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EMIシリーズ 第3部 EMI制御をマスターするPCB設計：EMC設計のためのスタックアップの選び方 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 電磁両立性（EMC）の面で優れた性能を発揮するPCBを設計する際に習得する最も重要な概念の一つは、PCBのレイヤースタックアップの選択です。 図1 - Altium Designerのレイヤースタックマネージャーツール これは、電磁場をPCB設計内で適切に保持することと密接に関連しているため、最も重要な側面の一つとなります。 この「PCB設計におけるEMI制御の習得」シリーズの第3記事では、これらの概念をさらに探求し、他の重要なEMCの概念についても見ていきます。 信号が回路内で伝播するためには、完全な電流ループを形成するために2つの導体が必要です。一方の導体が信号を運び、もう一方が復帰経路を提供し、電流が流れ、信号が効果的に伝送されることを保証します。導体の一方を 信号導体と呼び、もう一方を信号復帰および 参照導体と呼びます。復帰参照導体という名前は、その仕事が信号の参照（またはゼロボルト）だけでなく、信号電流が発生源に戻るための最小インピーダンスの経路を提供する必要があるためです。最小インピーダンスの経路を実現するために、トレースではなく平面を選択し、この平面は信号のインピーダンス不連続を作り出す可能性のある分割、切断、またはその他のセグメンテーションを持たないべきです。 この基本的な概念から、信号を持つ各層には、復帰および参照経路を提供する第二の導体、復帰参照平面が必要であることがわかります。このシンプルなルールに従うことで、隣接する復帰参照平面（RRP）と各信号層をマッチングすることによって、スタックアップの設計方法を決定できます。 以下は、電磁干渉を最小限に抑えるためのスタックアップの例です。 2層スタックアップの例 2層スタックアップでは、1層を信号と電力トレースに専用し、2層目をソリッドなリターン参照平面とする構成が可能です。 図2 - Altium DesignerのLayer Stack Visualizerツールを使用した2層スタックアップの例 記事を読む
エレクトロニックデザインの夢のチーム：コンセプトから生産までの壁を打ち破る 60 min Webinars 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト 技術マネージャー +1 電気技術者 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト システムエンジニア/アーキテクト 技術マネージャー 技術マネージャー プロダクトマネージャー プロダクトマネージャー

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要件管理とは何か 要件管理とは何か？ 1 min Blog 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト 電気技術者 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト システムエンジニア/アーキテクト 要件管理は、開発ライフサイクルを通じて要件を収集、優先順位付け、検証、およびテストするための構造化されたプロセスです。これにより、電子開発企業は製品要件を実装し、成功裏に協力し、コストのかかるエラーを削減することができます。 成功した製品は、明確に定義された一連の要件を満たしています。製品がシンプルであっても、要件は設計者によって知られており、 PCB設計レビューの間に意識的にチェックされます。より複雑なプロジェクトや大規模な範囲の場合、要件はしばしばSOWやより大きな製品文書で指定され、これらはレビュープロセスの一部となります。 複雑さは電子製品開発の常であり、要件管理は製品がビジネス、機能、安全、ユーザーエクスペリエンス、およびコンプライアンスの目標を満たすことを保証します。 要件とは何か？ 要件は プロジェクト関係者によって定義された特定のニーズや機能です。例えば、電子製品には特定の電流容量をサポートできるPCB設計が必要かもしれません。その要件は、適切なコンポーネントの必要性、適切な熱管理、および業界標準への準拠といった二次要件を生じさせます。 要件収集は、期待される機能、性能、およびユーザーエクスペリエンスを概説する高レベルの要件から始まります。初期の要件は、クライアント、製品マネージャー、ビジネスアナリスト、またはシステムエンジニアによって提案されることがあります。開発チームは、プライマリ要件をより詳細なセカンダリ要件に分解し、プロジェクトの目標を達成するための機能と制約を指定します。その結果、要件を構造化された形式に整理し、ステークホルダーがそれらの関係と依存関係を理解できるようにする階層が生まれます。 プロジェクトの各要件は、回路図および/またはPCBレイアウト内の特定のオブジェクト、実行される特定のタスク、関連する文書および/または機能ブロック、およびコンプライアンスのために考慮される予想される条件を参照する必要があります。要件を単純なチェックリストとして考慮することは、しばしばナビゲートが難しい大規模な要件文書よりも扱いやすいです。 良い要件とは何か？ 要件が有用であるためには、特定の基準を満たす必要があります。最も重要なことは、それがあいまいでないことです。不正確な要件は、誤解、期待の不一致、および時間の無駄を引き起こします。 その他の重要な特性には以下が含まれます： 必要性： それは製品およびビジネスの目標に貢献しますか？ 達成可能性： それはプロジェクトの範囲と能力内で実装できますか？ テスタブル：成功した実装を測定するための明確で具体的な基準はありますか？ 電子製品開発のための要件管理 要件管理は協力的なプロセスです。要件の収集と管理は、プロジェクトに関わるマネージャー、電子設計者、電気エンジニア、機械エンジニア、およびその他のステークホルダーからの入力に依存しています。 また、協力を促進するプロセスでもあります。明確でよく理解され、合意された要件の包括的なセットは、さまざまな場所にいる能力が異なるチームが同じ目標に向かって作業することを可能にします。 記事を読む
要件トレーサビリティマトリックスとは何か 要件トレーサビリティマトリックスとは何ですか？ 1 min Blog 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト 技術マネージャー 電気技術者 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト システムエンジニア/アーキテクト 技術マネージャー 技術マネージャー 要件トレーサビリティマトリックス（RTM）は、電子製品開発において要件とその実装を追跡するために使用される文書です。RTMは、要件とそれに関連するすべての情報を記録した大きな表で、設計文書、回路図、テストなどが含まれます。 これらは、エンジニアやデザイナーがプロジェクトの関係者と協力し、プロジェクトの成果がその目的と一致することを確認するのに役立ちます。 要件トレーサビリティとは何か？ 要件トレーサビリティは、プロジェクトの要件、成果物、および製品開発プロセスを通じての検証およびバリデーションテスト間の関係を追跡する能力です。 要件トレーサビリティは、前方、後方、または双方向のいずれかであることができます。 前方トレーサビリティは、各要件が対応する設計、実装、およびテストフェーズにリンクされていることを保証します。 後方トレーサビリティは、チームが最終製品をテストおよび設計フェーズを通じて元の要件にまで遡って追跡できるようにします。これは、納品されたシステムが初期の目標および目的と一致していることを検証するために不可欠です。 双方向トレーサビリティは、前方および後方トレーサビリティの両方を組み合わせ、プロジェクトライフサイクル全体を通じて要件を管理するための包括的なフレームワークを作成します。 要件トレーサビリティは、電子開発チームが次のことを支援します： 正しい製品を構築していることを確認する。 要件データを追跡し、すべての要件が満たされていることを検証するためのテストを含む。 機能、安全性、および規制遵守の要件充足の証明を提供する。 RTMは概念からテストまでの要件を追跡する 電子機器会社が医療機器用の新しいプリント回路基板（PCB）を設計していると想像してください。規制により、PCBは電磁干渉（EMI）に耐性がある必要があります。 要件： PCBは、標準IEC 60601-1-2で概説されたEMI要件を満たす必要があります。 トレーサビリティ： 設計チームは、PCBレイアウトでこの要件をどのように達成するかを示す必要があります。 彼らは、特定の設計技術、コンポーネント、またはシールディング方法を使用するかもしれません。これらはすべて文書化され、要件にリンクされます。 記事を読む
高速設計における信号反射の理解 高速設計における信号反射の理解 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 はじめに 信号反射とインピーダンスマッチングに関する工学は、高速デジタルシステムの設計に関連する基本的なトピックの一つです。高ビットレートのデジタルシステムの場合、ビットの状態「0」と「1」についての情報が矩形波信号の形で送信されるとき、上昇（または下降）エッジの立ち上がり（または下がり）時間は、バイナリ信号の周波数に対して無視できると想定されます。しかし実際には、デジタル信号が無限に速く上昇または下降することはありません。立ち上がり（および下がり）時間は、送信機、受信機のパラメーター、および伝送路の物理的特性を含む信号経路のパラメーターによって決定されます。 高速システムの場合、立ち上がり時間と下がり時間は1ns以下と短くなることがあります。デジタルシステムのバイナリ信号の周波数は数GHzに達することがあり、比較的矩形の形状を維持するためには、上昇および下降エッジはビット期間の一部であるべきです。 電磁波の伝播速度（伝送線路内の電圧と電流の伝播）は、伝送線路の種類や基板の種類など、いくつかの要因に依存します。例えば、FR4基板とマイクロストリップ伝送線路の場合、伝播速度は約160Mm/s（メガメートル毎秒）または525Mft/s（メガフィート毎秒）です。もしエッジの立ち上がり（または立ち下がり）時間が例えば200psであれば、立ち上がり（または立ち下がり）エッジは伝送線路を立ち上がりまたは立ち下がり時間中に32mmまたは1.25インチ移動します。 信号形状を保持するかどうかは、PCBに沿った伝送線が、立ち上がり（または立ち下がり）エッジが移動する距離と比較して長さがある場合に、インピーダンスの連続性を維持し、受信側で適切な終端を行うかどうかに依存します。非常に短い接続やデジタル信号の立ち上がり（立ち下がり）時間が遅い場合、ここで説明されている反射の現象は観察されないかもしれず、スキップされる場合があります。経験則として、信号エッジが移動する距離（つまり、伝播時間と伝播速度の積）が伝送長の10％以上である場合は、出力、入力、および伝送線を適切にマッチングすることが求められます。この手順はインピーダンスマッチングと呼ばれ、PCB上のトレースの設計および抵抗器で構成されるマッチングネットワークを含みます。 インピーダンスマッチングと抵抗マッチング インピーダンスマッチング条件を決定する関係はよく知られています。TXの出力インピーダンスが受信機のインピーダンスの複素共役であり、送信機と受信機を接続する経路の抵抗が送信機と受信機の実部と同じである場合、信号経路はマッチしています。デジタルシステムの実際のケースでは、送信機または受信機経路の複素共役インピーダンスマッチングネットワークを実装することによってマッチングは行われません（これは、任意の虚数インピーダンス成分をキャンセルするために信号線にインダクタとキャパシタを追加する必要があります。また、このタイプのマッチングは通常狭帯域なのでデジタルシステムでは実用的ではありません）。 一般的な実践は、送信および受信ICの抵抗部分のみをマッチさせ、伝送線の特性インピーダンスを純粋に抵抗的にすることです。この場合、必要なマッチングを提供するためには抵抗器のみが必要です。例えば、ドライバー出力に直列抵抗器を配置することは、送信機を伝送線にマッチさせる可能性のある解決策の一つです。受信機では、グラウンドへの並列抵抗器を使用できます（または、差動ペアの場合 - 差動ペアを形成するトレース間に抵抗器）。受信機の終端トポロジに関連するいくつかの例は、Altium Designerで利用可能なSignal Integrityツールから取られた図1に示されています。 図1: Altium Designer シグナルインテグリティツールで利用可能な終端トポロジー デジタルシステムにおける信号反射の例 この章では、50Ωシステムに基づいている反射波形との信号マッチング例について議論します - ラジオ周波数設計に共通のシステムですが、このセクションで提示される関係は、他のインピーダンスプロファイルを使用するデジタルシステムや、差動ペアによって信号が送信される場合にも適用されます 記事を読む
設計データと要件による迅速な設計とエラーの削減 デザインデータと要件をどのように接続して、より速い設計とエラーの少ない設計を実現するのか？ 1 min Blog 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト 電気技術者 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト システムエンジニア/アーキテクト 電子設計の複雑さとそれが提示する課題は、これまで以上に顕著になっています。デバイスがより相互接続されるようになるにつれて、 効率的でエラーのない設計プロセスの必要性が最優先事項となります。現代の電子設計の課題は、設計データを要件と連携させることの重要性を強調しています。 Altium 365 Requirements & Systems PortalのようなAIインテリジェンスによって動かされるツールを使用することで、複雑さを より速く、より少ないエラーで管理することができます。その方法を発見しましょう！ 現代の設計プロセスの課題 私たちの日常生活におけるスマートデバイスの普及は、 電子設計の複雑さを劇的に増加させました。過去40年間で、チップの使用量は 100倍に急増しました。これを視点を変えてみると、数十年前の電気自動車が10から20個のチップを含んでいたのに対し、今日の車両は 2,000個以上のチップを搭載しています。 同時に、これらの製品に組み込まれるソフトウェアは過去10年間で15倍に増加し、1000万行のコードから驚異の 1億5000万行に膨れ上がりました。電子機器の使用増加は、コストに大きな影響を与えています。例えば、1970年代には、電子機器が車両コストの約10％を占めていましたが、今日ではその数値は40％に達し、2030年までには 電子機器が車両総コストの半分を占めると予測されています。 課題はそれだけではありません。これらの複雑な製品の生産タイムラインは3分の1に短縮されました。 かつて5年かかったものが、今ではわずか2年で完成させる必要があります。この緊急性が、多くの企業にアジャイル手法の採用を促しています。ソフトウェア開発から原理を借りて、設計をプロジェクトフェーズに分割することで、企業は継続的な協力と改善を促進できます。このアプローチは、より速いイテレーションを重視し、チームがシミュレーションの共同設計や共同エンジニアリングを通じて設計コンセプトを洗練させることを可能にします。このような戦略は、広範なシミュレーションと迅速なプロトタイピングを要求し、結果をテストして素早く調整を行う必要があります。 歴史的に、電子機器は 記事を読む
2024年 - 2025年に電子部品供給チェーンを形成する6つのトレンド 2024年 - 2025年に電子部品供給チェーンを形成する6つのトレンド 1 min Blog 購買・調達マネージャー 購買・調達マネージャー 購買・調達マネージャー 電子部品のグローバルサプライチェーンは、近年、大きな課題に直面しています。COVID-19の混乱から需要の急増、地政学的緊張に至るまで、これらの複合的な圧力は、部品のリードタイムの長期化や、先進材料や希少地球元素を含む重要な原材料の不足を引き起こしました。 今年は、 米国と中国の間の地政学的貿易緊張がサプライチェーンにさらなる負担をかけ、製品の流れを乱し、不確実性を高めました。これらのエスカレートする緊張は、グローバルに分散した製造モデルの脆弱性を浮き彫りにします。しかし、2024年が進むにつれて、サプライチェーンを安定させるための努力が成果を示し始めています。 部品のリードタイムは、2023年と比較して改善されています、特に特殊部品については。この回復は、生産能力の増加、より良い在庫管理、そしてディストリビューターによるより安定した在庫レベルの維持への集中的な努力によって可能になりました。 電子部品への需要は、半導体や受動部品のようなカテゴリーを中心に成長を続けています。世界半導体貿易統計（WSTS）機関によると、 業界は2024年に16パーセントの成長を見せ、6110億ドルに達すると予測されています。しかし、これが全て良いニュースというわけではありません。多くの業界の専門家は、製造能力の増加がより迅速に行われなければ、需要が供給を上回る場合、業界は再び不足に直面する可能性があると懸念しています。 供給＆需要の観点から見たNexar Spectra Nexar Spectraからの 無料業界データを見ると、2022年5月から2024年4月までのいくつかの大きなトレンドが見られます。2年間で供給は大幅に改善されました（図1）、一方で需要は2022年5月から2023年4月にかけて減少し、その後1年間ほぼ上向きのトレンドでした（図2）。 2022年5月から2024年4月までの供給指数 2022年5月から2024年4月までの需要指数 受動部品のトレンドを見る 受動部品の供給は、2022年12月以降ほとんど下降トレンドを見せています（図3）。一方、需要は2023年4月以降ほとんど上昇トレンドにあります（図4）。この供給と需要の不均衡が、一部の受動部品カテゴリーでの不足と長いリードタイムの背景にあります。 パッシブコンポーネント供給 2022年5月から2024年4月まで パッシブコンポーネント需要 2022年5月から2024年4月まで 2024年以降を形成する主要なトレンド 記事を読む