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FPGA設計におけるメタステービリティの低減

FPGA設計におけるメタステービリティの低減 1 min Thought Leadership ここでは、デジタル回路、そしてFPGA設計におけるメタスタビリティの概念について見ていきます。そして、その「出現」を、その影響を軽減する実証済みの設計原則に従うことで大幅に減少させる方法についても説明します。メタスタビリティ！これが何らかの未来的な保持容器や力場の完全性に関連していると思われるかもしれませんね。「ワープドライブのフラックストライアングレーターとクリオニックエンベロープのメタスタビリティが臨界レベルに達しています、キャプテン！」しかし、日々デジタル電子機器と向き合っている皆さんにとって、この用語は軽蔑と尊敬の入り混じった反応を引き出すかもしれません。ここでは、デジタル回路、そしてFPGA設計におけるメタスタビリティの概念について見ていき、その「出現」を、その影響を軽減する実証済みの設計原則に従うことで大幅に減少させる方法について説明します。メタスタビリティの説明メタステービリティは、デジタル回路内のレジスタ（または古い言い方をするとクロックされたフリップフロップ）の出力に関するもので、出力端子が「メタステーブル状態」に入る可能性があります。FPGAデバイスは通常、D型フリップフロップを使用します。このような状態に入る方法を見る前に、レジスタの動作に関連するいくつかの基本的なキータイミング要素を思い出すことが良いでしょう：「セットアップ時間」 - これは、次のクロックエッジが到着する前に、レジスタへの入力が安定していなければならない最小時間です。データシートでは通常、Tsuとして表示されます。「ホールド時間」 - これは、クロックエッジの到着後、レジスタへの入力が同じ安定した状態で続く必要がある最小時間です。データシートでは通常、Thとして表示されます。「クロックから出力までの遅延時間」 - これは、クロックエッジが到着した後、レジスタの出力が変化するまでの時間量です。これは、レジスタの「安定時間」または「伝播遅延」とも呼ばれます。例えば、Tco、またはTphlとTplhとしてデータシートに表示されることがあります。信号が異なる非同期クロックドメイン間で移動する場合 – 全体の設計内の異なる、または関連しないクロックで動作しているデジタルサブサーキット – メタステービリティに遭遇する可能性があります。これは、設計の非クロック領域から同期システムへのデータ転送にも当てはまります

ケーブルアセンブリ用の回路図CAD図面の使用方法：パート3

ケーブルアセンブリ用の回路図CAD図面の使用方法：パート3 1 min Engineering News Sainesh Solankiのケーブルおよびハーネス設計ブログシリーズの待望の第3部が登場しました！この回では、コネクタヘッドと圧着端子のライブラリの構築を続け、熱収縮チューブのモデリング方法についても説明します。また、ワイヤーと圧着の互換性チェックを可能にするいくつかのパラメータも紹介します。第2部はこちらからアクセスできますが、すでに読み終えている方は、読み進めてください！コンポーネントの作成を続けて... 追加で2つの回路図シンボルを追加できます。1つ目は、アセンブリが必要とする場合にコネクタヘッドに組み込まれる圧着（ピン/ソケット）です。もう1つのコンポーネントは、ケーブルとコネクタヘッドの間のワイヤーを適切に束ねるための熱収縮チューブです。主にこれらは材料表のために必要ですが、いくつかの他の利点もあります。まず、圧着の作成から見てみましょう。圧着コンポーネント：ピンとソケットこれらのコンポーネントは、コネクタヘッドのように必ずしも1:1の図面が必要とは限らない点で、他の類似品とは少し異なります。代わりに、コンポーネントには回路図シンボル自体のみが含まれます。図1 には、圧着ピンの回路図シンボルが以下の通りです：図1。ピンの回路図記号明確さを増すために、クリンプのJPEG画像またはビットマップ画像を含む第二のサブパートを作成することができます。主要な記号（図1 のような）については、右側が外向きの形状を示すことを除いて、幾何学的な形状が長方形を取ることを好みます。これは、ピンがコネクタヘッドから突き出る機械的なオブジェクトであるためです。そのため、左側のピンは外向きに指しています。グラフィカル属性を作成した後、コンポーネントのプロパティ内で、「接点めっき」と「ワイヤーゲージ」（図2 を参照）という2つの重要なパラメータが参照されていることに気付くでしょう。図2。コンポーネントプロパティとパラメータ接点めっきおよびワイヤーゲージこれらのコンポーネントプロパティ内で、ピンの真の特性を指定し、B.o.M（部品表）やその他のレポートを通じてコネクタヘッドやケーブルコンポーネントと比較できるパラメータを作成します。これによる利点は、組み立てプロセスを進める前に設計の接続性が正確であることを確認することです。これらの2つのパラメータ（最小限）を持つことで、ケーブル、圧着端子、コネクタヘッドがすべて完全に互換性があることを簡単に確認できます。パラメータを使用することで、表形式のレポートで直接比較したり、カスタムスクリプトを使用してケーブルの設計ルールチェックとしてワイヤーや圧着ゲージなどを比較することができます。しかし、それについては後のブログで詳しく説明します。

Altium Designerの認定を受けていますか？

PCBデザイン認証：あなたはAltium Designer認定を受けていますか？ 1 min Thought Leadership Altiumでは、私たちのツールをできるだけ簡単に学べて、使いやすいようにすることを目指しています。しかし、時間がお金のとき、すぐに使いこなしたい場合や、Altium Designer^®のスキルを磨いてプロのように扱いたい場合は、追加のトレーニングを受けることが賢明かもしれません。今年の初めから、認定を含む新しく強化されたトレーニングプログラムの展開を開始しました。そして最近、Altiumのオンラインプリントボードデザイン認定レジストリの導入により、獲得したAltiumの認定書への直接リンクを共有することで、あなたのプロフェッショナルな価値とブランディングを高めることができます。数年前、私たちはトレーニング資料の全面的な見直しプロジェクトを開始しました。そのプロセスが、最終的には実質的な内容と実践的な演習の作成という、記念碑的な努力になりました。それは、英語だけで約2000ページのトレーニングマニュアルと数百ページのトレーニング演習に集約されました ! 昨年末にグローバルに展開されたトレーニング＆PCBデザイン認証プランのフェーズ1は、そのリリース以来、約1000人の顧客が新しい Altium - Essentials および Altium - Advanced コースで指導を受けました。トレーニング＆認証プランのトレーニング要素を満たした後、次のフェーズは認証システムを確立することでしたが、今日、その旅の重要なマイルストーンを達成したことを大変嬉しく思い、皆さんに発表できることを光栄に思います。数週間前、EssentialsおよびAdvancedコースの受講者のそれぞれの公開AltiumLiveプロファイルページに電子証明書を追加するプリントボードバッチプロセスを実施しました - 私の公開プロファイルページで例を見るためにAltiumLiveにサインインしてください。ボードデザイン認証のハイパーリンクをクリックすると、レンダリングされた証明書のPDFバージョンを表示するために新しいブラウザウィンドウが開きます。私たちは、お客様がAltiumを使用して習得したスキルを認め、その専門プロファイルに価値を加える方法で行いたいと考えています。では、証明書を電子化し、オンラインで利用可能にするより良い方法は何でしょうか？各証明書には、Altiumによって慎重に管理されている固有のコードが含まれており、当社のオンライン

電源ネット管理：回路基板のベストプラクティス

電源ネット管理：回路基板のベストプラクティス 1 min Thought Leadership 最近のBugCrunchアイテム（電源入力対出力）は、Altium Designer^®での長年にわたる電力管理の問題を提起しました。PCB製造は、ビア、はんだマスク、はんだなど、考慮すべき項目が多いため、複雑なプロセスになり得ます。私たちが同じページにいることを確認するために、作業を開始する前にPCB組立に関するいくつかの意見があります。いつものように、皆さんの考えやコメントに非常に興味があります。これに関して私たちが行うことが現実の役に立つことを確実にすることが私の目標です。まず、問題を私がどのように見ているか、そしてそれをどのように対処すべきだと思うかを説明させてください。今日のAltium Designerでは、電源ピンは一般的に電力の使用者を示すために使用されます。電源ピンはERCの時に他のピンとは異なる扱いを受けることができます。しかし、完全な電力分配システムを簡単に識別して管理することはできません。その結果、電力不足のコンポーネントやショート（多くの人を夜も眠れなくさせることでしょう）のような致命的なエラーを避けるためには、より高いレベルの注意が必要です。 PCB設計レベルでは、電力を分配するネットのセットを「電力ネットワーク」と呼びます。同様に、電流をグラウンドに集めるネットのセットも別の「電力ネットワーク」を構成します。これらの電力ネットワークのそれぞれにおいて、外部電源リソース（電力を供給する電源またはグラウンドへの接続）に接続するユニークなポイントがあります。このポイントに接続されたネットは、真の電力ネットです。また、これらの電力ネットワークのそれぞれにおいて、（電流制限抵抗、ネットタイ、ヒューズなどの）数々の「透過」コンポーネントがあり、ネットワーク全体の観点からは、一つのネットを別のPCB設計者に接続する（ただし、特定の必要特性を持つ接続）だけのものです。以下は、プリント基板レベルでのそのような電力ネットワークの抽象的な表現です。上の図では、トレースネットは赤で描かれ、赤いボックス内のネットが全体の電力ネットワークを構成しています。このネットワーク内では、電力ネット指令が「Main PWR」というネットを、実際に電力が供給されるユニークなネットとして識別します。ネットは青で描かれ、青いボックス内のPCBレイアウトの電源ネットは別の全体の電源ネットワークを構成します。このネットワーク内では、電源ネット指令が実際に地面に接続されている唯一のネットである「Main GND」としてネットを識別します。各電源ネットワーク内で、一つのトレースネットのみがプリント基板上の電源ネットとして識別されます。また、電源関連のオブジェクトを含む各ネットは電源ネットワークの一部であるべきです。プリント基板プロジェクトの回路図では、「電源ネット指令」と呼ばれる新しい指令が利用可能になります。特定のネットに配置されると、それを外部電源リソースに接続する電源ネットワーク内の唯一のネットとして識別します。この新しい指令は、簡単に識別できるようにこのように見えるかもしれません。また、「Part

PCB製造において避けるべき5つの要素

PCB製造において避けるべき5つの要素 1 min Thought Leadership PCB設計者

PCB設計者

PCB設計者

PCB設計者最後のデザインレビューが完了し、必要な承認の署名をもらい、作業がほとんど完了した状況を想定してみます。コンポーネントが調達され、基板のレイアウトが完成しても、最大の課題がまだ残っています。設計の意図を製造部門へ正しく伝えなければ、設計にかけた何か月もの時間と、チームの労力は水泡に帰すことになります。しかし、このような設計の後段階の処理は、どのような方針で行えばいいのでしょうか? 製造部門に必要なすべてのファイルを出力するためのツールは用意されています。しかし、デジタルの情報から物理的な品物への翻訳プロセスは、それほど簡単で明瞭なものではないのは明らかです。実際のところ、何か月もかけて完璧な基板レイアウトを作成しても、設計の意図を製造用ドキュメントで明確に伝達できなかったために、大きな失敗が引き起こされることも考えられます。ドキュメント作成プロセスにおいて遵守するべき真理が1つあるとするなら、それは従来の常識を否定し、より多くの詳細を記載する方が、少ないよりも良いと考えることです。それでは、ほとんどのPCB設計者が一般にドキュメント作成プロセスで見過ごしている細かい詳細は何でしょうか? PCB製造業者から最も嫌われる5つの点の概要をここに示します。ドキュメント作成のプロセスにおいて、これらの点に留意すれば、設計が却下されることを防止できます。 #1 - PCBドキュメントの内容が不完全である当然のことのようですが、PCBの設計プロセスや仕様を、製造業者が必要とする重要なファイルへ変換する作業は決して単純明快なものではありません。そして、製造業者へ送るドキュメントに1つの間違いがあっただけでも、製造業者で大きな混乱を招き、生産プロセス全体を停止させてしまう可能性があります。不完全な内容のPCBドキュメントが製造業者の手に渡ることを防ぐため、次のようないくつかのガイドラインを頭に留めてください。使用しているPCB設計ツールで、出力ドキュメントを手作業で生成する必要がある場合、出力するファイルに注意し、それらが単一のリポジトリ内で整理されていることを確認します。製造業者に製造用のファイルを送付する前に、製造業者がどのようなファイルを、どのフォーマット（Gerber、ODB++、その他）で要求しているのかを正確に確認しておきます。単一の社内用CADファイルを製造業者に送り付け、そのファイルを読み取れるソフトウェアを相手が持っていることに期待してはいけません。簡単に言うと、完全なPCBドキュメントパッケージには、製造業者に必要なすべてのファイルが、推定作業の必要なしに簡単に解釈できるようなファイル形式と構造で、整理されて含まれている必要があります。製造業者に冗長なファイルや、エラーの含まれているファイルが渡った場合、製造プロセスの遅延を引き起こすことになり、是非とも回避すべき事態です。完全なドキュメントデータパッケージ（出力ジョブファイル） #2 - クラスの種類が示されていないクラス2はPCBドキュメントの業界標準ですが、もし別のクラス（1または3）で設計を行った場合、マスター図面は大幅に変化します。このため、次のガイドラインに従って、正確にどのクラスが使用されているのかを明確にすることが重要です。製造業者が、標準のクラス2プロセスが必要なものと想定しないよう、PCB製造および組み立て図面の両方に、必要なクラスで推奨される構築標準を明確に示しておくことをお勧めします。

Gerber RS-274Xを置き換える上位2つのファイル形式の代替案

Gerber RS-274Xを置き換える上位2つのファイル形式の代替案 1 min Thought Leadership 世界中で設計されたPCBの約90%に使用されているにもかかわらず、Gerber RS-274Xにはいくつかの実用的な制限があり、製造プロセス中に多くの問題を引き起こす可能性があります。このファイル形式の代替案は何か？続きを読んで確認しましょう。メタ説明：Gerber RS-274Xは、すべてのPCB設計の約90%で使用されていますが、いくつかの実用的な制限があります。 Gerber RS-274XはPCB設計ソフトウェアの事実上の標準ですが、それが最良であるとは限りません。世界中で設計されたPCBの約90%で使用されているにもかかわらず、このファイル形式にはいくつかの実用的な制限があり、製造プロセス中に多くの問題を引き起こす可能性があります。 Gerber RS-274Xの制限 Gerber X形式のいくつかの制限があり、多くの設計者が痛感しています。これらの問題を経験したことがあるなら、何を言っているかわかるでしょう：銅層が順序どおりでないボードを受け取ったことはありますか？ドリル穴がずれていたり、完全に欠けていたりしたボードを受け取ったことはありますか？製造ノートの誤解釈がスケジュール遅延を引き起こしたことを、管理職やクライアントに説明したことはありますか？ Gerber RS-274Xは、信号層やプレーン層の銅の形状の正確なイメージを描画するのに非常に正確で信頼性があります。しかし、問題はこの標準がPCB製造と組み立ての他のすべての側面を考慮に入れていないことです。例えば、レイヤースタックの順序と材料情報、ドリルデータ、ピック＆プレースデータ、ネットリスト、テストポイントレポートなどの転送があります。これらの他のデータセットは、別のユーティリティによって別のプロセスとして生成する必要があります。簡単に言うと、Gerber RS-274X形式は、設計ドメイン（CAD）から製造ドメイン（CAM）への完全な設計の転送を行いません。設計ドメイン（CAD）から製造ドメイン（CAM）への転送代替手段は何ですか？これらの問題を解決するためには、製造と組み立てのデータのすべての側面を考慮に入れた設計転送標準を採用する必要があります。幸いなことに、PCBデザイナーと製造業者および組み立て業者間の正確で効率的なデータ交換を可能にする2つの新しいオープンスタンダードが最近リリースされました。 Gerber

ウォータークーラーの周りで賢く見せるための6つのPCB設計統計

ウォータークーラーの周りで賢く見せるためのPCB設計に関する6つの統計 1 min Thought Leadership プリント基板を設計および製造するチームの一員としてのあなたの役割からすると、PCB設計について知るべきことがたくさんあります。設計の経験則から製造に向けた設計、製造プロセスに至るまで、その他多くのことが含まれます。しかし、PCBとそれがどのように使用されているかについて、あなたは本当にどれくらい知っていますか？続きを読んでください... プリント基板を設計および製造するチームの一員としてのあなたの役割からすると、PCB設計について知るべきことがたくさんあります。設計の経験則から製造に向けた設計、製造プロセスに至るまで、その他多くのことが含まれます。しかし、PCBとそれがどのように使用されているかについて、あなたは本当にどれくらい知っていますか？ここでは、同僚や上司、設計チームを感心させることができるPCB設計に関するいくつかの楽しい事実や統計を紹介します。 1. あなたが思っているよりも古い。既にご存知かもしれませんが、最初のプリント基板を特許取得した人物の名前はポール・アイスラーです。彼はオーストリア出身の発明家で、1943年、第二次世界大戦の最中に特許を取得しました。しかし、PCBの起源がアイスラーの40年以上前にさかのぼることを知らないかもしれません。最初の「印刷された配線」は1900年代初頭に特許を取得しました。その後、1925年にチャールズ・デュカスが絶縁表面上に直接電気的な経路を作るアイデアを提案しました。アイスラーはこれらのアイデアを組み合わせて、最初の実用的なPCBを作り出しました。ポール・アイスラーと、プリント回路シャーシと空中コイルを使用した最初のラジオセット。（写真：モーリス・ヒューバート、マルチテックUK） 2. 設計プロセスは手作業で行われていました。PCB設計ソフトウェアが導入される前は、プリント基板は透明なマイラーシートを使用して設計されていました。これは、基板自体の4倍までの大きさで、設計者が提案する設計の透明なフォトマスクを作成するために使用されました。最初にピンパッドを配置し、次に接着テープを使用してトレースを追加していきました。一般的な設計要素には、時間を節約するために、よく乾燥転写を使用していました。 (a) PCボードレイアウトに「スティックオン」パターンを適用する；(b) および (c) 長い回路パスと短いパス距離にテープを適用する。（Bishop Graphics, Inc.） 3. 予算は設計から始まる。新製品において、生産コストの約70～80％は設計段階での決定によるものです。これはPCBに特に当てはまります。エンジニアはしばしば真空状態で作業しているように見えます。彼らはデバイスの理想的なバージョンを作り出しますが、そのデバイスに対する現実世界のパラメータが変更されたときに最後に知ることが多いのです。したがって、材料コストや可用性などの要因が、最終アプリケーションにとって非現実的な材料や部品の選択をもたらす場合、PCBは再設計のために戻される必要があり、これにはかなりの追加時間とコストがかかります。設計要件が最初の段階で可変であることを理解することが重要です。それを考慮に入れて、エンジニアは設計段階で調達、品質管理、製品マーケティング、およびその他の関係者とより効果的にコミュニケーションを取ることができます。これにより、適切な材料が選択され、すべての部品が生産のために容易かつ安価に入手可能であることを保証することができます。設計段階でのコミュニケーションラインを改善することにより、エンジニアは生産コストを大幅に削減し、市場投入までの時間を短縮することができます。 4. PCBは大きなビジネスです。プリント基板が私たちの生活のあらゆる側面に欠かせない部分であることは、すでにご存知でしょう。しかし、PCB市場の規模は実際にどれほどのものなのでしょうか？実は1995年、その導入から50年余りで、初めて71億ドルの産業となりました。わずか5年後の2000年には、100億ドルを超える産業となり、2012年以降は世界中で600億ドルを超えています。全ての電子機器がこれらに依存して動いていることを考えれば、驚くにはあたりません！ 5