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In PCB design, a Simulation Engineer is a specialist who uses testing and simulations to evaluate the performance of products in controlled environments. Their expertise is especially valuable during pre-production and testing phases, where they can help a company make informed decisions about whether to invest in the full-scale development of a product. Simulation Engineers rely on a variety of cutting-edge technologies, including modeling, 3D visualization software, and design testing platforms.

Simulation Engineers are sometimes referred to by other job titles, such as Modeling and Simulation Engineer or Testing Engineer. These titles reflect the broad range of skills and expertise required for success in this role, from modeling and simulation to testing and verification. Overall, Simulation Engineers play a critical role in ensuring that PCB designs meet the necessary performance standards and can help companies make informed decisions about product development.

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アジャイル・ハードウェア開発に関する一般的な誤解のカバーフォト 多くのアジャイル「グル」がハードウェア開発について誤解していること 1 min Blog シミュレーションエンジニア 機械エンジニア プロジェクトリーダー（マネージャー） +7 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 機械エンジニア 機械エンジニア プロジェクトリーダー（マネージャー） プロジェクトリーダー（マネージャー） テスト技術者 テスト技術者 技術マネージャー 技術マネージャー アジャイル手法は、ソフトウェア開発の世界に根ざしており、技術業界において変革的な力として称賛されています。しかし、ハードウェアおよび電子機器の開発に進出するにつれて、アジャイル原則の見かけ上スムーズな適応は、課題と誤解の迷宮に直面します。この3部構成の探求の第1回目では、 ハードウェアとソフトウェア開発の違いから生じるアジャイルの課題を分析しました。この記事では、アジャイル「専門家」によって広められた神話を検証します。 電子ハードウェア開発におけるアジャイルの複雑さに踏み込む前に、アジャイルのコーチやコンサルタントを非難することが私たちの意図ではないことを明確にすることが重要です。私たちは、彼らの善意と、顧客がアジャイル手法の利点を享受するための熱意を認識し、評価しています。批判が生じることもありますが、それはハードウェアの微妙な違いを十分に理解していないことから来るものであり、批判することが目的ではありませんが、アジャイル原則を効果的に適応させ、ハードウェア開発の特定の要求を満たすことが目的です。私たちの焦点は、このユニークな文脈でその利点を活用するためにアジャイル戦術を調整し、アプローチを変更しつつも原則を保持することです。 神話＃1：柔軟で適応し続ける必要があります アジャイルの専門家は、反復的な実行、フィードバックループ、そしてソフトウェアのデジタル領域で栄えている迅速な適応性の長所を正しく賞賛しています。しかし、これらの原則をハードウェアや電子機器の具体的な風景に移行することは、純粋なデジタルスペクトラムにはない複雑さの層を導入します。物理的な解決策は、そのソフトウェアの対応物とは異なり、「完成」する必要があります。部品を注文し、金型を製造し、厳格な製造ニーズを満たすためです。アジャイルの絶え間ない変化への呼びかけは、ゲームの遅い段階でさえ小さな変更が必要な場合、ハードウェアの容赦ない性質と衝突します。 これに対応して、ハードウェア開発にアジャイルを適用するには、パラダイムシフトが必要です。それは絶え間ない変更についてではなく、 プロトタイピングと、時間、予算、リソースの制約内で価値を最大化することを目指す、迅速な学習と実行サイクルに基づく、情報に基づいた戦略的な適応についてです。アジャイルの機敏さと物理製品の最終性の要求との間のダンスは、より良心的なイテレーション計画と、プロジェクト全体を通じてリスク削減への深いコミットメントを必要とします。 神話＃2：毎スプリントで動作するプロトタイプを開発する必要があります アジャイルの純粋主義者がよく唱える、2〜3週間ごとに完全に機能するプロトタイプを開発する 「スプリント」はアジャイルであるための普遍的な「必須」項目とされていますが、このアプローチの実用性は、ハードウェアおよび電子機器の開発（および予算）の現実に直面して崩れます。何かを構築し、進捗を示し、この結果を使用して貴重な技術的および商業的フィードバックを得て、次のイテレーションに役立てるという考え方は正しいです。しかし、各ハードウェアプロジェクトは、独自の目標、依存関係、リードタイムの制約、必要なイノベーションの領域、およびリスクを持つ独立したエンティティです。そして、各プロジェクトは、プロトタイピングと学習に対する独自のアプローチを受けるに値します。 アジャイルなハードウェア製品開発を真に受け入れるためには、チームはワンサイズフィットオールの考え方を捨てる必要があります。代わりに、プロジェクトのニーズを慎重に検討し、創造的で学習とプロトタイピングの戦略を導き出すために協力する必要があります。"プロトタイプ"は、予備的なパンフレットから、スティーブ・ジョブズの有名な「ポケットに1000曲を入れる」iPodモックアップのような泡のモックアップ、部分的または完全に機能するプロトタイプまで、あらゆる実証可能な成果物であることを認識することが重要です。 神話＃3：バックログにストーリーを追加して、ただ始める アジャイル手法の固有の強みは、従来のウォーターフォールアプローチよりもプロジェクトをはるかに迅速に開始できる能力にあります。実際、アジャイルハードウェア電子プロジェクトにおいては、概念の特定から開発の開始までの期間が大幅に短縮されていることがわかっています。この期間は、従来の段階的アプローチの下では多くの場合、数ヶ月または数年に及ぶことがありましたが、アジャイル方法では数週間または数日にまで短縮されています。もちろん、この劇的な結果の一部は、私たちが「開発の開始」と定義する方法にあります。 ソフトウェアにとって、これは簡単です。アジャイルの専門家は、ソフトウェア機能を定義するためのユーザーストーリーの作成、それらをバックログに優先順位付けし、スプリントを開始することを推奨しています。しかし、ハードウェアでは、少なくともプロジェクトを正しい方向に導くために、アーキテクチャ、重要な望ましい属性、制約、およびその他の要因の理解を伴う最低限の事前計画が必要です。この事前の努力は、「動作するソフトウェアが進捗の主要な尺度である」と「開発の遅い段階でさえ、変更される 要件を歓迎する」というアジャイルの原則と明らかに衝突するように見えるかもしれません。 和解は、製品開発の前段階に一般的に理解されているアジャイルの戦術を適応させることによってバランスを見つけることにあります。ハードウェアのアジャイルプロジェクト管理は、プロジェクトの戦略的意図に沿って迅速に開始し、従来のアプローチよりもはるかに多くの未知数を受け入れることを可能にします。その後、チームはアジャイルの反復学習を使用して最適な解決策を定義し、スケジュールとリソースの制約内で製品価値を高める戦略的変更に対して開かれた心を持って協力することができます。 神話＃4：すべての作業項目をユーザーストーリーとして定義する 多くのアジャイルの専門家が唱える重要な指示の一つは、すべての開発作業をユーザーストーリーとして定義すべきだということです。このアドバイスは、システムコンポーネント、インターフェース、他のエンジニアなども「ユーザー」として扱うべきだと続けています。このアドバイスにより、ほとんどの電子機器およびハードウェア開発者は頭を悩ませ、遵守に苦労しています。 ソフトウェアチームがアジャイルの実践をすんなりと採用している主な理由の一つは、顧客のニーズを伝統的な要件文書や詳細なユースケースで文書化することが非常に無駄であり、チームにほとんど価値を加えなかったからです。なぜユーザーが何をしようとしているのかを宣言し、その機能を文書化するためにユーザーストーリーを書き、それを開発タスクとして扱わないのでしょうか？これは自己文書化するだけでなく、これらのストーリーが一貫して優先され、顧客との検証が行われれば、変化に対応し価値を最適化するための完璧なクローズドループシステムを持つことになります。素晴らしいですね！ ハードウェア開発のためにユーザーストーリーを直接作業項目として書き、それらを価値ある顧客の成果に追跡するこの試みは、多くのハードウェアチームにとってアジャイルの限界点であることがよくあります。ハードウェアを定義することは、ソフトウェアを定義することとは異なります。従来の製品要件文書（PRD）や機能仕様は、ハードウェア開発者にとって安心感を提供するだけでなく、彼らの作業を分解して提供するために必要な詳細を提供します。開発者に「処理ユニットとして、クリーンな入力を保証するために電圧調整が必要です...」のようなユーザーストーリーを書かせることは、ユーザーストーリーを通じて顧客価値を捉える目的を無効にし、ソフトウェア開発者がアジャイル原則で取り除こうとした非価値の無駄を追加します。 記事を読む
アジャイル・ハードウェア開発ブログシリーズのカバー ハードウェア開発がただ…異なる5つの方法 1 min Blog 機械エンジニア プロジェクトリーダー（マネージャー） シミュレーションエンジニア +7 機械エンジニア 機械エンジニア プロジェクトリーダー（マネージャー） プロジェクトリーダー（マネージャー） 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 テスト技術者 テスト技術者 技術マネージャー 技術マネージャー 電子ハードウェア開発におけるアジャイル手法の実装に伴う独自の課題と戦略を探求します。アジャイルフレームワーク内でのハードウェアとソフトウェア開発の主な違いを理解します。 記事を読む
PCBシミュレーションツールでGIGOを避ける PCBシミュレーションツールでGIGOを避ける 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 GIGOは、入力がPCBAの現実を正確に反映していない場合に、PCBシミュレーションで発生します。 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
PCBパワーインテグリティー PCBパワーインテグリティーの完全ガイド: 基板からパッケージまで 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 シミュレーションエンジニア PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 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 この記事では、PCB からパッケージまでのすべてを含む、パワーインテグリティーの完全な概要を説明します。 記事を読む
アイダイアグラム アイダイアグラムとは？ 1 min Blog PCB設計者 シミュレーションエンジニア 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 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 電気技術者 電気技術者 アイダイアグラムは、高速チャンネル内の信号の動作と、反復励起に対するチャンネルの応答について知る必要があるすべての情報を提供します。 記事を読む
PCBルーティングにおける電磁ソルバーを用いた寄生抽出 PCBルーティングにおける電磁ソルバーを用いた寄生抽出 1 min Blog PCB設計者 シミュレーションエンジニア 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 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 電気技術者 電気技術者 寄生抽出：集積回路設計コミュニティは、特にゲート特性が約350 nm以下に減少し、チップが高速で動作する場合、毎日この課題に取り組まなければなりません。PCBコミュニティも、電力供給ネットワークをより良く設計し、正確なインピーダンスを持つ相互接続を行い、クロストークや結合メカニズムを適切に定量化するために、この考えに取り組む必要があります。特定のジオメトリからレイアウトの寄生を抽出するために使用できる多くのサードパーティアプリケーションがありますが、これらのツールの結果は、ほとんどの設計ソフトウェアで使用するには実用的ではありません。 PCBで寄生について心配する理由は何であり、設計プロセスでこれらをどのように扱うことができるのでしょうか？意図的および非意図的な寄生は、PCB内の信号および電力の挙動を完全に担っています。インピーダンスを計算するとき、実際には2つの重要な寄生を計算しており、これらをルーティングエンジンの一部として使用しています。これらの値を、クロストークの予測、過渡現象やリンギングを伴う電力シミュレーション、または露出したトレースへのESDパルスの結合などのために使用することもできます。 トレースのための寄生抽出 作成するPCBスタックアップは、導体に影響を与える寄生成分を部分的に決定します。実際には、特定のトレースの周りのPCBレイアウトで生じる寄生成分を決定するために複雑なフィールドソルバーは必要ありません。PCBレイアウトに配置するトレースは、そのインピーダンスを決定する自然な寄生容量と寄生インダクタンスを持っています。しかし、トレースの近くに銅を持ってくると、追加の相互容量とインダクタンスが発生し、トレースのインピーダンスが変更されます。実際には、インピーダンス計算ツールや文献やフィールドソルバーユーティリティ（Ansys、COMSOLなど）のいくつかの分析式を使用して、これらの寄生値を決定することが可能です。 PCB上の単一トレース（幅に関係なく）については、寄生容量とインダクタンスを2つの方法で取得できます： 直接計算、フィールドソルバーや学術誌の論文に見られるいくつかの複雑な分析式が必要です 比較による計算、これは寄生成分のないインピーダンス計算とカップルトレースインピーダンス計算を比較することを含みます 最初の点、直接計算は非常に強力で、いくつかの高価なソフトウェアが必要です。また、文献で特定の構造に関する式を見つけることができますが、これらは潜在的に数十のパラメータを含む非常に複雑な式であることがよくあります。異なる構造の相互結合式も一般化が非常に少ないです。 第二のポイントである比較による決定は、公式が利用可能であれば実際には比較的簡単で、異なる計算機からのインピーダンス値を比較するだけの問題です。これは基本的に、私が以前の記事で銅のプールと50オームのインピーダンスを持つマイクロストリップ/ストリップライン間のクリアランスについて行ったことです。 特定の幅のインピーダンス値を比較することによって、パラシティクスがインピーダンスに顕著な効果を及ぼす時期を決定することができます。 次のセクションでは、同様のアプローチを取りますが、Altium Designerのフィールドソルバーを使用して結果を生成します。単一エンドトレースインピーダンス計算の結果を使用し、これらを他のトレースインピーダンス計算と比較することで、いくつかの単純な公式を使ってパラシティクスの値を迅速に抽出することができます。 方法 ここでの方法は単純で、孤立したトレースのインピーダンス計算とパラシティクスを持つトレースのインピーダンス計算を比較することに依存しています。この方法で、パラシティクスの値、つまり相互容量とインダクタンスを計算することができます。この例では、Altium Designerで返される値である損失のないインピーダンスを使用していることに注意してください。しかし、これはGHz周波数までのパラシティクスの非常に正確な推定を提供します。 注意: 他のブログで作成した計算機アプリケーション（例えば、私が作成した計算機）やAltium DesignerのLayer Stack 記事を読む