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PCIeエッジカードのためのPCBデザインとピン配置 PCIeエッジカードのためのPCBデザインとピン配置 4 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 標準的なデスクトップコンピュータや組み込みコンピュータで最も一般的なアドインカードはPCIeカードです。PCIeアドインカードは複数のフォームファクターがあり、エッジスロットコネクタを使用して、マザーボードに対して垂直または直角に取り付けられます。また、M.2コネクタに接続するSSDやモジュールなど、異なるタイプのPCIeデバイスもあります。 この記事では、デスクトップコンピューターやサーバーに一般的に見られる標準的な垂直エッジコネクタを使用するPCIeアドインカードの機械的および電気的要件について説明します。PCIeアドインカードには、エッジコネクタ内にしっかりと収まるために従う必要があるカードの形状とサイズに関する特定の機械的仕様があります。 残念ながら、これらのエッジコネクタの機械的仕様はPCIe標準の中に埋もれています。設計者はしばしば、既存のカードのアウトラインを逆設計してPCIeカードのPCBで使用する必要があります。このブログでは、プロジェクトに使用できるPCIeカードのテンプレートを作成しました。このテンプレートは、カードの機械的キーイングとピン要件を示しているため、良い出発点ですが、必要な正確なPCB寸法に合わせてアウトラインを調整できます。 PCIeカードの機械的および電気的要件 PCIeアドインカードは、機械的な制約を課し、信号の整合性を決定するPCIeスロットコネクタを使用します。これらのカードで使用されるPCIeスロットコネクタに関するいくつかの重要な考慮事項を以下に示します： レーンの標準化：スロットコネクタは、特定の数のレーン（1x、4x、8x、16x、およびあまり一般的ではない32x）に対して標準化されています。 世代の互換性：スロットコネクタは、特定のPCIe世代に対して評価され、下位互換性があります。 コンポーネントタイプ：スロットコネクタは、スルーホールコンポーネントまたはSMDコンポーネントであることができますが、新しい世代のコネクタはSMDである傾向があります。 拡張コネクタ：大きなスロットコネクタは、設計に必要に応じて、小さなアドインカードを収容できます。 キーと方向：スロットコネクタは、PCIeカードの取り付け時の方向を決定するためにキーが付けられています。このキーはアドインカードに含まれている必要があります。 PCIeアドインカードは通常、カードに取り付けられるフランジを持っており、これによりコンピュータのシャーシに対して固定されます。このフランジは、標準のPCIeアドインカードの寸法を制限します。 PCIeスロットコネクタの例 以下に示すのは、スロットコネクタの例です。デスクトップコンピューターやサーバーを開けたことがある人なら、これらのエッジコネクターを認識しているでしょう。示されているコネクターはSamtecから入手可能ですが、Amphenolのような他のベンダーも自身のエッジコネクターを提供しています。 8レーン（上）と16レーン（下）のPCIeエッジコネクター（Amphenol） エッジコネクターとカードフランジのサイズと配置を考慮すると、通常、エンクロージャ内の形状とフィットを検証するためには機械モデリングが必要です。新世代のPCIeについては、チャネル帯域幅と総損失を検証するためにSIシミュレーションも必要です。これらの考慮事項を超えて、設計者は必要なレーン数を収容するためにカードピンアウトを構築する必要があります。 PCIeカードピンアウトのレーン数 PCIeコネクターのカードピンアウトは、レーン数に応じて変わり、 JTAGなどの追加インターフェースも含まれます。また、カードエッジには電源ポートと多数のグラウンドピンが分布しています。ピンのピッチは1.0 mmで、PCIe RXおよびTXレーンはグラウンドピンと交互に配置されています。 記事を読む
伝送線路インピーダンスの損失を補償する方法 伝送線路インピーダンスの損失を補償する方法 1 min Blog 電気技術者 電気技術者 電気技術者 銅の粗さは、伝送線インピーダンスにおいて最も大きな不確実性を生じさせる要因かもしれません。確かに、異なるソルバーは異なる総合モデルと計算方法を実装してインピーダンス値を決定しますが、粗さの影響を計算しようとする試みは新たな不確実性をもたらします。これは、粗さに基づくインピーダンスが使用される特定のモデルと、粗さが主要な影響を及ぼす周波数範囲に依存するためです。 誘電体の損失も、伝送線の実際のインピーダンスを、典型的な伝送線計算機で計算する無損失インピーダンス値と大きく異なるものにします。 この記事では、30 GHz範囲まで適用可能な、広い周波数範囲で粗さを考慮する簡単な方法を紹介します。これは、ほとんどのデジタルアプリケーションとデータレートをカバーし、無損失伝送線インピーダンス計算で粗さを補償するための迅速な方法を提供します。 インピーダンス計算には損失を含める必要があります 銅の粗さ計算を取り入れる課題は、モデルの使用ではなく、現代のEDAソフトウェアで多くのモデルが利用可能であることです。覚えておくべき最初のポイントは： 無損失インピーダンスのみが、すべての周波数で一定の値になります！ もし 銅の粗さや誘電体の損失が大きく影響する周波数範囲（約3GHz以上）で作業している場合、トレースのインピーダンスが周波数の関数として変化することを理解する必要があります。その結果、設計者はしばしば以下のように伝送線インピーダンス計算問題に取り組みます： 設計者は Altium DesignerのLayer Stack Manager、Polar Instruments、またはオンライン計算機を使用して、正確な 50オームのインピーダンス の幅を決定します。設計が完了し、Sパラメータをシミュレートまたは測定すると、設計者は実際のトレースインピーダンスが損失のないインピーダンスとかなり異なることを発見します。 上記は単終端トレースと差動トレースの両方に適用されます。損失によるインピーダンスの偏差を推定する方法が必要であることは明らかです。この方法により、損失のないインピーダンス計算が実際に役立ちます。以下で見るように、損失による偏差は誘電体の損失正接の関数です。 高損失正接を持つマイクロストリップ例（Df = 記事を読む
マルチボードPCBのシグナルインテグリティ マルチボードPCBシグナルインテグリティ：完全ガイド 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト PCB設計者 PCB設計者 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 マルチボードPCBアセンブリは、信号整合性のルールを守り、低EMIを確保しなければなりません。これら二つの側面は密接に関連しており、この包括的なガイドで説明されています。 記事を読む
ブラインドビアとバリードビアの習得 ブラインドビアとバリードビアの習得 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 HDI PCB設計におけるブラインドビアとバリードビアの使用に関する完全なリソースリストをご覧ください。 記事を読む
マルチボード設計ツールがあなたの電子プロジェクトを変革する方法 マルチボード設計ツールがあなたの電子プロジェクトを変革する方法 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 マルチボードPCB設計ツールは、エレクトロニクスエンジニアに新しい機能を提供し、ユニークな製品設計を可能にします。 記事を読む
プロがマルチボードプロジェクトの製造を管理する方法 プロがマルチボードプロジェクトの製造を管理する方法 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 プロの設計チームがマルチボードPCB製造プロジェクトをどのように管理しているかを見てみましょう。エンタープライズレベルの管理ツールでデータを追跡しましょう。 記事を読む
航空宇宙および防衛：マイクロエレクトロニクスにおける意外な投資家 航空宇宙および防衛：マイクロエレクトロニクスにおける意外な投資家 1 min Blog 購買・調達マネージャー システムエンジニア/アーキテクト エンジニアリング/テクノロジー幹部 +1 購買・調達マネージャー 購買・調達マネージャー 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 エンジニアリング/テクノロジー幹部 エンジニアリング/テクノロジー幹部 電気技術者 電気技術者 航空宇宙と防衛の間の共生関係が、マイクロエレクトロニクスの世界を革命的に変えています。 航空宇宙と防衛は常に技術革新の最前線にありました。第二次世界大戦中のレーダーシステムの開発から現代のステルス航空機に至るまで、これらの産業は技術の限界を絶えず押し広げてきました。この革新の中心にあるのは、小規模な電子部品やシステムの設計と製造を含む マイクロエレクトロニクスの役割です。 マイクロエレクトロニクスの開発と進歩 航空宇宙と防衛企業がマイクロエレクトロニクスに投資している主要な分野の一つは、 ミニチュア化されたセンサーと アクチュエーターの開発です。これらのデバイスは、航空機や宇宙船の搭載システムのデータ収集、環境条件の監視、および制御に不可欠です。航空宇宙と防衛のエンジニアは、より小さく、より軽く、よりエネルギー効率の高いセンサーを設計することができます。 さらに、マイクロエレクトロニクスの統合により、航空宇宙と防衛システム内の自律性と人工知能（AI）の大幅な進歩が可能になりました。 （UAVs）ドローンは、ナビゲーション、通信、およびペイロード配送のためにマイクロエレクトロニクスに大きく依存しています。 ハードウェアの進歩に加えて、航空宇宙と防衛企業は、サイバーセキュリティとデータ保護を強化するためにマイクロエレクトロニクスを活用しています。現代の航空機と防衛システムの接続性が高まるにつれて、サイバーセキュリティは優先事項となっています。マイクロエレクトロニクスは、暗号化、認証、および侵入検出メカニズムの実装において重要な役割を果たし、サイバー脅威の増加する洗練に対して機密情報を保護します。 ソフトウェアも、現代の航空宇宙と防衛システムにおいて重要な役割を果たしています。マイクロエレクトロニクスにより、洗練されたアルゴリズムや計算モデルの開発が可能になります。飛行制御ソフトウェアから任務計画および意思決定アルゴリズムに至るまで、マイクロエレクトロニクスは敏捷性、適応性、および回復力を備えたソフトウェア定義システムの基盤を作ります。 マイクロエレクトロニクスの統合により、航空宇宙と防衛における新技術の出現が促進されました。例えば、複雑なコンポーネントを迅速にプロトタイピングおよび生産することを可能にする付加製造などです。 航空宇宙と防衛におけるマイクロエレクトロニクスの重要性は、国家安全保障と経済競争力にも影響を及ぼしています。世界中の国々が航空宇宙と防衛技術での優位性を競う中、戦略的優位を維持するためにはマイクロエレクトロニクスへの投資が不可欠です。 さらに、宇宙の商業化の拡大と衛星の普及は、航空宇宙と防衛企業にマイクロエレクトロニクスを活用する新たな機会をもたらしています。マイクロエレクトロニクスの進歩を活用することで、企業は地球観測、通信、およびリモートセンシングアプリケーションのための手頃な価格でスケーラブルなソリューションを開発することができます。 航空宇宙と防衛システムへのマイクロエレクトロニクスの統合は、挑戦なしではありません。航空宇宙と防衛アプリケーションで遭遇する過酷な運用環境、例えば極端な温度、放射線、振動などは、マイクロエレクトロニックコンポーネントの信頼性と耐久性に対して重大な懸念を引き起こします。さらに、現代のシステムの増大する複雑さと相互依存性は、厳格なテストと検証プロセスを通じて対処しなければならない新たなリスクと脆弱性をもたらします。 サプライチェーンのリスク 航空宇宙および防衛セクターでは、特にシステムへのマイクロエレクトロニクスの統合に関して、サプライチェーンのリスクも重大な懸念事項です。この文脈におけるサプライチェーンリスクに関する特定の懸念事項は以下の通りです： サプライチェーンの中断とレジリエンス。自然災害、サイバー攻撃、輸送のボトルネックなど、サプライチェーンの中断は広範囲にわたる影響を及ぼす可能性があります。サプライヤーの多様化、重要部品のバッファ在庫の維持、対応計画の実施など、強固なサプライチェーンレジリエンス戦略を開発することは、中断の影響を軽減し、事業継続を確保するために不可欠です。 知的財産の保護。 サプライチェーン全体での機密情報と独自設計の保護は、偽造、盗難、無許可の複製からの防御において重要です。適切な知的財産保護が不足していると、イノベーションと競争力が損なわれる可能性があります。 記事を読む