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起業家のためのモジュラー製品設計ガイド TRANSLATE:

起業家のためのモジュラー製品設計ガイド 1 min Blog ハードウェア製造業スタートアップ企業 / エレクトロニクスプロトタイパー ハードウェア製造業スタートアップ企業 / エレクトロニクスプロトタイパー ハードウェア製造業スタートアップ企業 / エレクトロニクスプロトタイパー 私の ハードウェアスタートアップのクライアントからよく受ける質問の一つはこれです: どうすればプロトタイプのリスクを軽減できますか？ 概念実証から実際のデバイスに転換し、現場でテストしたいと考えている起業家は、時間、労力、お金を有効に活用したいと考えています。多くの起業家が自分の貯金をこれらの事業に投じており、デバイスの故障原因を早期に対処することが望ましいです。 概念実証とプロトタイプの間をつなぐ一つの方法があり、これは設計者がターゲットとするコンポーネントを中心に完全にカスタムされたPCBを設計する道を加速させるのにも役立ちます。これには、市販の開発製品、コンピュートモジュール、第三者開発製品、マイクロコントローラ/ASICモジュールを組み合わせて、非常に基本的なバージョンのプロトタイプを構築するというモジュラーなアプローチを取ることが含まれます。このアプローチには多くの価値があり、適切なモジュール、評価製品、リファレンスデザインを選択すれば、リスクを低減しながら市場投入までの時間を短縮することができます。 モジュラープロダクトデザインアプローチとは何ですか？ モジュラー製品は、半導体ベンダーから棚卸しで購入したり、第三者製品として購入したり、カスタムボードとして設計したり、またはこれらの組み合わせで使用される一連のモジュールを使用して構築されます。このアプローチでは、通常、ケーブル、ワイヤー、ボード間コネクターを使用して互いに接続する一連のモジュールを組み合わせる必要があります。これらのモジュールは、Arduino、Raspberry Pi、Opal Kellyなどのベンダーから購入でき、これらを組み合わせてカスタム製品を作成します。実際、ハードウェア製品に対するあなたのアイデアは、モジュール形式で構築できるかもしれません。これにより、他の企業がそれを自社のPCBに統合できるようになります。 これらのモジュールはどこで見つけて購入でき、どのようなタイプのモジュールを使用してモジュラー製品を構築できるのでしょうか？いくつかのアイデアは次の表にあります。 開発ボード 通常、マイクロコントローラーボード（例：Arduino）や小型FPGAボードを指します。半導体ベンダー、ディストリビューター、または第三者によって供給されることがあります。 小型ASICモジュール これらのボードの範囲は非常に広く、通常はシンプルなピンヘッダーやケーブルを介してホストボードに接続します。通常、第三者またはオープンソースによって供給されます。 シングルボードコンピューター（SBC） Raspberry Piのような製品を含み、技術的にはスタンドアロン製品として動作可能です。 コンピュータオンモジュール（COM）またはシステムオンモジュール（SOM） これらの小型モジュールは、カスタムまたは市販のベースボードと共に使用できます。汎用コンピュートやアプリケーション固有のコンピュートを提供することができます。 FPGA開発ボード 記事を読む
シミュレーション駆動型PCB設計 シミュレーション駆動設計は、PCBの信号問題などを解決できます 1 min Blog シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア 電子業界や研究分野で働いている場合、シミュレーションが日常的な作業の一部である可能性があります。よりシンプルなシステムは直感に頼って設計され、設計完了後にシミュレーションされますが、高周波で動作するまたは非常に高いデータレートを必要とするより高度なシステムは、PCBレイアウトが完了する前後に資格が必要です。シミュレーションソフトウェアは、多くの高度なシステムのPCB設計において、より重要な役割を果たさなければなりません。 残念ながら、多くのシミュレーションツールは、PCB設計ソフトウェアのユーザーによる使用を想定して作られていないため、ほとんどの設計者にとって直感的ではありません。しかし、これらのシステムは使いやすさの面で大きく改善されつつあり、設計プロセス内での使用がシミュレーションツールを非常に強力にするものです。 PCBシミュレーションで調べるべきこと 電子設計におけるシミュレーション駆動型設計は、設計ツール、データ管理システム、およびシミュレーションアプリケーション間のインターフェースを作成することから始まります。今日のプロの電子設計チームは、電気、機械、熱、および信頼性の分野にまたがる経験を持つ多機能チームです。設計チームは、物理設計データを迅速に共有し、シミュレーションモデルをエクスポートし、設計評価シミュレーションを実行するのに役立つシステムを必要としています。 PCBのシミュレーション駆動型設計プロセスは、3つの広範な領域にわたり、特定のプロセスに従います： 回路シミュレーション 基板レベルのシミュレーション 組立シミュレーション このプロセスは反復的であるため、以前のステップに戻ることを示す矢印を描きます。回路シミュレーションの結果で問題が特定された場合、回路設計を修正するために回路図に戻る必要があります。PCBシミュレーションの段階で、結果は回路、PCBレイアウト、またはその両方の修正を必要とすることを示すかもしれません。これは、EMIシミュレーション、SI/PI、および熱シミュレーションの場合に当てはまります。これらの結果はすべて、回路に必要な変更を示す可能性があり、それによってPCBレイアウトの変更を余儀なくされるかもしれません。 回路シミュレーション（伝送線を含む！） SPICEを使用する人は、回路シミュレーションについてよく知っています。SPICEシミュレーションでは、時間領域と周波数領域の両方で、重要な振る舞いの広範囲を調査し評価することができます。SPICEシミュレーションは、回路設計者の主要な支柱であり、基本的な アナログ回路と電力回路が意図した機能を提供するかどうかを決定する 後のシミュレーションで回路の電力期待値を使用する 精密回路のコンポーネント許容差を検証する 現象論的論理回路で特殊ロジック機能を検証する これらのタスクは、コンポーネントのモデル定義が利用可能である限り、SPICEシミュレーションで実行できます。上記のエリアのいずれかは、それ自体の記事のスペースを取る可能性がありますが、ここではそれらの点については触れません。 デジタル信号の整合性やRF信号のシミュレーションが回路やスキーマティックレベルで必要なシステムは、はるかに高度であり、その構造の振る舞いを定義する等価回路モデルまたは線形ネットワークが必要です。これらの構造を回路で使用するシミュレーションでは、ネットワークパラメーター、 通常はABCDパラメーターや他の線形ネットワークパラメーターセットを使用して、線形コンポーネント間で簡単にカスケードできます。 意図したスタックアップで候補となる伝送線またはRF構造を設計する Sパラメーターや伝達関数を使用して、通常はその性能をシミュレートする 記事を読む
技術アイコンが描かれた地球の画像 サプライチェーンのレジリエンス：PCBサプライチェーンを多様化していますか？ 1 min Blog 電子製品の生産プロセスは本質的にリスクが伴うものです。電子部品の供給チェーンは非常に複雑で相互に関連しており、技術の進歩速度が加速する中、すべてのリスクから身を守り、常に需要を満たすことは不可能です。脅威は多岐にわたり、神の行為から人災まで、地政学的不安定、サイバーリスク、人材不足、原材料や資産の不足に至るまで、さまざまな要因が絡み合っています。 供給チェーンの可視性、透明性、および制御の欠如、複雑なBOM、短い製品ライフサイクル、および重要な部品と原材料のための非常に競争的で不安定な市場は、期待されるマージンで、適切な品質で、時間通りに納品することを少なくとも挑戦にしています。 大量の在庫を抱えることで供給の脅威に対応するのではなく、リスクのあるかつ費用のかかる動きであるよりも、設計と調達の柔軟性に焦点を当てたより持続可能なリスク軽減戦術を実施することが企業にとってより良いでしょう。 供給チェーンの多様化戦略と、どこでどのように多様化を選択するかについてバランスの取れた、慎重なアプローチを採用することで、グローバルおよび国内供給の両方の利点を享受し、地理的なクラスタリングとサプライヤーの集中リスクを減らし、リスク要因を増幅させることができます。 供給チェーンの多様化；回復力への道 供給チェーンの混乱や在庫切れは、あなたのブランドと利益に深刻な損害を与える可能性があります。物流のボトルネック、激しい天候条件、または能力の制約による在庫切れや遅延は、価値チェーンのどこかで発生し、生産遅延を引き起こしたり、再設計の必要性を引き起こしたりして、非効率と収益の損失につながる可能性があります。 さらに、今年初めに IPCが実施した調査によると、電子機器メーカーの86％がインフレを心配しており、10人中9人が現在、材料価格の上昇を経験しています。 企業は、マージンと評判を守るために、組織の目標と一致する洗練されたが実用的な供給チェーンアプローチを採用する必要があります。 その核心において、リスク管理と回復力は、調達と供給チェーンの意思決定を企業の目標や価値観、例えばサービス対マージン、リスク許容度と整合させることによるトレードオフの管理についてです。例えば、必要な部品を急ぐために高価な航空貨物を支払うか、それともサービスに打撃を受けるかです。 供給基盤を多様化することで、地理的および物流的リスクを軽減し、より多くの選択肢を持つことができ、これらのトレードオフを巧みに管理し、代替計画を実施し、リスクへの露出を最小限に抑え、品質とサービスレベルを維持し、ビジネスの継続性を確保することで、反応時間を改善し、潜在的な影響を軽減することができます。 これはレジリエンスとして知られているものです。つまり、物流のボトルネックや極端な天候条件、さらにはパンデミックや戦争、航空会社の閉鎖のような大きなブラックスワンイベントなどの逆風にもかかわらず、必要なリソース（ツール、材料、人的および知的リソースを含む）の流れを維持する能力です。 しかし、イーロン・マスクが言ったように、「サプライチェーンの問題は本当に厄介です。」そして、PCBサプライチェーンはさらにそうです。 効果的に多様化し、レジリエントなサプライヤーエコシステムを開発するには、まずエンドツーエンドのサプライベースを知り、潜在的な脆弱性の領域を特定する必要があります。 あなたのサプライヤーのサプライヤーは誰で、どこにいますか？ あなたのサプライヤーはどのようにして供給リスクを軽減しますか？ 彼ら（そしてそれによってあなた）の重要なサプライヤーに対して、どのような関係と影響力を持っていますか？ 例えば、 2022年3月に、政治的不安定がPCBサプライチェーンに大きな影響を与えることを強調しています。ウクライナの主要なネオン供給業者であるIngasとCryoinは、世界の半導体グレードのネオンの45％から54％を製造していましたが、モスクワが国に対する攻撃を強化したため、運営を停止し、半導体不足をさらに悪化させ、価格を高騰させました。 このシナリオでは、サプライヤーや潜在的なサプライヤーがネオンをどこから調達しているかを理解し、台湾などウクライナ以外のソースから代替供給を見つけることで、戦略的に多様化しリスクを軽減することができます。しかしもちろん、必要なサプライチェーンの透明性を確保するには大きな課題があります。その中でも最も大きなものは、サプライヤーが競争上の優位性を損なうことなく機密情報を開示することへの一般的な不本意です。 記事を読む
24:31 Ari Mahpourと共にソロデザイナーのためのAltium 365バージョン管理のメリットを発見しよう 25 min Webinars 電子設計やエンジニアリングの分野で一人で活動している方で、設計プロセスを最適化して生産性を向上させたいですか？AltiumのエキスパートであるAri Mahpour氏をフィーチャーしたウェビナーにぜひご参加ください。Ari氏は、電気、機械、ソフトウェアシステムの設計、製造、テスト、統合に幅広い経験を持つエンジニアです。現在はRivianでスタッフソフトウェアエンジニアとして勤務しており、Virgin Hyperloop、Glenair、NASAでの勤務経験もあります。 ウェビナーの主なハイライトは以下の通りです： プロジェクトバージョン管理の効率化：バージョン管理を利用することで、履歴を簡単にナビゲートし、プロジェクトバージョンをより整理された効率的な方法で管理できます。 差異の効果的な比較と理解：スナップショットを比較し、ファイルに加えられた特定の変更をレビューすることで、プロジェクトの進化についての洞察を得ることができます。 コラボレーションの利点：バージョン管理を活用することで、外部のパートナーや製造業者とプロジェクトを簡単に共有できます。 時計
静電気放電（ESD）保護のためにコンデンサを使用すべきか？ 静電気放電（ESD）保護のためにコンデンサを使用すべきか？ 1 min Blog 電気技術者 PCB設計者 エンジニアリングスペシャリスト 電気技術者 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 エンジニアリングスペシャリスト エンジニアリングスペシャリスト コンデンサは、ESDからシステムを完全に保護することはできません。包括的な保護には他のコンポーネントも必要です。 記事を読む
なぜ高度な車載レーダーは多くのアンテナを使用しているのか？ なぜ高度な車載レーダーは多くのアンテナを使用しているのか？ 1 min Blog 電気技術者 電気技術者 電気技術者 高度な車載レーダーシステムは、高解像度のイメージング、長距離、および/または複数のオブジェクトの追跡のために、大規模な仮想アレイに依存しています。 記事を読む
ハードウェアスタートアップの立ち上げ方：電子機器の夢を実現するための始まり ハードウェアスタートアップの立ち上げ方：電子機器の夢を実現するための始まり 1 min Blog ハードウェア製造業スタートアップ企業 / エレクトロニクスプロトタイパー ハードウェア製造業スタートアップ企業 / エレクトロニクスプロトタイパー ハードウェア製造業スタートアップ企業 / エレクトロニクスプロトタイパー すべてのハードウェアスタートアップは、資金調達、テスト、製造に関する質問を持っています。 それでは、主要な問題を順を追って見ていきましょう。 記事を読む