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    Altium Designerを使用すると、ASICテストおよび検証ボードの開発を一人のエンジニアで完結することができます。

    背景

    ASIC設計プロセスの最も重要な部分は基板設計に関連している場合があります。

    STマイクロエレクトロニクス社、サンタクララキャンパスの技術者はこの点を知り過ぎるほど知っています。この世界的な半導体メーカーはマルチメディアの集約と様々な用途での電力管理にフォーカスしています。データストレージ部門において、同社は最新世代ハードディスクドライブ内部の頭脳としての機能を備えたASICを設計しています。

    課題

    ASIC製造における重要なステップの1つは、開発用の基板を使用したテストと検証です。各ASICはチップと並行して設計、開発される独自の開発基板を必要とします。これらの基板は試作品をマザーボードおよびハードドライブアセンブリと接続し、技術者はASICの性能を試す事ができます。基板製造の際のどんなミスもチップのリリースを遅らせ、会社の収益を脅かす危険があります。

    昨年、STマイクロエレクトロニクス社は11種類のASICを製造しましたが、評価のためのそれぞれカスタマイズされた独自の基板が必要でした。わずか2人の設計者がこれらの基板の責任者となり、ほぼ毎月製品を送り出さなければなりませんでした。

    STマイクロエレクトロニクス社のシステム開発エンジニア、ビンセント・ヒンプ氏は「ライブラリ、設計、PCBレイアウトのリソースについて、大規模なサポートチームに頼ることはできませんでした。このタイプのプロジェクトを担当する場合、何から何までしなければなりません」と説明しています。

    何から何までとは、部品ライブラリのメンテナンス、回路設計、シミュレーション、システム設計、PCBレイアウトおよび製造ファイル作成を意味しています。しかしさらに別の面もあります。ハードドライブには特殊なメカニカルクリアランスルールがあるため、実装するのが非常に難しいことが知られています。すべての部品がPCBとドライブアセンブリの間にサンドイッチされ、表面が均一になりません。技術者はレイアウトプロセスの間、各コンポーネントのクリアランスを確かめて、ドライブアセンブリに触れないことを確認しなければなりません。

    解決策

    作業のペースを保つため、ヒンプ氏は設計プロセスを改善し、プロジェクトの度に繰り返される作業の量を最小限にする設計システムを必要としていました。

    学習コストを懸念していたため、ヒンプ氏は長年にわたってProtel 99 SEを使用しアップグレードしていませんでした。しかし、特定のオプションを実行する新しい方法では、マウスのクリック回数が増えました。テクノロジーはさらに小型化され、Protel 99 SEではついていくことができなくなりました。例えば、1mil以下の解像度が必要なケースもありました。

    Altium Designer Summer 09が登場したとき、統合ライブラリはさらに優れたものになっていました。DXPにもありましたが、使い方を改めて覚えるのは大変でした。それが今ではサプライヤーを見て、コードを注文し、サプライヤー情報に直接リンクできます。

    ヒンプ氏は次のように述べています。「Altium Designerでは、PCB設計に必要な機能がすべて-ライブラリ、設計、シミュレーション、PCBレイアウト、部品表や設計図面の作成まで-1つの環境で提供されています。Altium Designerがあれば、すべての作業を1つのソフトウェアで扱うことができます。」

    システムの統合されたデバイスライブラリは、無駄な努力を減らすための主な手段です。ヒンプ氏は次のように述べています。「すべての情報が1つのオブジェクトの背後に保管されています-回路設計、シミュレーション、PCBレイアウトに必要なものすべてです。例えばPCB設計に移ると、すぐにフットプリントの外観を知る必要が出てきます。Altium Designerではすべてがそこにあります。ドラマチックな生産性の向上です。」

    機能が統一されたシステムは、迅速な製品開発と試作品製作を後押ししてくれます。ヒンプ氏が使うすべてのツールは1つのまとまった環境に収められています。ヒンプ氏は「私はプロジェクト全体をコントロールしています。ステップからステップへ移行するときも、ツールを変える必要はありません。」と述べています。

    不必要な設計業務を減らすことに加えて、Altium Designerを使うと自動デザインルールチェックによって最初の設計ミスを最小限に抑えることが可能です。ヒンプ氏はPCBレイアウトを修正し、デザインルールに従ってソフトウェアが配線を自動的に調整するのに任せることができます。

    ヒンプ氏は次のように述べています。「この機能は古いソフトウェアのユーザにとって特に印象的です。私がシンガポールの顧客を訪ねたとき、設計の修正がどれほど簡単かを見せてみました。彼らは高価なEDAソフトウェアを使用していましたが、PCBの配線を手作業で行う必要がありました。あとで、エンジニアグループのマネージャが私を脇に連れていき、どんなソフトウェアを使っているのか尋ねてきました。彼に説明しましたが、今では彼らはAltium Designerを検証しています。」

    このシステムはヒンプ氏がPCBをレイアウトをする際、3Dのメカニカル許容差も自動的にチェックします。この作業をするために、同氏は部品ライブラリと実際の部品クリアランスをアップデートし、ハードドライブアセンブリのメカニカル設計をシステムに入力しました。

    「私は機械図面をSolidWorksから直接取得し、シャーシをロードして、3Dチェックにかけました。各部品がシャーシに接触する場合、Altium Designerはリアルタイムで知らせてくれます。私が部品を入れ替えて、システムが配線を空いた場所に移動してくれます。さらにマウスを合わせるだけで接続の詳細がすべて表示されます。こういった細かなことがPCBレイアウト技術者の仕事をずっと楽にしてくれます。」

    導入効果

    10年前のProtel 99から最新のAltium Designerへの移行は学習コストを意識させるものでした。「私たちは設計プロセスを設定する新しい方法を覚える必要がありました。慣れた古いやり方は、実はきつい方法だということをいつも意識している必要があります。」デザインIPを持っていくのは簡単でした-Altium Designerは古いファイルをすべて読み込んで、数分で新しいフォーマットに変換してしまいました。

    ヒンプ氏は新しいシステムを覚えるにつれて、新しい方法が時間の節約になることに気付きました。例えば、Altium Designerの「オブジェクトをシートにする」機能を使えば、回路ブロックを次の設計で再利用することが非常に簡単であることに気付きました。さらに「設計バリエーション」を使用して、特定のコンポーネントの値を変えるだけで、1つの設計を様々なアプリケーションで活用できるようにしています。

    ヒンプ氏は「私たちはどうすればプロジェクトの度に同じタスクを何度も繰り返すのを止められるのか自問してきました。Altium Designerは私たちが、時間を浪費しミスに繋がる手動のステップをすべて省けるよう助けてくれます。統一されたシステムはそういったムダをすべてなくしてくれます。」と述べています。

    お客様の企業情報

    STマイクロエレクトロニクス社は革新的な半導体ソリューションを活用したエレクトロニクスアプリケーションの分野でグローバルリーダーとしてサービスを提供しています。同社はその膨大なテクノロジーの集積、設計の専門知識および知的財産のポートフォリオ、戦略的パートナーシップや製造面での優位性を利用して、マルチメディアの集約や電力応用の分野で誰もが認めるリーダーとなることを目指しています。2009年、同社の純収益は85億1000万ドルでした。

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