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回路設計と回路図入力

PCB設計、回路設計、回路図入力については、ライブラリのリソースをご覧ください。配線記号や電子回路図から、次回のPCB設計プロジェクトのベストプラクティスまで、さまざまなトピックを紹介しています。

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絶縁型電源と非絶縁型電源の設計ガイド 絶縁型電源と非絶縁型電源の相違: 失敗しない正しい選択 1 min Blog 絶縁型電源と非絶縁型電源の設計のメリットとデメリットについてご覧ください。 記事を読む
優れた回路図ソフトウェアを使って、回路図とPCBを簡単に同期する 優れた回路図ソフトウェアを使って、回路図とPCBを簡単に同期する 1 min Thought Leadership 「先人の知恵に勝る学校はない」そんな言葉を耳にされたことがあるかもしれませんが、実際のところはどうなのでしょうか? 私が子供の頃の「先人の知恵」は、ワープロではなくタイプライターに文字を打ち込むことを教えてくれましたが、今もタイプライターを使っていたら、この記事を書くのに相当な時間がかかるでしょう。それに、スペルチェックなどの使い慣れた便利な機能も利用できなければ、バックスペースキーを押して文章を書き直すこともできません。使う紙は1週間もあれば山積みになってしまうでしょう。先人の知恵が金塊よりも貴重なのは確かですが、先人が使っていた技術が必ずしも便利であるとは限りません。 たとえば、PCBの設計アプリケーションで使用する同期データについて考えてみましょう。回路設計ツールには設計のすべてのネットが含まれ、レイアウトツールでそのデータを使用して基板が設計されます。ここで重要なのは、回路図のネットデータをレイアウトツールに渡してから回路図に戻すことです。実感していただけないかもしれませんが、古い手法では1つのツールから別のツールへこのデータを転送するのが非常に厄介でした。現在でも、一部の設計ツールではこれが難しい作業になることがあります。 昔話をするのは楽しいものですが、現在の状態にたどり着くまでにどれだけ大変だったのかがわかれば、話はもっと面白くなるでしょう。優れた最新のソフトウェアでは回路図と基板の同期が自動的に能率的に実行されますが、昔はそうではありませんでした。古い技術では手間がかかったものの、今はこうした同期を行える最新アプローチの利点を活かして、作業を効率的に進められるのです。 ネットリストの抽出 昔はさまざまな回路設計アプリケーションやレイアウトツールが使用されていました。こうしたツールの中にはパッケージ化されているものもありましたが、異なるベンダーが提供するツールを組み合わせて使うほうがはるかに一般的でした。つまり、異なるシステムのレイアウトツールに同期データを渡すためには、回路アプリケーションからネットリストを抽出する必要があったのです。 当時、サービス機関でPCB設計者として働いていた私は、顧客が使用するいろいろな種類の回路図ソースのネットリストデータを使用しなければなりませんでした。ネットリストが自分が使用しているレイアウトソフトウェアでそのまま使用できる場合もありましたが、大半はなんらかの修正を加えないと機能しません。こうした修正では、ネットリストにコンポーネント情報を追加したり、正しいデジグネータを割り当てたりします。お察しのとおり、ネットリストを手動で編集して使用可能な形式に変更すると、データの入力エラーが発生しやすくなります。一度、同僚が10個ではなく100個の部品を注文してしまい、会社を破産させそうになったことがあります。 レイアウトが完成すると、レイアウトツールからネットリストを抽出して顧客に戻します。レイアウト中にピンやゲートがスワップされるため、ネットリストは開始した時点のものとは違います。顧客にはすべてのスワップの現在と過去のリストも提供する必要がありました。そのため、私たちの側ではさらに手動での編集が必要になり、顧客側でも手動で変更を行う必要がありました。すべてを正しく完了できていたことが不思議になるほどです。 PCBのレイアウトに送信するネットリストデータが保存されたフロッピーディスク 2つの異なるツールをつなぐインターフェース 幸いにも、現在の大半のCADシステムでは、回路図とレイアウトの同期がはるかに容易になっています。とはいえ、回路図ツールとレイアウトツールでシステムの設定が異なるケースは、今もたくさんあります。これらのツールをやり取りさせるために、こうしたシステムの同期プロセスでは多くの場合にインターフェースが使われています。 このインターフェースには、2つのツールが一緒に機能する1つの統合ツールとして表示されます。ただし、いずれかのツールに加えられた変更が原因でインターフェースが中断すると、問題が発生することになります。インターフェースの一部が中断したためにいくつかの機能が使用できなくなることもあれば、インターフェースが完全に機能しなくなってユーザーが足留めを食らってしまうこともあります。また、他のツールからアクセスできなくするために、ソフトウェアのベンダーがインターフェースの機能を廃止することも考えられます。この場合、顧客は立ち往生することになり、通常の設計作業を継続できなくなります。 優れた回路図ソフトウェアによる同期 回路設計ツールとレイアウトツールが1つのソフトウェア会社によって構築されると、その統合設計環境では同期プロセスの信頼性が向上するほか、設計で最良の結果を出すことができるようになります。ツールが同期されるうえ、多くの場合に選択肢と機能が充実し、インターフェースも提供されます。また、それぞれのツールが更新、改善される中で、設計の一部として回路図とレイアウトの同期プロセスも改善されるため、正確性と効率性が高まることになります。 同期データの転送にインターフェースや手動で編集したネットリストを使用している場合は、こうした作業を統合設計環境で自動的に処理してくれる PCB設計ツールの検討をおすすめします。手動の編集には人的エラーが潜在し、インターフェースでは役立つ機能の一部を利用できない可能性があります。一方、回路設計ツールと基板のレイアウトツールが連携するように設計されている PCB設計システムを活用すれば、最良の結果を挙げることができるでしょう。 優れたソフトウェアによる回路図の同期は、両方のツールが連携する1つの統合設計環境で実行される 私はタイプライターを使ってこの原稿を書きたくはありません。味わいがあるのは確かですが、皆さんもPCB設計を手作業で進めたり、データを郵便で送ったりしたくはないでしょう。私がお伝えしたい先人の知恵とは、「最新のPCB設計ソフトウェアを活用すれば作業が簡単になる」ということです。 1つの統合された設計環境で回路設計ツールと基板のレイアウトツールの両方をお使いになりたい場合は、 記事を読む
靴を脱ぐ: Obsolescence管理のためのモジュール設計に関するヒント 靴を脱ぐ: Obsolescence管理のためのモジュール設計に関するヒント 1 min Thought Leadership 私は世の中に2つのタイプの人間がいると考えています。1つは、古びていない靴がぎっしりと詰め込まれた下駄箱から毎日履く靴を選ぶ人、そしてもう1つは、悲鳴を上げている履き古されたわずか数足の靴を、つま先に開いた穴がどうしようもなくなるまで履き続ける人です。私は後者のタイプの人間であり、残念なことに一番新しいスニーカーでさえそろそろ買い替えなくてはなりません。とはいえ、古い靴を新調する時期については、いつも鉄則があります。それは 単純に、まだ履き慣れていない窮屈な新しい靴よりも、今履いている靴のほうが履きにくくなったときです。 残念ながら、電子機器の交換時期を追跡して管理することは、靴の交換時期がわかることほど直感的なものではありません。製造終了となったコンポーネントの陳腐化管理は、今もなお電子機器の設計の一般的な課題となっています。コンポーネントが寿命に到達する前に陳腐化すると、移行というはっきりとした問題が発生します。たとえば、製造終了サイクルが5年未満と短いマイクロコントローラーは、新しいバージョンへ頻繁に交換されます。寿命が限られているため、産業データロガーや駐車場の料金精算機のような長期間必要な製品には、それらのマイクロコントローラーより長もちするものが、そして定期的な交換が必要になるという問題を絶えず抱えています。 これを踏まえていないと、新しいマイクロコントローラーへの移行はハードウェアとファームウェアの開発者間での密接な調整（そして、潜在的な誤解）が伴う厄介なプロセスになる恐れがあります。そこで、マイクロコントローラーの移行プロセスをよりスムーズに進めるためのモジュール設計に関する3つの重要なヒントをご紹介します。 1. 回路図設計をモジュール化して変更を最小限にする MCUの移行でハードウェアの再設計が必要な場合は、回路図をモジュール化することで時間を大幅に節約できます。すべての回路図を1つの設計ファイルで維持できる利便性には、それ以上の価値があります。陳腐化したマイクロコントローラーを新しいものに交換する際は、それぞれのピンに互換性がなければ問題になります。互換性がない場合は、他のコンポーネントを手動で移動させてひとつひとつの接続をつなぎ直さない限り、マイクロコントローラーを交換することはできません。 モジュール回路図設計は、マイクロコントローラーを1つの回路図シートで構成し、他のモジュールに接続するネットやポートを使用できる柔軟性があるため、はるかに優れた選択肢と言えます。この方法で必要なのは、マイクロコントローラーの回路図モジュールの変更のみのため、モジュール化されていない回路図よりもはるかに合理的かつ効率的です。 また、新しいマイクロコントローラーにピンを正しくマッピングするために、スプレッドシート内に表を作成する場合にも役立ちます。これによって、ミスの発生を低減させながら、新しいPCBを設計できます。ただし、コンポーネントの製造終了が製品のいずれかに影響を及ぼしている場合は、設計を追跡して同期できる Altium Vaultのアイテム ライフサイクル管理機能の検討をおすすめします。 回路図をモジュールごとに分離して、新しいMCUの移行で変更を最小限にする 2. 移植性のあるコードを開発し、容易な移行を実現する 良好なコードを作成することは、単にプログラミングの手順をページからページへと進めてハードウェアを動作させることではありません。優れたファームウェアのプログラミングでは、 回路図を階層化してコーディングモジュールに関する計画を立て、新しいマイクロコントローラーに移行する際にソースコードの変更が最小限にされます。コードは移植性が高く、構造化されているほどよいでしょう。 システムのソースコードは、Input、 UART（Universal Asynchronous 記事を読む
階層回路設計はPCB回路図のレイアウトにどう役立つのか 階層回路設計はPCB回路図のレイアウトにどう役立つのか 1 min Thought Leadership 皆さんが働いている会社の構造は、組織図で明確にされていますか? だとすれば、階層構造がいかに便利なのかをご存知でしょう。誰が誰の部下で、どの部門が上下関係にあるか、といったことを把握していれば、特定の質問や仕事について誰と話をすればよいのかがわかります。一方で会社にそういった組織構造がない場合は、たくさんの混乱を招きかねません。 PCB設計の回路図の組織は会社の組織と似ています。小さな回路図であれば、1つや2つのシートに表示して簡単に作業できます。ただし、複数のシートで構成される回路図になると、異なるシートに分散した部品や機能を見つけるのが困難になることがあります。会社の構造を示す組織図と同じように、階層回路図では設計の構造が組織化されて表示されます。 階層回路図のレイアウトがもたらす利点は莫大になる可能性があります。そこで、回路図を階層化して設計に役立てるさまざまな方法をご紹介します。その前にまず、階層回路図がどのようなもので、CADシステムでどう機能するのかについて確認しておきましょう。 典型的なPCBの回路図 階層回路設計とは 階層回路設計（ブロック設計）では、異なる回路図の設計がメインデザインのトップシートにブロックシンボルで表示されます。大規模な設計では、ブロックシンボルのあるトップシートが複数になる場合もあります。一部のケースでは、トップシートのブロックシンボルが、ブロックシンボルの追加された 別のシートを示すこともあります。 トップシートのそれぞれのブロックシンボルは、回路図を表します。このよい例は、電源のあるプロセッサーの回路図でしょう。電源のブロックシンボルはプロセッサーデザインのトップシート上にあり、その電源の回路図を表しています。ブロックシンボルを選択して開くと、電源の回路図が表示されます。 階層回路図の作成と管理 設計で回路図の階層ブロックを作成するには2つの方法があります。 新しいブロックシンボルから子デザインを作成する: トップシートにブロックシンボルを作成し、そのブロックシンボルから新しい設計を開始します。このデザインは個別の回路図として保存されますが、新しい回路図はブロックシンボルによってメインデザインに組み込まれます。 既存のデザインをメインデザインに取り込む: 既存の回路図を取り込んで、メインデザインのトップシートに作成したブロックシンボルと関連付けます。 個別の回路図が組み込まれると、回路図エディターでデータの不一致が管理されます。もう一度プロセッサーデザインを例にしてみましょう。電源は個別の回路図ですが、そのブロックシンボルは、メインデザインの一部になっているプロセッサーの回路図に取り込まれます。また、すべてのネット名とデジグネータが一致するように管理されます。 階層は回路図レイアウトの整理に役立つ 階層回路図のレイアウトはどう役立つのか 階層回路図では、トップシートで設計のシステムレベルの機能を表示し、個々のブロックシンボルからそれぞれの機能領域へと降りていくことができます。これは工学技術者、テスト技術者、現場技術者が活用できる、回路図を整理するために極めて有益なツールです。また、階層回路図には下記の利点もあります。 回路の同一ブロックの作業負荷が軽減されます。たとえば、8つのチャンネルのデザインに対して、回路で同じ8つのチャンネルを作成する必要がなくなります。つまり、チャンネルの回路の回路図を一つ作成し、同じチャンネルのデザインに紐づく8つのブロックシンボルを配置するだけで済みます。また、回路図エディターでネットとリファレンスの名前が変更され、それらの不一致が解消されます。 記事を読む
最良のPCB設計ソフトウェアの考慮すべき機能とは 最良のPCB設計ソフトウェアの考慮すべき機能とは 1 min Thought Leadership 家の購入を決意する前には、おそらくたくさんの質問をするかと思います。自分にとって大事な施設やサービスが近所にありますか? 近隣の環境に問題がなく、安全ですか? 家の間取りが自分のニーズに合っていますか? これらはいずれも、そこに住むと決める前に解決する必要がある重要な質問です。 同様に、PCB設計ソフトウェアの購入も同じレベルの詳細な検討が必要です。そのソフトウェアが自分に必要な処理を行ってくれるかどうか、どのようなサポートが受けられるかなどを確認する必要があります。また、会社の将来や、それらのツールが設計ニーズの変化にともなって設計者とともに成長できるかどうかなども考慮する必要があります。 新しい家の購入と全く同じように、新しいソフトウェアへの移行は大変な作業になる可能性があります。設計者を手助けするため、Altiumは、PCB設計ソフトウェアについて質問する時に設計者がガイドとして使用できるトピックリストをまとめました。 PCB設計ソフトウェアが必要な処理を行ってくれるか 最初に確認すべきことは、検討しているPCB設計ソフトウェアが、自分に必要な処理を行ってくれるかどうかです。この質問に答えるためには、どのような設計技術のためにそのソフトウェアを使用するかを明らかにする必要があります。設計するのは片面、両面、または 多層基板 ですか? それらの設計の用途は、 電源 、 アナログ 、 デジアナ混在信号 、 高速 、あるいは RF 記事を読む
Customer Success Stories SpaceQuest Find out how SpaceQuest used Altium to develop an experimental identification system from concept to flight hardware in six weeks.
PCB配線ワークフローの時間節約技術 PCB配線ワークフローの時間節約技術 1 min Blog 電気設計に慣れていなくても、30年以上の経験があっても、エンジニアは、PCB設計プロセスにおいてインタラクティブな配線が最も困難で面倒な作業であることに同意します。経験豊富な設計者は、多くの戦いや極限の戦争に勝てるほどの創造的なパズル解決の才能を使って、困難な作業を楽しんでいます。配線の経験がない設計者や設計の他の部分に集中したい設計者は、作業遂行に苦労することになります。しかしながら、どのような設計者も最終的には面倒な作業にうんざりしてしまいます。 最も一般的な配線の問題には、配線位置の管理、ピン/ビアアレイからの引き出し順序、配線の効率化、高速化、製造上の懸案事項などがあります。基板の配線を数時間ではなく数分でできるとしたら、どれほど多くの基板を設計できるか、想像してみてください。貴重な時間とリソースを節約しながら、より効率的に基板全体を配線できるとしたらどうでしょうか? 高性能のガイド付きPCB配線技術 Altium Designer®のActiveRouteは、短時間で高品質の配線をしながら、ユーザー制御による高度な自動化を適用できる、インタラクティブな配線方法です。ActiveRouteの目的は、配線に関する課題を軽減して面倒な作業をなくし、生産性を大幅に向上させることです。 ガイド付きのチャネル配線の画像​​​​​​​ インタラクティブな配線ツールというコンテキストにおいて、ActiveRoute独自の特徴は、複数レイヤーを同時配線ができるということです。この機能は、設計者のプランに従い、高速な処理性能を達成するための配線の効率化に重要です。 デフォルトでは、ActiveRouteのパネルでレイヤーが選択されていない場合、アクティブなレイヤーでのみ配線が行われます。パネルで複数レイヤーが選択されていると、ActiveRouteは、それらのレイヤーに対して均等に配線します。 複数レイヤーの同時配線レイヤー 1（緑）に48の配線およびレイヤー4（青）に44の配線 ActiveRouteは複数レイヤーに配線できるので、1つのレイヤーで特定の接続の配線に問題がある場合、ActiveRouteはただちに他のレイヤーの配線に移ることができます。この結果、その配線はより直線的になります。さらに、同じレイヤーで何度も配線しようとして時間を無駄にしたあげく、ミアンダが過剰にできてしまった、もしくは配線できなかったという状況を避けられます。 これからのPCB配線 従来、配線プロセスは、経験豊富な設計者でもかなりの時間と労力を要するものです。ActiveRouteは、複数レイヤーをすばやく配線して微調整のための時間を多く残しておくことでユーザーがワークフローを大幅に加速できるようにし、インタラクティブな配線のパラダイムを変えます。 ActiveRouteについてさらに詳しい情報をご希望の方は、今すぐ Altium DesignerのActiveRouteに関する無料のホワイトペーパーをダウンロードしてください。 記事を読む