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シミュレーションと解析

シミュレーションと解析は、回路図ではプリレイアウト、完成した物理設計ではポストレイアウトで実行できます。Altium Designer には、SPICEシミュレータ、反射やクロストークのシミュレータ、サードパーティのフィールドソルバとの統合など、両方の領域で成功するためのリソースが含まれています。シミュレーションツールの使用や設計における電気的挙動の解析については、ライブラリのリソースをご覧ください。

Altium DesignerのSPICEシミュレーション How to: Simulation and Analysis Circuit Simulation Documentation
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高速設計プロセスにおけるシグナルインテグリティの採用 高速設計プロセスにおけるシグナルインテグリティの採用 1 min Whitepapers TTLや新しいロジックファミリーのスイッチング速度がMbpsやGbpsのデータレートでデータを処理できるほど速くなった今、高速設計技術はほぼすべてのPCB設計者にとって不可欠です。デジタル信号の立ち上がり時間が速くなるにつれて、設計者はインターコネクトを短くするか、信号完全性の問題を防ぐための重要な設計戦略を考案するかのどちらかをしなければなりません。今日のエンジニアは、高速PCB設計プロセスでの信号完全性シミュレーションと分析のための完全なツールセットが必要です。今、高速回路基板のための強力なルーティングとレイアウトツールと一緒に、最も強力な信号完全性機能にアクセスできます。高速PCB設計に最適なPCB設計アプリケーション、Altium Designerをお試しください。 ALTIUM DESIGNER 信号完全性ツールと高度な高速PCB設計機能を統合した統一されたPCB設計パッケージ。 高速PCB設計には、電気エンジニアが取り組むことができる最も難しいタスクのいくつかが含まれます。一般的な誤解は、高速PCB設計はシステムクロック周波数の機能であるというものです。むしろ、高速は信号の立ち上がり時間によって決まります。長さと立ち上がり時間の関係が、PCBスタックアップ設計でのインピーダンス制御が必要かどうか、およびトレース幅を指定する必要があるかどうかを決定します。 さらに、信号間のタイミングは、ボード全体でデータが同期されることを保証するために重要です。過去には、エンジニアはスプレッドシートで全てを追跡することによって、タイミングと長さの調整に対処しなければなりませんでした。これにより、ネットごとに各個別の長さセグメント、ビアの深さ、抵抗の長さ、ピンの長さを追跡することができました。それぞれのネットについてすべてを合計し、必要に応じて信号長を追加した後、グループ内のすべてのネットの長さを均等にすることができました。これは、長さのマッチングと高速設計全般において、煩雑で時間がかかる古い方法です。 Altium Designerは、高速PCB設計専用に構築されており、高度な製品をフルスケールの製造に導くお手伝いをします。複雑な高速システムは、複数の設計ルールに準拠する必要があり、Altium Designerは成功裏に設計ルールを作成し、準拠を保証するために必要なツールを提供します。ここでは、Altium Designerが高速PCB設計を容易にする方法と、高速回路基板で注意すべき点について説明します。 ソースと2つの受信機の間の長いネット上の高速信号。 高速PCB設計における一般的な信号整合性の問題 設計者は、高速PCB設計において多くの信号整合性の問題に直面しています。高速PCB設計で最も一般的な信号整合性の問題は次のとおりです： クロストーク 反射とインピーダンス制御 平行ネット間のスキュー ピンパッケージ遅延 これらの問題は、方程式や公式で予測するのが難しい場合がありますが、強力な信号整合性シミュレーターで分析することができます。適切なレイアウトツールを使用することで、高速信号パスが重要な設計制約を侵害しないようにすることができます。最後に、統合フィールドソルバーを備えた設計ソフトウェアは、高速信号の歪みを防ぐためにトレースが一貫したインピーダンスを持つことを保証します。 高速PCB信号整合性は、PCBスタックアップから始まります 記事を読む
PCBデザイナーのためのPDNの基礎 PCBデザイナーのためのPDNの基礎 1 min Whitepapers PCBデザイナーが「PDN」または「Power Distribution Network（電力分配ネットワーク）」という用語を聞くと、ボード線図やブラックマジック、その他の神秘的で怖いものを想像するかもしれません。実際には、PDNの目標は、PDNの性能に影響を与えるPCB設計のほとんどの側面と同じくらい単純です。この論文では、ほとんどのPDN設計のさまざまな側面と、PCB設計ソフトウェアがそれらにどのように影響を与えるかを説明します。 全体的な目標：すべての負荷に十分な電流と電圧を供給する 電力分配ネットワークの基本的な目標は非常に単純です - すべての負荷にその動作要件を満たすために十分な電流と電圧を提供することです。PDNの全体設計、電圧レギュレーター、オンダイデカップリング、パッケージング、コンポーネントの取り付けなどを含む、は非常に難しい科学であり、特別な訓練と経験が必要ですが、PCBのPDN性能を最適化することは、PCBデザイナーができることに限りがあるため、それほど複雑ではありません。この論文では、PCBレイアウト内で考慮すべきことに焦点を当て、PCB設計がすべての負荷に十分な電流と電圧を提供することを確実にします。 要件1：ソースと負荷の間に十分な金属を確保する PDN設計において最も重要な側面は、各電源とそれに対応する負荷の間に十分な金属（通常は銅）があることを確保することです。明るい面では、名目上のコストで、IPC-2152はこれを行う方法に関してかなり直接的なガイドラインを提供します。最大想定電流と許容温度上昇を考慮して、電源形状の最小幅が何であるべきかを仕様が教えてくれます。残念ながら、IPC-2152のみを使用する設計者は、 PCB設計ソフトウェアを過設計しながら、設計における問題点に気づかず、いくつかの制限を伴います。これには以下のようなものが含まれます： - IPC-2152の幅の推奨事項は非常に保守的です。これらは、隣接する銅がない2層ボードの熱的な最悪のシナリオを使用して計算されたもので、ユーザーは通常、最も保守的な仮定（例えば、許容される最小温度上昇）をします。IPC-2152のみを使用して作成された設計は、必要以上に大きな電源形状を持つ可能性があります。 - IPC-2152のビアの推奨事項は保守的です。これは特に問題となるのは、一つの電源レールのためのビアが上下の電源形状を貫通する可能性があるためで、したがってビアの数とサイズは最適化されるべきです。IPC-2152のみを使用して作成された設計は、必要以上に大きなビアや多くの電源ビアを持つ可能性があります。 保守的な銅の流れ - IPC-2152は、最も単純な設計にのみ適用されます。ソースから負荷までの一貫した幅で、ビアによる穿孔やコンポーネントやその他の形状による狭窄がないものです。IPC-2152は、設計の電源形状の不備にどのように対処するかについての指針を示しません。 - IPC-2152は、関連する電源レールの配置についての洞察を提供しません。電圧レギュレータは、入力から出力まで、場合によってはフィードバックを含む、それらに関連するさまざまな電源形状に対して特定の要件を持つことがよくあります。 設計者は、電源（およびグラウンド）レールのサイズと形状を最適化するためのより良いツールが必要です。これは一般に「PI-DC」または「IRドロップ」と呼ばれます。Altiumは、PDN要件をできるだけ簡単に満たすために、この機能をPDN 記事を読む
DC Analysis of a PDN: Essentials for the Digital Designer デジタル設計者に不可欠なPDNのDC解析 1 min Whitepapers はじめに 電源供給ネットワーク(PDN)のDC解析は、通常「IRドロップ」、「DCパワーインテグリティ」、「PI-DC」と呼ばれますが、以下の基本的な問題について、デジタル(またはアナログ)設計者が解説します。 各負荷に十分な電圧を供給するため、ソースと負荷の間に十分な銅箔を配置しているか？ 電源、GND領域が十分か？ ビアの数、またビアの大きさは十分か？ PDN shape(領域)をうまく最適化できるか？ デザインのどの部分が最も過熱しやすいか？ GND shapeに何かを接続したか？ 多くのデジタル設計者は、精密なシグナルインテグリティ解析の必要性や、PDNのAC関連要素(例えば、デカップリングコンデンサーがいくつ必 要か)を理解することの重要性は認識していますが、DCのPDN(PI-DC)解析にはほとんど目を向けません。しかしながら、PI-DC解析は、設計の品質の基本的理解を可能にし、高価な設計の基板面積やレイヤーを節約してコスト効率の高いデジタル設計を実現できるので、やはり重要です。PI-DC解析が答えられる基本的な問題は、比較的単純です。例えば、「各負荷に十分な電圧を供給するため、ソースと負荷の間に十分な金属(この場合はほぼ例外なく銅)を配置しているか？」といったものです。しかしながら、今日の小型化された統合設計の世界では、この問題に正確に答えることで、成功と失敗の違い示すことができます。 つい最近まで、デジタル設計はデスクトップPCと大型サーバーなど、ラージフォームファクターによって左右されていました。それらの設計では、金属レイヤー全体を電源供給専用にして、電源と負荷の間の電圧降下を最小限に抑えることができました。電力供給に十分過ぎる領域が割り当て られた場合、保守的な経験則を使用した見積りでは、領域の大きさはあまり問題にはなりませんでした。デジタル設計者は、電源供給shapeを最適化して、その領域とレイヤーを最小化することについてほとんど考えることなく、DC電源の供給が「十分」であることのみ確認していました。 そのような時代は終わりました。サーバーの設計ですら非常に高密度になり、基板面積は、過度に保守的な設計慣習によって無駄使いできない貴重な要素になっています。電源供給用の金属が全て「不可欠」である現在、レイヤーを追加したり基板サイズを大きくする余裕はありませ ん。PI-DC解析は、電源供給金属が十分であるだけでなく、必要であることを確認する非常に高度な機能です。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐAltium Designerの拡張機能である PDN Analyzer 記事を読む