電子システム設計

電子設計の初期段階では、概念/機能レベルで設計を定義することが重要です。この最初のステップは、開発プロセス全体の重要な土台となり、システムのアーキテクチャと主要要素の全体像を高いレベルで示します。適切に作成されたブロック図は、電子システムの主要な機能ユニットを明確にし、それらの相互接続を示します。これにより、個々の部品実装の複雑な詳細にとらわれることなく、設計の各部分がどのように相互作用するかを視覚化できます。このような抽象化によって、システム全体の動作やモジュール間の関係に集中でき、必要な機能がすべて考慮され、システムのアーキテクチャが設計要件に適合していることを確実にできます。

Electronic System Design(ESD)ドキュメントを使用すると、システムレベルのブロック図を設計し、関係者と共同作業を行うことができます。

新しいESDドキュメントの作成

新しいESDドキュメントは、Renesas 365 Workspace にあるソリューションの一部として作成できます。ソリューションの詳細ページで、右上のボタンをクリックし、表示されるメニューからSystem Designを選択し、Create ESDウィンドウを開きます。

このウィンドウは、最初は簡易表示で表示され、次のフィールドがあります。

  • Name– ESDドキュメントに必要な名前を入力します。

    ESDドキュメント名は英字または数字で始める必要があり、使用できる文字は A~Z、a~z、0~9 です。アンダースコア、ハイフン、スペースも使用できますが、スペースは名前の途中でのみ使用できます(先頭および末尾のスペースは無視されます)。また、次の語は使用できません:AUXCOM1-COM9LPT1-LPT9CONNULPRN。さらに、名前に次の文字を含めることはできません:\ . / ? % * : | " < >

  • Description– ESDドキュメントの説明を必要に応じて入力します。

さらに多くのコントロールにアクセスするには、ボタンをクリックします。Parent Folderフィールドが表示されます。このフィールドでは、Workspace のフォルダー構造内のどこに ESD ドキュメントを作成するかを指定します。デフォルトでは、Projectsフォルダーです。フィールド右側のChangeリンクをクリックすると、Workspace のフォルダー構造にアクセスでき、ドキュメントの保存先として別のフォルダーを選択できます()。

必要に応じて新しいESDドキュメントを定義したら、をクリックします。ソリューションの詳細ページに戻り、新しく作成されたESDドキュメントのタイルが表示されます。

ESDドキュメントを開くには、そのタイル内の名前をクリックするか、ボタンをクリックして表示されるメニューからOpenを選択します。あるいは、目的のESDドキュメントのタイルを直接ダブルクリックします。

ESDドキュメントの定義

ESDドキュメントでは、特定の機能、操作、またはデバイス(信号処理や MPU など)はfunctional blocksで表されます。構造および視覚表現の観点では、機能ブロックはコンテナーであり、グラフィカルな図形/画像(ラベル付き)、ハードウェア/ソフトウェアオブジェクトで表される機能の主要コンポーネント、ポート、その他のブロックを含めることができます。Portsは機能ブロックのインターフェース(たとえば MPU の I2C インターフェース)を表すために使用でき、機能ブロック間のconnection lines(ブロックまたはそのポートの間に直接配置)は相互接続(たとえば異なるデバイスのインターフェース間を流れる信号)を表します。

SDM(System Data Model – 詳細はこちら)に基づくクロスドメインのデータ転送をサポートする機能的なESDドキュメントを構築するには、次の要素が含まれます。

配置および編集の共通操作

以下の折りたたみ可能なセクションでは、ESDドキュメントエディターでの作業方法について詳しく説明します。

機能ブロックの配置と設定

ESD ドキュメントに新しい機能ブロックを配置するには、下部ツールバーの ボタンをクリックします(または、Library paneStandard 領域にあるボタンを使用します)。設計スペース内でクリックしたままにして、機能ブロック矩形の最初の角を固定し、次にカーソルを移動して矩形のサイズを調整し、左マウスボタンを放して配置を完了します。あるいは、設計スペースをクリックして、デフォルトサイズの機能ブロックを配置することもできます。機能ブロック名を変更するには、その機能ブロックをダブルクリックし、必要な名前を入力して Enter を押すか、機能ブロックの外側をクリックします。

  • あらかじめ定義された複数の機能ブロックを、Functional Blocks 領域の Library pane から配置できます。

  • 機能ブロック名では複数行テキストがサポートされています。名前の編集中に Shift+Enter を押すと改行できます。  

機能ブロックにハードウェアコンポーネントを追加するには、下部ツールバーの  ボタンをクリックします。カーソルは十字カーソルに変わり、コンポーネントのプレビューが付随します。機能ブロックの境界内をクリックしてコンポーネントを配置します。配置済みコンポーネントをダブルクリックし、開いたポップアップウィンドウの検索バーを使ってコンポーネントを検索します。検索結果一覧でコンポーネントを選択すると、そのコンポーネント名が機能ブロックのグラフィック内に表示されます。

 
  • RA Explorer ウィンドウを使用して、Renesas RA family の MCU を検索できます。詳細は以下の Using the RA Explorer セクションを参照してください。

  • ハードウェアコンポーネントは機能ブロックの境界外に配置することもできます。この場合、新しい機能ブロックが自動的に作成されます。

  • 同様に、下部ツールバーの  ボタンを使用して、機能ブロックにソフトウェアコンポーネントを追加することもできます。

    ソフトウェアコンポーネントを配置するには、Software ComponentsLibrary paneSoftware Components 領域を使用することもできます。

機能ブロック内にポートを配置するには、下部ツールバーの ボタンをクリックします(または、Library paneStandard 領域にあるボタンを使用します)。カーソルは十字カーソルに変わり、デフォルトポートが付随します。機能ブロックの境界内をクリックしてポートを配置します。機能ブロックの外側をクリックすることもでき、その場合は新しいデフォルト機能ブロックが自動的に作成されます。ポート名を変更するには、ポートをダブルクリックし、必要な名前を入力して Enter を押すか、ポートの外側をクリックします。

  • ポート名の入力時には、表示されるポップアップリストから標準ポート名を選択することもできます()。

  • ポート名では複数行テキストがサポートされています。名前の編集中に Shift+Enter を押すと改行できます。

RA Explorer の使用

Renesas RA family の MCU を検索する際は、RA Explorer ウィンドウを使用して必要なコンポーネントを見つけることができます。ハードウェアコンポーネントを配置した後、検索バーに RA または Renesas を入力し、ポップアップ上部の Explorer Mode リンクを使用してウィンドウを開くと、適合するコンポーネントの一覧が表示されます。デフォルトでは、この一覧は機能ブロック内に配置されたポートに基づいて絞り込まれます。現在のポート一覧はウィンドウ上部に表示されます。Add Port コントロールを使用して他の種類のポートを追加したり、ドロップダウンを使って各種類に必要なポート数を編集したりできます。一覧で目的のコンポーネントをクリックすると選択され、ウィンドウ右側にそのピンマップが表示されます。目的のコンポーネントを選択した状態で ボタンをクリックすると、ハードウェアコンポーネントオブジェクトに適用されます。

  • 機能ブロックに標準名のポート(USB、ADC など)が 1 つ以上含まれている場合は、機能ブロック()またはその機能ブロック内に配置されたハードウェアコンポーネント()を選択したときに、Properties pane からも RA Explorer ウィンドウにアクセスできます。必要なコンポーネントを RA Explorer ウィンドウで選択すると、ハードウェアコンポーネントは自動的に機能ブロック内に配置され(まだ配置されていない場合)、選択したコンポーネントがそれに適用されます。

  • RA Explorer ウィンドウで設定されている現在のポート一覧が、機能ブロック内に配置されたポートと一致しない場合は、ウィンドウ右上の ボタンをクリックして、ウィンドウ内のポート一覧を機能ブロックのポートとすばやく同期できます。

RA MCU がハードウェアコンポーネントオブジェクトに適用されたら、それを選択して Properties pane を開き、そのプロパティを確認します。必要に応じて  ボタンをクリックし、RA Explorer ウィンドウを開いて別の MCU を選択できます。

Device Configuration の使用

Device Configuration 機能では、hardware component のポート、パッケージ情報、周辺機能、ピン割り当てを参照および管理できます。ハードウェアコンポーネントが選択されているときに、Properties pane の Device Configuration 領域を展開すると、現在のデバイス構成の詳細を確認できます。

Device Configuration 領域見出しの右側にある Edit コントロールをクリックすると、Device Configuration ウィンドウが開きます。

ハードウェアコンポーネントに割り当てられている現在のポート一覧がウィンドウ上部に表示され、現在のデバイス構成がその左側に表示されます。Add Port コントロールを使用して他の種類のポートを追加したり、ドロップダウンを使って各種類に必要なポート数を編集したりでき、デバイス構成への変更はウィンドウ右側に表示されます。

ウィンドウの Modified 領域で、該当エントリの右側にある x をクリックしてポートを削除することもできます。

ハードウェアコンポーネントに割り当てられたポートが、機能ブロック内のポートと一致しない場合(種類および/または数)、コンポーネントの Properties pane の Device Configuration 領域に通知が表示されます。また、そのコンポーネントは設計スペース内でオレンジ色のドットとオレンジ色の枠線で強調表示されます。この差異を解消するには、Device Configuration ウィンドウの  コントロールを使用すると、ソフトウェアが機能ブロックのポートに従ってハードウェアコンポーネントへポートを割り当てます。

または、ハードウェアコンポーネントに割り当てられたポートに合わせて機能ブロックのポートを更新したい場合は、ウィンドウ左下の Update Functional Block with ports from Device Model オプションを有効にします。

変更後のデバイス構成がサポートされていない場合、その旨を通知するメッセージが Device Configuration ウィンドウ上部に表示されます(この場合、変更を適用できません)。ポートの組み合わせを手動で変更するか、メッセージバナー内の Undo Last Change コントロールを使用して、ウィンドウで直前に行った変更を元に戻します。

デバイス構成に必要な変更を加えたら、 ボタンをクリックして、それらをハードウェアコンポーネントに適用します。

機能ブロックの接続

接続線は、機能ブロックの境界、ポートの境界、矩形の境界、画像の境界、別の接続線、または ESD ドキュメント内の空きスペースで開始および終了できます。接続線を配置するには、下部ツールバーの ボタンをクリックします(または、Library paneStandard 領域にあるボタンを使用します)。接続線を開始したい点をクリックします。カーソルを配置してからクリックし、接続線の形状を定義する一連の頂点を固定します。接続線は自動的に機能ブロックを横切らないように回避する点に注意してください。ドキュメントの空きスペースで右クリックすると、接続線の配置が完了します。機能ブロック、ポート、または既存の接続上に頂点を配置すると、現在の接続の配置は自動的に完了します。

  • 機能ブロックまたはポートの境界上から接続線の配置を開始するには、ブロック/ポートを選択せずにその境界上にカーソルを合わせ、カーソルが十字に変わったらクリック&ドラッグすることもできます。

  • 接続線が別の接続線で開始または終了すると、T 字接続(小さな円として描画)が自動的に形成されます()。

  • 2 つの機能ブロックの一方のグリッド外の中央から開始し、もう一方のブロック中央の下または上で終了する必要がある場合でも、直線の接続線で 2 つの機能ブロックを接続できます。

配置済みの接続線を選択すると、次の編集ハンドルが使用できます。

  • A をクリックしてドラッグすると、接続線の端点を再配置できます。

  • B をクリックしてドラッグすると、接続線のセグメントを再配置できます。端点は固定されたままです。

接続線の一方または両方の端(ソースおよびターゲット)は、矢印ありまたは矢印なしで表示できます。接続線を選択した状態で、上部ツールバーの ボタンをクリックし、表示されるポップアップメニューから必要なスタイルを選択します。

  • 接続線を選択した状態では、Left Arrow および Right Arrow ショートカットをそれぞれ使って、ソース矢印とターゲット矢印をすばやく切り替えることができます。

  • 別の接続線上で開始または終了する接続線で、その接続点に矢印が有効になっている場合、T 字接続は円なしで描画される点に注意してください。

配置済み接続線のデジグネーターを定義するには、接続線をダブルクリックして必要なデジグネーターを入力します。デジグネーターを選択した状態では、右上のハンドルを使用して回転できます()。

接続線のセグメントの編集ハンドルをドラッグするか、そのセグメントを右クリックして表示されるメニューから Pin Segment を選択することで、そのセグメントを固定できます。固定されたセグメントの編集ハンドルは青色で塗りつぶされて表示されます()。固定されたセグメントの現在の水平または垂直位置は、接続線の他のセグメントを移動しても変化しません。固定を解除するには、セグメントの右クリックメニューから Unpin Segment を選択します。 

ブランケットの配置

ESD ドキュメントエディターでは、システム設計をさらに文書化するために、ESD ドキュメント内へブランケットオブジェクトを配置できます。ハードウェアブランケットおよびソフトウェアブランケットは、それぞれ PCB プロジェクトまたはソフトウェアプロジェクトにリンクすることもでき、システム設計の特定部分のコンテキストを ESD ドキュメント上で把握できます。

下部ツールバーのブランケットオブジェクトメニューを使用して、ブランケット()、ハードウェアブランケット()、またはソフトウェアブランケット()を配置します(または、Library paneStandard 領域にあるボタンを使用します)。

ブランケット、ハードウェアブランケット、ソフトウェアブランケットは、矩形または多角形のオブジェクトとして配置できます。配置コマンドを選択した後:

  • 矩形ブランケットを配置するには、カーソルを置いてクリックし、配置を実行します。

  • 多角形ブランケットを配置するには、カーソルを置いてクリック&ドラッグし、ブランケットの開始点を固定してから、クリックしてブランケットの形状を定義する一連のセグメントを固定します。最後のセグメントを配置した後、右クリックして配置を完了します。ソフトウェアが開始点と最後に配置したセグメントを結ぶために必要なセグメントを自動的に追加して形状を完成させるため、多角形を「閉じる」必要はありません。

ハードウェアブランケットを PCB プロジェクトに、またはソフトウェアブランケットをソフトウェアプロジェクトにリンクするには、設計スペース内でブランケットを選択し、Properties pane の ボタンをクリックします。ソリューションにリンクされたハードウェア/ソフトウェアプロジェクトを一覧表示する Select Project to link ウィンドウが開きます。ブランケットにリンクするプロジェクトを選択し、 ボタンをクリックします。リンクされたプロジェクトの情報が Properties pane に表示されます。 ボタンをクリックすると、リンクされたプロジェクトが新しいブラウザータブで開きます。

 
  • 1 つのプロジェクトを ESD ドキュメント内でリンクできるブランケットは 1 つだけです。プロジェクトがすでにドキュメント内の別のブランケットにリンクされている場合、そのエントリは Select Project to link ウィンドウでグレーアウト表示されます。

  • 現在リンクされているプロジェクトをハードウェア/ソフトウェアブランケットから解除するには、ブランケットの Properties pane の右上にある ボタンをクリックします。

Board Support Package の生成

ソフトウェアブランケットでは、BSP(board support package)を生成できます。ソフトウェアブランケットのプロパティで ボタンをクリックします。

ソリューションの SDM が自動的にプッシュされ(learn more)、変更はリンクされたソフトウェアプロジェクトに適用されます。まだ存在しない場合は、先に新しいソフトウェアプロジェクトが作成されます。

参照設計がソリューションにインポートされており(learn more)、その参照設計にリンクされたハードウェアブランケットが、ソフトウェアブランケットが存在する機能ブロックの周囲に配置されている場合、BSP 生成時に eval kit コンテキストが取得されます。boardName がデバイスモデルに追加され、指定された eval kit ボードと互換性のある構成を生成するためのソフトウェア生成に使用されます。

テキストの配置

ESD ドキュメントエディターでは、テキスト文字列を配置できます。必要に応じて、テキスト文字列にリンクを追加することもできます。

テキスト文字列を配置するには、下部ツールバーの  アイコンをクリックします(または、Library paneStandard 領域にあるボタンを使用します)。

配置済みのテキスト文字列を編集するには、それをダブルクリックし、必要なテキストを入力して Enter を押すか、テキストオブジェクトの外側をクリックします。

配置済みテキストにリンクを追加するには、まず対象のテキストオブジェクトを選択し、次に上部ツールバーの  ボタンをクリックします。表示されるポップアップフィールドに必要な URL を入力し、Enter を押します。

追加したリンクは、テキストオブジェクトにカーソルを合わせてから、表示されるポップアップ内のリンクをクリックすることでアクセスできます。

リンクを編集するには、ポップアップ内の  ボタンをクリックし、必要に応じて URL を変更して Enter を押すか、 ボタンをクリックしてテキストオブジェクトからリンクを削除します。

グラフィカルオブジェクトの配置

ESD ドキュメントエディターには、ESD ドキュメント内に基本的なフリーフォーム描画要素を配置するための各種グラフィカル要素ツールが用意されています:

  • 矩形(

  • 楕円(

  • 線(

  • 画像(

下部ツールバーのグラフィカルオブジェクトメニューを使用して必要なオブジェクトを配置します(または、Library paneStandard 領域にあるボタンを使用します)。

メニューから必要なコマンドを選択した後、設計スペース内でクリック&ドラッグしてグラフィック要素を配置し、その位置とサイズを決定します。たとえば矩形では対角の頂点間距離でサイズが決まります。ポリラインの場合は、最初の頂点を配置するためにクリックし、その後の頂点を配置するためにさらにクリックして形状を決定します。

あらかじめ定義された複数の画像を、Symbols 領域の Library pane から配置できます。ライブラリの操作について詳しくは、以下の Placing Objects from Library セクションを参照してください。

配置済みのグラフィカルオブジェクトは、選択してドラッグすることで移動できます。個々のノードを選択して移動することもできます。

ライブラリからのオブジェクト配置

ESD ドキュメントエディターでは、Library pane で利用可能なライブラリから、よく使われる要素を配置することもできます。アクセスするには、設計スペース左上の ボタンをクリックします。

pane には次の領域があります:

  • Standard – この領域で使用できるボタンを使って、基本オブジェクト(functional blockconnection line など)を配置します。 

  • Hardware Blocks – この領域で使用できるボタンを使って、あらかじめ定義された名前を持つ functional block を配置します。

  • Software Components – この領域で使用できるボタンを使って、あらかじめ定義された名前を持つ software component を配置します。

    この領域にソフトウェアコンポーネントを追加するには、+ ボタンをクリックします。開く Software Components ウィンドウには、現在のソフトウェアコンポーネント一覧が表示されます。 ボタンをクリックして Create Component ウィンドウを開き、Library pane での表示名となるコンポーネント名を Component name フィールドに入力し、FSP specification フィールドを使用して必要なコンポーネントを選択します。 ボタンをクリックして、設定済みコンポーネントを Software Components ウィンドウ内の一覧に追加し、その表示アイコン()を有効にすると、Library pane で利用可能になります。

    ボタンコマンドを使用して、対応するソフトウェアコンポーネントを管理します:

    • Edit – これを選択すると Edit Component ウィンドウが開き、コンポーネントの Component name および/または FSP specification を編集できます。

    • Remove – これを選択すると、コンポーネントが一覧から削除されます(そのコンポーネントが Library pane で表示されるよう設定されていた場合、そこからも削除されます)。

    ソフトウェアコンポーネントを Library から非表示にするにはpane の場合は、Software Components ウィンドウ()でその表示を無効にするか、Library ペイン内のコンポーネントのボタンを右クリックして Remove を選択します。

  • Symbols – この領域で使用できるボタンを使って、定義済みの画像オブジェクトを配置します。

必要なオブジェクトのアイコンを Library ペインでクリックすると、ドキュメント内に配置されます。

SDM のプッシュとプル

ソリューションのあらゆる側面を相互に同期した状態に保つため、ESD エディターにはソリューションの System Data Model(SDM)をプッシュおよびプルする機能があります。これを行うには、ESD ドキュメント右上にある the  ボタンメニューの対応するコマンドを使用します。

  • Push SDM – このコマンドを使用して、ESD ドキュメントから SDM をプッシュします。ソリューションの SDM は ESD ドキュメントで行った変更と同期され、その後、これらの変更を Altium Designer のハードウェアプロジェクト(詳細はこちら)や e2 studio のソフトウェアプロジェクトなど、他のドメインへプルできます。

  • Pull SDM – このコマンドを使用して、SDM を ESD ドキュメントにプルします。ソリューションの SDM と同期するために ESD ドキュメントへ適用すべき変更がある場合は、Engineering Change Order ウィンドウが開きます。 Enabled 列のチェックボックスを使用して ESD ドキュメントに適用したい変更を選択し、 ボタンをクリックします。 

ESD ドキュメントの管理

ボタンメニューのその他のコマンドを使用すると、ドキュメントを管理できます。

  • Settings – このコマンドを使用して Edit Project ウィンドウを開き、ESD ドキュメントの Name  および Description ()を変更するためのコントロールにアクセスします。 ボタンをクリックすると、Parent Folder フィールドと Workspace Parameters にアクセスできます。Parent Folder フィールドは編集できず、情報表示専用です。親フォルダーを変更するには、Move コマンドを使用する必要があります。変更を確定するには、 ボタンをクリックします。

  • Move – このコマンドを使用して Move to ウィンドウを開き、Workspace のフォルダー構造内で ESD ドキュメントを別の親フォルダーの下へ移動(再配置)するためのコントロールにアクセスします()。このウィンドウを使用して新しい親フォルダーを選択します。 ボタンをクリックして移動を実行します。

  • Clone – このコマンドを使用して Clone - ESD ウィンドウを開き、ESD ドキュメントの完全なコピーを作成するためのコントロールにアクセスします()。このウィンドウを使用して、ESD ドキュメント名と任意の説明を指定します。デフォルトでは、元のドキュメント名に  – Copy という接尾辞が付加されます。

    複製された ESD ドキュメント名は英字または数字で始まる必要があり、使用できる文字は A-Z、a-z、0-9 です。アンダースコア、ハイフン、スペースも使用できますが、スペースは名前の途中でのみ使用可能です(先頭および末尾のスペースは無視されます)。次の単語は使用できません:AUXCOM1-COM9LPT1-LPT9CONNULPRN。さらに、名前には次の文字を含めることはできません:\ . / ? % * : | " < >。元のドキュメントと同じ名前は使用できません。

    ボタンをクリックすると Parent Folder フィールドにアクセスできます。デフォルトでは、これは元のドキュメントが保存されているフォルダーに設定されます。フィールド右側の Change リンクをクリックすると、その Workspace の Workspace フォルダー構造が開き、複製ドキュメントを保存する別のフォルダーを選択できます。

    必要に応じて各フィールドを設定したら、 ボタンをクリックすると、元のドキュメントが複製されます。作成された ESD ドキュメントのコピーは、その後 Renesas 365 Workspace 内の該当ソリューションの詳細ページから必要なソリューションにリンクできます。– 詳細はこちら

  • Download – このコマンドを使用して、ESD ドキュメントを *.json ファイルとしてダウンロードします。

コメント

ESD ドキュメントエディターは、ESD ドキュメントへのコメント機能をサポートしています。コメントはユーザーが追加するメモで、特定のポイント、オブジェクト、または領域に割り当てられ、他のユーザーが返信できます。コメントは共有データ自体を変更することなくユーザー間のコラボレーションを促進します。これは、コメントがそのデータとは独立して Workspace に保存されるためです。 コメント内では、1 人または複数のユーザーやグループにメンションできます。コメントは Workspace メンバーに割り当てることもできます。

コメントの投稿、返信、および管理は、コンテキストコメントウィンドウを使用してドキュメントのデザインスペース内で直接行います。 コメントは Comments and Tasks  ペインにも表示されます。このペインは右側に表示され、操作インターフェースというよりは概要表示やナビゲーションのための手段を提供します。

ESD ドキュメント右上にある  ボタンを使用して、Comments and Tasks ペインの表示を切り替えます。

コメントを配置するには、ESD ドキュメント右上のツールバーにある ボタン、ドキュメントのデザインスペースの右クリックメニューにある Add Comment コマンド、または Comments and Tasks ペイン内の ボタンを使用します。

ESD ドキュメントでのコメント操作は、Altium 365 の Web Viewer でのコメント操作と似ています。コメントシステムの詳細については、Web Viewer ページを参照してください。 

ESD ドキュメントの共有

ESD ドキュメントは、Workspace 外部のユーザーと閲覧権限付きで共有できます。ESD ドキュメント右上の ボタンをクリックして Share Item ウィンドウを開きます。Share Item With フィールドを選択し、ユーザーの完全なメールアドレスを入力します。 そのユーザーは、自身の Workspace または Personal Space を通じて、共有された ESD ドキュメントに Guest-level アクセスできます。

Workspace メンバーには常に完全な編集権限があります(Can Edit)。

 
AI-LocalizedAI で翻訳
問題が見つかった場合、文字/画像を選択し、Ctrl + Enter キーを押してフィードバックをお送りください。
Content