PCB設計

基板設計CADのAltium Designerは、洗練されたユーザーインターフェイスに加え、機能や使い方を解説した資料も豊富です。まさに、使いやすく学びやすいCADツールであり、初心者でもすぐに使えるようになります。しかし、より良い設計を行う為には、Altium Designerの持つ多彩な機能を有効に活用しスキルアップしなくてはなりません。 例えば、配線の密度を上げたい場合があります。これは、線幅を細くしたり配線の間隔を狭くしたりすれば可能ですので、初心者はすぐにそうするでしょう。しかし、配線ルールの微細化は百害あって一利なしですので、できれば避けたいものです。そこで、必要なのが配線の最適化であり、それに役立つ代表的なものがピンスワップとパートスワップです。 ひとくちにいうと、ピンスワップとパートスワップは配線のねじれを解消するための手段です。配線にねじれがあるとビアが増え配線も長くなります。要するに、ねじれは無駄にスペースを浪費しますのでベテランエンジニアならこれを放置する事はありません。そこで、今回はこのピン・パートスワップを取り上げその利用方法を紹介します。 配線のねじれはPCB設計の大敵 多入力のゲートやマルチパート部品を使う場合、回路図を描く段階でゲートや端子の割り振りを良く考えて、ねじれが発生しないようにします。しかし、回路図を描く段階ではPCB上の配線を予測しきれませんので、PCB設計段階でのピンスワップ・パートスワップが必要になります。そこで、多入力のゲートとマルチパート部品を使ったごく簡単な回路を用意し、ピンスワップとパートスワップを試してみる事にしました。 一つ目の回路は、13入力のNANDゲートの各端子をコネクタと接続したものであり、2つ目の回路は同様に HEXインバータの各端子をコネクタに引き出したものです。 両方とも回路図を描く段階でねじれが発生しないように熟慮したものです。そして、この2つの回路をPCBに転送し部品を配置してみました。その結果、13入力のNANDを使った回路は、ラッツネストを見る限りねじれはなく、一方のHEXインバータを使った回路ではラッツネストの一部がねじれています。 パートスワップでねじれを解消 6個のインバータが構成されたマルチパート部品の配線にねじれが見つかったので、パートスワップで解消し、その成果を確認します。 配線はPCBの片面だけで完結させる事を目指して行いました。その結果、パートスワップを実行してねじれを解消するとグランドネット1本を残して他を全て片面で配線でき、ビアも必要ありませんでした。 この結果をみると、パートスワップで配線スペースを節約できる事がわかります。実際に基板を設計する時には、配線前にマルチパート部品の周辺のラッツネストを確認し、ねじれがあるようなら事前にこのパートスワップを実行する事により、スペースだけでなく配線の手間も省く事ができます。 ピンスワップとパートスワップの実行手順 ピンスワップとパートスワップは、PCBエディタの [ツール] - [ピン/パートスワップ] から実行できます。自動、または手動でスワップを行う為の複数のコマンドが用意されています。なお、これらを実行するためには事前にスワップデータを設定し、さらにスワップの有効化が必要です。

この記事では、SPICEシミュレーションの概要と回路図エディタで機能する仕組みについて解説します。

IEC 62368-1がヨーロッパとアメリカでIEC 60950-1および60065を置き換えた現在、ITおよびオーディオ/ビデオの電子設計者にとってこれが何を意味するのかを解説します。

電気設計ルールは、製造や組み立てを超えています。PCBは、信号の電気的挙動に基づいた電気設計ルールも必要とします。

あるプロジェクトが完了し、次のプロジェクトに進む準備ができています。しかし、新しいプロジェクトのプロパティの多くは、前のプロジェクトで完成させたものと同じです。こうしたプロパティを次のプロジェクトに、すばやく簡単に引き渡す方法があるはずです。

プリント基板の部品配置を効率よく行うために、ルームは欠かせない機能です。ルームは、回路図シートごとに生成され、回路図上の部品が１つにグループ化されます。そして、回路図データをPCBに転送すると、ルームは四角い箱で表現されその中に回路図上の部品が呼び出されます。さらに、このルームはマウスを使って中の部品ごと移動させる事できます。 このルームのグループ配置機能については、 部品配置を能率よく行う為のヒントで紹介しましたが、今回は、もう少し踏み込んでこのルームの機能を紹介します。 ルームの用途 ルームは、部品のグループ配置に大変役立ちます。しかし、それだけでは無くルームによって生成されたコンポーネントクラスをデザインルールのスコープとして利用する事によって、DRC等の自動処理に利用する事ができます。 手動でルームを作成する 回路図データの読み込み時に自動生成されるルームは単なる四角形ですが、レイアウトプランの段階でのグループ移動にはこれで充分です。しかし、配置領域とルームの形を一致させたい場合もあり、このような時にはルームの外形を多角形で描かなくてはなりません。また、1枚の回路図を2つ以上のルームに分けたい場合も出てきます。 Altium Designerでは、このような場合、自由にルームを作成したり既存のルームを複数に分割したりする事ができます。 このルームを作成したり編集したりするコマンドは、[デザイン] - [ルーム] メニューに用意されており、以下のような機能があります。 空のルームを手動で作成 外形のみ作成され、部品の割付は [Edit Room Definition] パネルで、Componentsや、Component Classを指定する事によって行います。