Altium の PCB 編集機能 | Altium ＆ relatives

高性能な PCB エディタに多くの関連ツールを統合

ルールドリブン設計プロセスを実現するAltium Designer のPCBツール

Altium Designer のPCBレイアウトツールは、ハイエンドのシステムに勝るとも劣らない多彩な編集機能を備えています。そしてこれらの機能を用いた設計プロセス全般がデザインルールによって精密に監視されます。全ての設計作業があらかじめ規定されたデザインルールに沿って行われることから、これをルールドリブン・デザインプロセスと読んでいます。このデザインルールシステムには、カテゴリごとに分類された豊富なパラメータが備えられており、設計意図や、製造上の制約を緻密に規定することができます。またこの Altium Designer PCB ツールでは回路図からPCB設計のためのデザインルールを受け取ることができます。この機能により回路図上に、正しく動作させるための条件を即座にデザインルールとして規定することができます。

Altium Designer のルールドリブン・デザイン環境では、Routing、High Speed、Manufacturingなどの10のカテゴリで、49に分けられたルールクラスからデザインルールを定義することが可能です。さらにルールを適用したいオブジェクトに対し、クエリを使って精密に定義することができます。Altium Designer では、設計作業中にオブジェクト間のクリアランスやトラック幅などのルールを監視し、ルール違反の発生を未然に防ぎます。

Altium Designer では、伝送線路シミュレータがデザインルールシステム内に統合されているため、通常のDRCプロセスを用いて高速信号の劣化をチェックできます。信号の劣化が規定値を超えた場合には、ターミネーションアドバイザを用いて、最適なターミネーションの方法とその効果を調べることができます。

Altium Designer の先進機能nの一つとして、PCBとFPGAプロジェクト間での自動ピンシンクロ機能があります。手作業では間違いを起こしやすいPCBとFPGAプロジェクト間のFPGAのピン情報のバックアノテーションは、　Altium Designer のシステム内で自動で行われます。また、ピンスワップ機能により基板上のFPGAに対して配線の最適化を自動で行うことができます。

このように　Altium Designer のPCB エディタにはには、回路設計者とプリント基板設計のいずれにも、有用な多くの機能が含まれています。

Altium Designer PCBレイアウトツールの特徴

ルールドリブンによるデザインルールの監視

Altium Designer のPCBツールではあらかじめ規定されたルールの監視下で設計を行う、ルールドリブン・デザイプロセスにより精密なオンライン・ルールチェックが可能です。

マニュアル編集機能

部品配置と配線等のマニュアル編集を効率的に行うために、豊富なコマンドが用意されています。これらの編集機能はデザインルールの監視下で機能するため、不注意によるエラーが回避できます。また、配線の押し退け機能などインテリジェントな機能にバックアップされており、マニュアル編集の多くが半自動化されています。

回路図エディタとのシンクロナイズ

簡単なコマンド操作で、PCB上での変更点を回路図上に反映することができます。バイパスキャパシタを追加する場合などに便利です。またクロスプロービング機能により、回路図との照合を容易に行うことができます。

伝送線路シミュレータ

Altium Designer 伝送線路シミュレータとの連携により配線パターンの高速信号の劣化をチェックすることが可能です。

FPGAのピンスワップ

PCB設計中にFPGAのピンスワップによる、自動/半自動での配線の最適化を行うことができ、さらにその結果を回路図にバックアノテートすることができます。

自動配線機能

マニュアル編集画面から、コマンドひとつで自動配線を起動できます。このため、マニュアル配線の途中で自動配線を起動し、自動で配線した結果が悪ければまたマニュアル配線に戻るといった使い方ができます。特定のエリアネットの指定による半自動配線も可能です。このようなAltium Designer の半自動機能は、配線作業に時間の短縮にたいへん役立ちます。

既存ファイルの再利用

Altium Designer のPCBツールはPADSやP-CAD、AutoCADなどの、他のCADツールで作成したファイルの読み込み機能を備えており、既存ファイルの再利用が容易です。

ウィザード/Wizard

Altium Designer のPCBツールにはウィザードが豊富に用意されており、PCB設計やツールの機能を熟知していなくても、順に表示されるダイアログボックスの指示に答えるだけで、設定や複雑な作業を完了させることができます。基板外形と設計条件の初期設定を行うBoard Wizard、フットプリントを自動的に作成するCreate New Component Wizard、デザインルールの設定を簡素化するDesign rule Wizardなどが用意されています。プリント基板設計には手間にかかる繰り返し作業が多く、熟練した設計者でもこれらのウィザードの利用によって負担を軽減することができます。

PCB データの 3D 表示機能

Altium Designer は多機能な 3D 表示機能を備えています

PCB フットプリントに STEP 3D モデルを割付ることにより PCB フットプリントを 3D 化できる
3D 表示に対して、拡大縮小、移動、回転などの表示制御をマウスで簡単に行ううことができる
3D 化されたフットプリントにより基板に部品が実装された状態を 3D 表示できる
基板の内部や断面を 3D 表示するこができる
部品形状を含む基板の 3Dデータを STEP ファイルで 3D メカニカル CAD に渡すことができる

そしてただ表示ささせるだけでは無く、 3D 化されたフットプリントを利用して、クリアランスチェックを行うことができます。また　3D 表示の状態で部品の移動ができますので、立体的な干渉チェックを行いながら部品配置を行うことができます。さらにズーム、回転などによる 3D 画像の変化を動画に記録する機能も備えています。

3D 画像は、メイン画面とは別に用意された 3D パネルにも表示されます。2D 編集画面での作業中にもここは 3D で表示されますので、3D イメージで干渉等を確認しながら設計を進めることができます。

3D機能に関する参考資料

Altium Designer PCBレイアウトツールの製品仕様

単位系: Metric(mm) 及びImperial(mil)
最大基板サイズ： 100 x 100 インチ
最大解像度： 0.001 mil ；角度 0.001°
インポート可能なファイルフォーマット：R2013 までのAutoCAD DXF/DWG
出力デバイス：ウィンドウズがサポートする全ての出力デバイス
レポート生成: 基板情報; 部品表
配線層 32、内層プレーン 16、マルチレイヤ 1 を含む多数のデザインレイヤ
メカニカル x 16, ソルダーマスク x 2, ペイストマスク x 2, シルク x 2, ドリル（Drill Guide & Drill Drawing) x 2, キープアウト x 1
インポート可能なファイルフォーマット：ネットリスト (Protel、Tango)；すべてのProtel PCB フォーマット；R14までのAutoCAD DXF/DWG；　ガーバ – Batchモード、Singleモード； P-CAD PCB ASCII (V15 & V16)； PADS® PCB ASCII (3.5まで)； Orcad Layout (V7)； Specctra® RTE
エクスポート可能なファイルフォーマット：AutoCAD DXF/DWG; Specctra DSN; 　 HyperLynx®; Protel ネットリスト； Protel V3バイナリ、V4バイナリ、V5 ASCII
サポートしている出力デバイス：Windowsが対応しているすべてのプリンタ & プロッタドライバ
レポート作成：Signal Integrity；逆ネットリスト
パッド形状： Round（丸）； Rectangular（角）； Octagonal（八角形）
パッドサイズ： 0.001 ～ 99999 mil
パッドスタック： Simple（全レイヤ共通）； Top-Mid-Bottom（Top、Bottom、Midレイヤ別に設定）；　 Full Stack（各レイヤ別に設定）
ビアスタイル：スルーホール；ブラインド＆ベリード（レイヤペア）；ブラインド＆ベリード（任意のレイヤ）
トラック幅： 0.001 ～ 99999 mil
トラック配置モード：フリーアングル； 45°；円弧付き45°； 90°；円弧付き90°
インタラクティブ配線モード： Ignore Obstacles； Avoid Obstacles； Push-and-Shove
ポリゴンプレーンスタイル： 90°塗りつぶし； 45°塗りつぶし；垂直方向；水平方向; ソリッド
プレーンへの接続：任意のネット単位
パワープレーン：全レイヤに任意のネットを割付可能、スプリットプレーンによる複数のネット割付可能 ● 基板の最大コンポーネント数：無制限
コンポーネントの最大ピン数：無制限
ライブラリの最大コンポーネント数：無制限
最大ネット数：無制限
同時にオープン可能な最大ライブラリ数：無制限
出力生成：Gerber 274X; ODB++; IPC-D356 Netlist; NC Drill (エクセロンバイナリ＆アスキー); 　テストポイントレポート; コンポーネント位置情報
自動／手動 FPGA ピンスワップ