の情報を反映するようにこれらの図面を再作成することは間違いないでしょう。どの設計で も、実際には優に2倍の図面作成工程が存在し、本来なら他の作業に費やすことができたであろう多くの時間が失われています。 現在の手順として、PCB設計環境内での中途半端なドラフティングツール、基本的なテキストのサポート、静的なオートメー ション、または図面に最適な外部の2DメカニカルCADソリューションなどがありますが、コネクテッドインテリジェンスはまったく存在しません。 Draftsman®は、Altium Designer 16.1で導入されたドキュメンテーション機能です。テーブル作成の自動化、PCB設計ビュー、レイヤの凡例、詳細情報により、PCB図面の作成が容易になります。図面はソースPCB図面にリンクされているので常に正確で、同期状態にあります。Draftsmanが提供する、PCB図面の作成と維持のための簡単かつ自動化されたユーザー体験をご紹介します。 (※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ Altium Designerの無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！
テスト容易化設計 Whitepapers テスト容易化設計 概要 プリント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ーに分類できます。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、製品の合計製造コストの25%から30%を占める場合があります。 収益性を求める設計は、2つの論理的側面から生まれます。1つはDFM（Design for Manufacturability）、つまり最小の欠陥率を維持しながら可能な限り最小の製造コストで製品を開発すること、もう1つはテスト容易化設計（DFT）です。テストカバレッジを最大化し、 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。この記事では、DFTを詳細に検討し、特にインサーキットテスト（ICT）に焦点を当てます。 DFMおよびDFTガイドライン 委託製造業者（CM）を選択する際は、必ずDFMおよびDFTのガイドラインを提出してもらう必要があります。必ず、契約を検討しているCMごとにこれらのガイドラインを入手し、目を通すようにします。複数のCMから提出されたDFMとDFTのガイドラインをレビューすることで、それぞれCMの専門的な技術、知識、能力のレベルを把握することができます。したがって、これらのガイドラインは、自社 製品の生産に最適なCMを決定する際に役立ちます。 今後に向けた計画 設計を計画するときに聞く最初の質問は次のとおりです。 1. 誰が実装をテストしますか？ 2. 機能は何ですか？ 設計を計画するときに聞く最初の質問は次のとおりです。1）誰が実装をテストしますか？ 2）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、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よい考えです。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。 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。(※続きはPDFをダウンロードしてください)
デザイン効率を向上させるプロジェクトテンプレート Whitepapers デザイン効率を向上させるプロジェクトテンプレートの活用 Altium Designerにおける階層的回路図設計 Altium Designerの新規ユーザーは、回路図シートを階層的に上位から下位、または下位から上位に整理する利点を完全に理解していないことがあります。その結果、プロジェクトの整理について二の足を踏むことなく、単純な（フラットな）回路図設計を進めることがよくあります。この文書では、シートシンボルとそれらが大規模な設計の部分を同期するためにどのように使用されるかについて、包括的に見ていきます。 シートシンボル Altium Designerで階層的設計を始めるには、シートシンボルの作成が必要です。回路図シートシンボルは電気的プリミティブであり、階層的回路図組織または階層組織チャート内のサブシートまたは子シートを表すために使用されます。シートシンボルにはシートエントリも含まれており、これは親と子の回路図シート間のネット接続を提供する作業分解構造を提供し、フラットシート回路図設計図のスキーマティクス間でポートがノードを提供するのと同様の方法です。シートシンボルは、大規模な設計で複数の回路図を整理するために使用でき、ユーザーにプロジェクト全体のネット接続を見渡す全体的な柔軟性を提供します。 以下の画像では、シートシンボルがデザイン指定子によって定義されています。これを使用して、デザインのカテゴリを設定し、それぞれのファイル名を特定の回路図シートにリンクさせることができます。シートシンボルのエントリを定義する際には、シートエントリ名がサブシート内の同じ名前にリンクされます。 図1 - シートエントリ付きの一般的なシートシンボル Altium Designerでシートシンボルを作成するには、回路図エディタで「配置 -> シートシンボル」に移動します。それを行ったら、「配置 -> シートエントリ」に移動して、シートシンボルにシートエントリを配置して回路図に追加できます。 Altium Designerのシートシンボルのプロパティでは、デザイン指定子をラベルとして定義できるほか、リンクに不可欠なファイル名も定義できます。ファイル名が定義されると、シートエントリを追加して編集できます。その名前は、サブシートレベルの既存のポートまたは電源ポートのいずれかと一致していなければなりません。 図2
Altium Need Help?