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電子機器業界の2021年の現況 Newsletters 電子機器業界の2021年の現況 2020年の厳しい状況を乗り越えた現在、2021年にはハードウェア設計者にどのような課題と機会が待ち受けているでしょうか?アルティウムの技術製品マーケティングエンジニアであるVince Mazurが、新たな3つの動向について展望を示し、今後1年間にそれぞれの動向に対応するための手順について解説します。 はじめに 2020年は忘れられない年となったというのは決して過言ではないでしょう。昨年は私たち、特に電子機器設計者にとって多くの新しい課題が発生した年でした。現在のところ、ワクチンの完成と入院率の低下により、事態は回復しつつあります。しかし、2020年における動向の多くは、2021年にも引き続き影響を及ぼすと考えられます。さらに、電子機器ビジネスは迅速に変化しつつあり、業界外の事情とはまた別に、2021年にも新たな設計の課題が広がりつつあります。 このブログでは、自宅勤務の継続、電子機器部品の不足、仮想教育という3つの課題について電子機器設計の観点から解説します。各項目では、これらの課題に対処するため今日実行可能ないくつかの方策を挙げ、最後に要約を示します。 自宅勤務の継続 電子機器の設計はチーム作業です。単独の製品開発者でさえも、製造業者の代表者、FAE、基板製造業者、契約製造業者、場合によっては社外の請負業者など、各種の個人や企業と共同で作業を行う必要があります。それと同時に、電子機器設計の複雑な組み合わせは、世界が通常の平穏な状況であったとしても多くの問題点、課題、危険に満ちています。しかし、これこそ電子機器設計というエキサイティングな分野の本質です。自宅から勤務することには多少の利点もありますが、個人間で共同作業を行えないことは依然として問題を引き起こしています。 中規模から大規模の組織の場合、状況はさらに複雑となります。これらの組織の物理的な構成は、単一のサイトから、全世界にわたる接続されたサイトのネットワークまで多岐にわたります。例外もありますが、共同作業の主な手段は直面しての対話で、遠隔地または全世界の拠点間では必要に応じてビデオ会議が使用されていました。製品またはシステム設計内で、特定の主要な製品分野を担当するチームが分断されれば、必然的に不連続が発生します。設計チームの共同作業と、ECADやMCADなどの分野間における強固な連絡は、成功のため不可欠です。これらはパンデミックが発生する前から問題となっていましたが、物理的な分断によってさらに困難な課題となりました。さらに、数百万ドルに相当するテストや測定機器を含む、十分な装備の整った企業の実験室を使用できないことが、深刻な問題を引き起こし続けています。 一部の職業、たとえば営業は自宅勤務を早期から実践していましたが、電子機器製品のエンジニアリングでは実験室の使用や共同作業の必要性から、自宅勤務が広く受け入れられていませんでした。多くの電子機器OEMが拠点と労働力の集中化を止め、断片化したチームが自宅から個々に作業を行うように移行したことで、新たな課題が生まれました。チームとして対話を行うことに慣れていた設計者は、自宅のオフィスに隔離されることになりました。幸い、Zoom、Dropbox、Google Driveなどクラウドベースのツールが迅速に取り入れられたことで、チームの接続は維持されました。アルティウムは新しいクラウドプラットフォームであるAltium 365を最近リリースしました。これはコンピュータ電子機器製品の完全な設計環境を、インターネットに接続されている場所ならどこにでも簡単に延長できる、この種のものとして最初のプラットフォームです。その結果として、自宅でもオフィスと同様の作業環境が使用できるようになりました。 設計者がオフィスに戻り始めても、設計者の作業環境はパンデミック前と、特に対面での連絡において大きく異なったものになるでしょう。ソーシャルディスタンスが依然として求められ、感染予防措置が引き続き行われることによる非効率性から共同作業も多少の影響を受けるでしょう。 現在、行える対処 自宅勤務の環境を最適化するために現在、行える対処について、いくつかの提案を述べます。 既に行っていなければ、電子機器の設計と共同作業に固有の必要に合わせて調整された標準のツールの「スタック」を決定します。仮想会議、Slackなどのコメント、およびマークアップツール、設定の作成、PCB設計、一元化された部品ライブラリへのアクセス、共有の設計データ リポジトリなどが含まれます。ここで鍵となるのは、チームの全員が同じ基盤を使用していることの確認です。自宅で行った全ての作業と、関連するデータは、ひとたびオフィスに戻れば、既に設置されている企業の基盤システムに、妥協や不整合なしに統合可能です。 実験室を使用できないことが問題なら、企業の機器を自宅に移すか、自宅の環境でテスト機器をリースすることを検討します。また、行うシミュレーションを増やすことも考えます。現在では回路図内でシミュレーションを行うことができ、多くの分析機能も含まれています。これは本質的に仮想のテストおよび測定機器となり、大きく役立つ可能性があります。 組み込みソフトウェアの開発に従事しているなら、コードシミュレーション機能を使用してコード開発を強化することを検討します。このシミュレーションは、MicrochipのMPLABⓇ Xなど、多くの主要なIDEで利用可能です。組み込みソフトウェア チームが通常はハードウェアのターゲットを必要とするなら、アーキテクチャを動作コードに抽象化し、ターゲット
アルミニウム製のPCBに対応する優れたPCB設計ソフトウェア アルミニウム製のPCBに対応する優れたPCB設計ソフトウェア アルミニウム製PCBでは、熱特性、電気的絶縁、機械的強度のいずれについても設計要件を満たすために、Altium Designerが提供するレベルの精度が必要です。 Altium Designer 専門家を対象とする、効果的で使いやすい最新のPCB設計ツール。 メタルコアPCB(MCPCB)を使用した設計はいっそう一般的になりつつあります。このメタル基板は機械的強度、熱伝導率の両面で優れたコア材料を使用しており、この絶縁層の選択により電気的絶縁がいっそう高められます。MCPCBのアプリケーションの例としては、LED、ソリッドステートリレー、電源変換PCBなどが挙げられます。MCPCBで最も一般的に使用される金属はアルミニウムベースであり、この普及により、過去に経験がない設計者も近い将来アルミニウム製PCBを手がけることになるはずです。ここで知っておくべき重要なことは、アルミニウム製のPCBの設計においても、従来実践してこられた設計上の精度が同様に求められるということです。アルミニウムの場合の設計には、高いレベルの精度を維持するために、優れたPCB設計ソフトウェア、Altium Designerなどが必要になります。 アルミニウム製回路の特殊な要件が求める優れたPCB設計ソフトウェア アルミニウム製のPCBの設計は、他の多層PCB設計と同程度の詳細で正確な回路図をもって開始する必要があります。銅箔の配置と熱、プリント回路のレイヤーと熱伝導率についての入念な検討を行う場合も、PCBエディターがあれば自分の仕事に集中できます。Altium Designerは、習得が簡単で使いやすい回路設計アプリケーションで作業を手助けします。設計が完了すると、回路図データはAltium Designerのレイアウト エディターによってPCB作成のために使用されます。 アルミニウム製のPCBの設計では、熱管理や機構上のメリットを最大化するためにコンポーネントの配置制約に厳密に従う必要があります。Altium Designerには、熱拡散を高めるために必要な、コンポーネントの位置決めや位置揃えが行える最先端のコンポーネント配置機能があります。ここから、アルミニウム製のPCBの接続を仕上げるための幅広いインタラクティブ配線機能が使用できます。 あらゆるPCB設計の中核を担うAltium Designerの優れた配置/配線 回路基板の熱伝導率、プリント基板のレイヤーの体系化など、懸案事項に応じて、高性能なPCB設計ソフトウェアが作業を手助けします。作業中の設計の種類やレベルにかかわらず、Altium Designerは優れた回路設計機能とPCBレイアウトの配置/配線ツールを提供します。 Altium Designerの回路図エディターは使いやすく直感的で、アルミニウム製のPCB設計の回路を素早く作成できます。
Altium Designerの無料PCB ViewerでCAD図面を表示 Altium Designerの無料PCB ViewerでCAD図面を表示 Altium Designerの無料PCB Viewer(期間限定)を使用すると、PCB設計とCADソフトウェアの連携がさらにすばやく容易になります。CADの図面を表示できる優れたソフトウェアでは、作成したすべての設計ファイルに読み取り専用で安全にアクセスし、チームのメンバー全員が便利なツールで共同作業できます。ここでは、回路図、PCBフットプリント、BOM、製造ファイルを使用しながら、設計プロセスの次の作業について連絡できます。これにより、フットプリントの作成、コンポーネントの配置、オブジェクトのプロパティの定義、レイヤースタックアップの構築、デザインルールの適用に必要なリソースをより効率的に使用できるようになります。 Altium Designer 豊富なシミュレーション機能など、豊富な設計ツールが用意されているPCB設計ソフトウェア パッケージ PCB設計を成功させるためには、チームのメンバーとコンピューターベースの設計ツールの連携が不可欠です。大規模なプロジェクトでは、予定どおりに予算内で製品を市場投入するために、異なる場所にいる何百人もの設計者や技術者、製造担当者、サプライチェーンのスタッフが協力して仕事を進めます。多忙なスケジュールを踏まえると、共同作業の促進とCADファイルへの容易なアクセスを可能にする直感的なツールが必要です。 ただし、こうした共同作業を実現するためには、多くの問題を克服する必要があります。チームメンバーにはメールのメッセージや連絡に使ったメモなどをかき分けながら、問題を解決したり設計内容を見直したりする時間はありません。追跡システムが整備されていない場合は、設計データの複数のバージョンへの対処という問題に直面することになります。優れたCAD viewerやモデリングソフトウェアがあれば、それぞれの部門で同じフォーマットを使用しているように連携できます。 統合設計環境によって時間とコストを節約することに焦点が置かれている基板設計CADのAltium Designerでは、すべての設計者が基板への変更を同時に確認できます。同じ回路図、PCBレイアウト、選択したコンポーネントを表示できるため、異なる画面を見ていることで発生する問題を削減することが可能です。また、PCB Viewerの管理されたプロジェクト機能では、スムーズなコミュニケーションと共同作業が実現します。プロジェクトで同じソースを使用できるため、データの整合性も確保されます。また、変更管理も採用されているため、承認された変更だけをチームの全員が確認できます。PCB Viewerに搭載されている機能は、システム全体で一貫性を維持し、設計のライフサイクルでの標準化アプローチを推進することに役立ちます。 設計プロジェクトを容易に進めるためのドキュメント 無料PCB Viewerでは、チームの全員が1つのドキュメントや複数ページの設計製品ドキュメントを使用したり、デザインワークスペースでグループ化された複数のCADモデルを同時に表示したりすることができます。たとえば、PCB Viewerのドキュメントエディターでは、回路図、PCB、ガーバー、OpenBus、CAM、OutJobのドキュメントを表示できる一方、テキストエディターでは、組み込まれたソースファイル、VHDLファイル、スクリプトファイルを確認できます。 Altium DesignerのPCB
製造出力ファイルとその重要性 Altium Designers の PCBDOC Viewer では、何もチャンスを残しません Altiumの 無料PCBDOCビューアを使用すると、設計チームの全メンバーが設計データを読み取り専用でアクセスでき、何もチャンスを逃さないで済みます。 ALTIUM DESIGNER あらゆる種類のファイル閲覧は、PCB設計ソフトウェアで簡単なプロセスであるべきです。 あなたのプリント基板設計は、最初はあなただけ、または少数のチームで始まったかもしれませんが、完成する頃にはもっと多くの人が関与することになります。コンポーネントが利用可能かどうかを確認する人、接続性と設計をチェックする人、さらには機械的な構成を見て、あなたの設計が他のものとどのように適合するかを見る人もいます。その後、あなたの設計はPCB製造に出され、さらに多くの人が、設計された方法とPCB製造および組み立てプロセスを問題なく通過できるかどうかをチェックします。 あなたとあなたの設計作業を共有するために必要なアクセスを全員に提供するには、2つのことが必要です。まず、レビューと製造のために詳細なドキュメントを迅速かつ効率的に作成する能力が必要です。そして二つ目に、作成した設計ファイルとドキュメントを簡単にレビューできるPCBドキュメントビューアが必要です。幸いなことに、Altium Designerはこれらのニーズを両方とも満たすことができるPCB設計ソフトウェアです。 PCB設計製造ドキュメント 最初に浮かぶ質問は、どのような種類のPCB製造ドキュメントや図面が必要になるかということです。もし、PCB設計プロセス全体やPCB製造要件に慣れていない場合、同じ疑問を持っているかもしれません。PCB製造業者は、Gerberファイル、部品表ファイル、Excellonドリルファイル、製造および組立図面、ピックアンドプレースファイルなど、あなたから様々な設計ファイルを必要とします。ここに、これらのファイルタイプのいくつかについてより詳しく知るためのリソースがあります。 製造出力ファイルとその重要性 もしこれがすべて新しいことであれば心配しないでください。ここに製造出力ファイルの基本についてのリソースがあります。 Gerberファイルは長い間、PCB製造の中心であり続けています。ここでは、それについてもっと詳しく説明します。 Gerberファイルが実際に何であり、製造プロセスでの重要性についてもっと学びましょう。 製造業者は正しい指示がなければ、回路基板を製造および組み立てることができません。 製造図面と文書の基本についてもっと学びましょう。 製造業者は、ボードにどの部品を配置するかを知る必要があります。PCB BOMは、彼らが必要とするすべての情報を提供します。 PCB部品表が何であり、それを作成する際のベストプラクティスについてもっと学びましょう。 Altium