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学生エンジニアの情熱を刺激するメジャーリーグハッキング社 学生エンジニアの情熱を刺激するメジャーリーグハッキング社 1 min OnTrack Judy Warner: ご自身の経歴と、メジャーリーグハッキング社を共同で設立したきっかけを簡単に教えてください。 Jonathan Gottfried: 私は子供の頃から機械いじりが好きでしたが、コンピューターサイエンスを学ぶために大学に入ったとき、そこで行われていたことは、私がやりたかった創造的な製作というよりもずっと学問的な内容でした。私は専攻を歴史に変え、アルバイトでコンサルタントとしてプログラミングの仕事を始め、最終的には卒業後Twilio社の開発エバンジェリストになりました。その仕事は、テクノロジーと社会貢献活動を組み合わせたものとして理想的でした。Twilio社での仕事を通じて私は、学生の開発者グループと関わり合いを持つようになりました。最初はスポンサーとして次に助言者として、多くの主催者とグループメンバーに出会いました。共同創立者のSwift氏が、メジャーリーグハッキング社でフルタイムで働くことを私に提案したとき、私が一番やりたかったこと—つまり、学生による技術的スキルの習得とコミュニティ形成の支援を仕事にすることに迷いはありませんでした。 ハッカソンイベントで学生に語りかけるJonathan Gottfried氏 Warner: 現在運営しているハッカソンイベントの数、その参加学生数、今後5 ～ 10年間の目標を教えてください。 Gottfried: メジャーリーグハッキング社は、世界中の大学と高校のキャンパスで行われる数百の技術的ワークショップ、ハッカソンイベント、短い形式のテクノロジーイベントをサポートしています。新しい技術的スキルを学び、すばらしいプロジェクトを製作し、自分たちの情熱をより幅広いテクノロジーコミュニティと共有するために毎年125,000人を超える開発者、設計者、技術者がMLHイベントに参加しています。MLH社は、すべての学生が、世界中のどこに住んでいるとしても、MLHコミュニティの一部としてテクノロジーを形にする方法を習得できる世界を目指して活動しています。 MLH社チーム Warner: それは、参加学生にどのような直接的な好影響を与えていますか。 Gottfried: メジャーリーグハッキング社のイベントに参加することは、学生たちにとって人生観が変わるほどの体験です。多くの場合、MLHイベントは「仲間」—つまり、テクノロジーを形にすることに自分と同じように情熱を持っている若者たちと出会う最初の場所です。それだけでなく、スキルを実際に試してみるリスクのない環境をMLHイベントは学生たちに提供します。これは、将来有望な開発者の成長過程の重要な一部であり、一般的な教室環境の域を越えて自信と実践的スキルを育むのに役立ちます。80%を超える参加学生が、教室では得られないスキルをMLHイベントで学んでいると答えています。 ロボットアームを製作する学生ハッカー 記事を読む
電子工学ラボをゼロから作り上げる 電子工学ラボ用機器: ラボをゼロから立ち上げる 3 min Blog 新しい電子工学ラボをゼロから立ち上げていますか？この記事では、予算、工具、初めてのはんだ付けステーション、試作品製作装置などから重要な情報を学びます。 記事を読む
ダンピングと反射伝達における直列終端抵抗 ダンピングと反射の転送における直列終端抵抗 1 min Blog 伝送線路を含む基板では、トレース、ソース、および負荷インピーダンスのマッチングが重要です。これらの条件を達成するために、単終端伝送線路に直列終端抵抗を使用する設計がいくつか見られるかもしれません。これを行う理由は、信号を遅らせるため、またはドライバーの出力インピーダンスを設定するためであり、誰に尋ねるかによって異なります。 驚くかもしれませんが、終端用の直列抵抗の配置は時々誤解されます。生じる疑問のいくつかは： 直列抵抗を手動で配置する必要があるのはいつですか？ 目標インピーダンスに伝送線路を設計するだけでよい場合はいつですか？ 短い伝送線路と長い伝送線路では何をすべきですか？ 直列抵抗を使用した場合の信号整合性において、負荷容量とグラウンドバウンスはどのような役割を果たしますか？ 単終端線路と差動線路の間に違いはありますか？ シグナリング標準にインピーダンス要件がない場合（例：SPIやI2C）にはどうすればよいでしょうか この記事では、高速GPIOやシリアルバスの観点から、上記のいくつかの質問を見ていきます。私たちはしばしば SPIのような標準を見て、インピーダンス要件が指定されておらず、バスが遅く動作するため、終端が不要であると簡単に仮定します。しかし、これはすべての場合に当てはまるわけではなく、任意の終端抵抗の配置は、注入される信号の立ち上がり時間、トレースの入力インピーダンス、およびライン上のオーバーシュートの減少に影響を与えます。 単端線上のシリーズ終端抵抗の2つの機能 シリーズ終端を使用する典型的な理由は以下の通りです： バスにはインピーダンス仕様がありません 出力インピーダンスと信号レベルは、特殊ロジックの目標値に調整されています プッシュプルドライバーは非常に迅速に切り替わります（数ns以下であることもあります） 受信機で見られる信号の立ち上がり時間は、負荷容量に依存します ドライバーからの出力インピーダンスは通常低いです ライン上にリンギングがあります 最後の点は、長い伝送線上の反射、または短い線上での過渡応答の励起の2つの要因によって引き起こされる可能性があります。前者はインピーダンスの不一致に関連していますが、後者は代わりにグラウンドバウンスの原因となる同じ要因に関連しています。 長い線上の反射：ドライバーの出力インピーダンスは常に伝送線の単終端インピーダンスよりも小さいため、ソースでの直列終端が時々使用されます。理想的な場合、出力インピーダンスは0オームですが、一般的には小さな非ゼロ値になります。終端抵抗の値をサイズする最も簡単な方法は、伝送線インピーダンスから出力インピーダンスを引くことです： 記事を読む
高密度インターコネクト 高密度インターコネクト - 設計と製造のガイドブック 4 min Guide Books Happy Holdenが提供する高密度インターコネクト設計、ルーティング、レイアウト、およびHDI PCBの製造に関する専門的なアドバイスのコンパイルです。 記事を読む
Altium Designerの回路設計効率の向上に役立つ5つのヒント Altium Designerの回路設計効率の向上に役立つ5つのヒント 1 min Blog Altium Designerには、回路図作成プロセスの生産性を向上させる多くのショートカットと機能があります。ここで説明する機能を理解し活用することで、回路図作成プロセスを速め、できればそれを楽しんでいただけることを願っています。回路設計効率を向上させるために知っておくべき5つの重要な方法を以下に示します。 シンボルの切り離しと移動: キー+クリック&移動。部品をワイヤから切り離して移動します。デフォルトでは、回路図内で接続済みのシンボルを移動すると、ワイヤもそれに従います。これはほとんどの場合便利ですが、配線を変更せずにシンボルのみを他の場所に移動する場合もあります。キーを押しながらシンボルをクリックしてドラッグすると、シンボルのみを移動できます。 シンボルの複製: キー+クリック&ドラッグ 。キー+クリック+ドラッグを使用して、回路図シート上のシンボルをすばやく複製します。これによりコンポーネントが複製されるだけでなく、デジグネータ番号が自動的に増加します。これは基本的にコピーおよびペーストコマンドと同じですが、はるかに高速で使いやすいことが分かります。一見些細なことのように思われるかもしれませんが、試してみるとその意味がお分かりになるでしょう。このコマンドを使うとコピー&ペースト操作が簡単にできます。 ネットの色の同期: [View] >> [Set Net Colors]。この機能は、回路図を確認する際に特に役立ちます。さまざまな色でネットを強調表示できるため、簡単に信号を追跡し、回路図を整理できます。そして、非常に優れていることには、ECOを介してこれらの色をレイアウトに反映できます。そのため、回路図で作業していたときに見慣れていたのと同じ色のネットをレイアウトでも使えます。2つの環境の間でネットの色が一貫していることで設計が容易になります。ネットの色付けをオフにする場合はいつでも、キーを使用してオン/オフを切り換えることができます。 類似オブジェクトの検索: オブジェクトを右クリックしてから[Find Similar Objects]。[Find Similar Objects]ダイアログを使うと、[Find Similar 記事を読む
PCB設計におけるシリコンフォトニクス統合の課題 PCB設計におけるシリコンフォトニクス統合の課題 1 min Blog シリコンフォトニクスは、シリコンICで使用されている製造プロセスをそのまま使用します 最近のIEEEカンファレンスでリチャード・ソレフと会い、電子・フォトニック統合回路（EPICs）の現状について話し合う機会を得ました。彼はしばしば「シリコンフォトニクスの父」と呼ばれており、その理由は明らかです。彼に優しく頼めば、シリコン上に直接フォトニック回路としての基本的な論理ゲートをどのように構築するかを教えてくれるでしょう。 今はシリコンフォトニクスにとって画期的な時期です。この技術は数十年前から存在していますが、現在、大量商業化の寸前にあり、大衆に提供されようとしています。標準的な電子部品で動作するシステムにシリコンフォトニクスを統合する前に、克服すべきいくつかのエンジニアリングの課題がまだあります。 ICおよびPCB設計における100 Gbps+の課題 ここまで読んでまだ混乱している人のために、いくつかの背景を説明します：フォトニック回路とは、光のみを使用して動作する回路要素です。これらの回路は、光学および電子工学のコミュニティで主要な話題です。12年前、設計者は銅を介して100 Gbpsでデータを転送できる単一リンクの作成について話していました。 銅は短距離で100 Gbpsのデータ転送を可能にすることがわかり、一方で光ファイバーは長距離で最適に機能します。遅い機器でも並列化を使用して、データレートを100 Gbpsや400 Gbpsに増加させることができます。100 Gbpsネットワークで動作するために必要な光学機器は、非常に特定の設計要件を持ち、すべての電子部品と普遍的に互換性があるわけではありません。 データレートが増加するにつれて、PCBやIC内の電気信号の整合性の問題がより顕著かつ目立つようになり、その結果、信号の立ち上がり時間が短くなります。ICレベルでは、データレートの増加に伴い、相互接続遅延時間、伝播遅延時間、およびクロストークの強度がすべて増加します。PCBレベルでは、クロストーク、 放射されたおよび伝導されたEMI、および熱管理が、高速設計の重要な考慮事項となります。光学部品は、電子部品で見られる同じ信号整合性の問題に悩まされない、より高帯域幅の解決策を提供します。電子IC設計におけるより大きな並列性は、光学部品によって提供されるより高帯域幅の解決策を必要とします。 フォトニック集積回路（PIC）と電子・フォトニック集積回路（EPIC）に注目してください。前者の回路は、多数のフォトニック要素を単一のパッケージに統合して、完全に光で動作するように設計されています。後者の回路は、光を使用して動作するように設計されていますが、これらの回路には電子要素が現れることがあります。したがって、これらの回路は、電子部品の帯域幅に応じて、標準的な電子部品ともインターフェースできます。 なぜフォトニクスで、なぜシリコン上なのか疑問に思うかもしれません。シリコン製造所とチップ製造能力の成熟度は、これらの伝統的な製造プロセスをフォトニック回路に即座に適応させることができることを意味します。もし私たちが近いうちにPICやEPICを見ることになるなら、それらは最も確実にシリコンフォトニクス技術に基づいて構築されるでしょう。 将来的には、これらのICをPICやEPICとインターフェースすることになるでしょう PCBでのシリコンフォトニクスの使用における課題 シリコンの素晴らしい点は、1550 nmの波長で透明であるため、1550 記事を読む
新しい多層アーキテクチャ：パワーメッシュ 新しい多層アーキテクチャ：パワーメッシュ 1 min Blog 現状を唯一の現実として受け入れてしまうのは面白いものです。それが私たちが経験してきた唯一の存在だからです。プリント回路設計において、多層アーキテクチャはそのような現状です。しかし、それは高速設計に適した唯一のアーキテクチャではありません。ヒューレット・パッカードでは、RFデザインの特性に基づいた高性能アーキテクチャの実験と実装を行いました。これは偶然ではありませんでした。なぜなら、私たちのPCB設計組織はIC設計組織ともリソースを共有していたからです。ある日、私はアーカンソー大学の一部であるHiDECのDr. Leonard Shaperによって書かれた論文をレビューしていました。それはInterconnected Mesh Power System (IMPS) [1,2,3]についてでした。これは、各層が電源グラウンドと信号グラウンドを含み、平面がない2層薄膜MCM基板の設計のために作られた高密度アーキテクチャでした。当時、10ミクロンのジオメトリに到達する唯一の方法は、薄いスパッタ金属と半導体フォトレジストリソグラフィを使用することでした。その時、私は思いました、「なぜ、FR4上で0.125mm（5ミル）のジオメトリでこれを試してみないのだろうか？それが機能するかどうかを見てみたい」と。図1は、3つのアーキテクチャと設計ルールを示しています。 私たちは現行の12層ディスクドライブボードにこのアーキテクチャを試し、部品を移動させることなく4層で設計を完了することができました。 わお！—思ったよりも簡単でした！ICデザイナーの友人たちが肩越しに見て、「よくやった—これが私たちが集積回路を設計する方法です」とコメントしました。RFの顧客も、「何も新しいことはない—これはオフセット共面ストリップライン構造だ—30年間使っている！」とコメントしました。ですので、私たちは新しいものを発明したわけではありませんでした（それを特許申請しようとしたときに学びました）が、従来の多層アーキテクチャよりも確実に性能が良く、密度が高く、低インダクタンスPDNも持っていました。私たちはそれを「POWER MESH」と呼び、‘私たちだけの’秘密として保持しました！ 図1 a. 従来の多層アーキテクチャ；b. 2金属層のみのIMPSアーキテクチャ；c. 4層のHP Power Meshアーキテクチャ。 インピーダンス制御 図2aは単一の電源プレーンを示しています。次のステップは分割電源プレーン（図2b）です。Power 記事を読む