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、システムのアーキテクチャと主要な構成要素を俯瞰的に示し、開発プロセス全体の重要な基盤となります。 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。個々の部品の実装に関する細か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連携するかを視覚的に把握できます。このように抽象化することで、システム全体の動作と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認できます。

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内の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を選択して Create ESDウィンドウを開きます。

ウィンドウは最初に簡易表示で開き、次のフィールドが表示されます。

  • Name – ESDドキュメントの名前を入力します(必須)。

    ESDドキュメント名は、A~Z、a~z、または0~9で始める必要があり、これらの文字を使用できます。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にのみ使用できます(先頭と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: AUX、 COM1-COM9、 LPT1-LPT9、 CON、 NUL、 PRN。また、名前に次の文字を含めることはできません: \ . / ? % * : | " < >。

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

その他の設定項目を表示するには、 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。このフィールドを使用して、Workspaceのフォルダー構造内でESDドキュメントを作成する場所を指定します。デフォルトでは、 Projectsフォルダーです。フィールドの右側にあるChangeリンクをクリックすると、Workspaceのフォルダー構造が表示され、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()。

新しいESDドキュメントを必要に応じて設定したら、をクリックします。ソリューションの詳細ページに戻り、新しく作成した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、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。 または、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、動作、またはデバイス(信号処理やMPUなど)を functional blocksで表します。構造と視覚的な表現の観点では、機能ブロックは、図形や画像(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、ほかのブロックを含めることができるコンテナーです。Ports は機能ブロックのインターフェース(MPUのI2Cインターフェースなど)を表すために使用でき、機能ブロック間のconnection lines(ブロック間、またはそのポート間に直接配置)は、相互接続(異なるデバイスのインターフェース間を流れる信号など)を表します。

SDM(System Data Model:システムデータモデル – 詳細はこちら)に基づくドメイン間のデータ転送をサポートするESDドキュメントを構築するには、次の設定を行います。

配置と編集の共通操作

ESDドキュメントエディターでの操作の詳細については、以下の折りたたみセクションを参照してください。

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、ライブラリペインの Standard 領域にあるボタンを使用します)。デザインスペース内でマウスボタンを押し続けて機能ブロックの長方形の最初の角を固定し、カーソルを移動して長方形のサイズを調整してから、マウスの左ボタンを離して配置を完了します。または、デザインスペース内をクリックすると、デフォルトサイズの機能ブロックを配置できます。機能ブロックの名前を変更するには、機能ブロックをダブルクリックし、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。

機能ブロックの名前には複数行のテキストを使用できます。名前の編集中に Shift+Enter を押すと改行できます。  

配置済みの機能ブロックから、新しい機能ブロックをすばやく配置することもできます。配置済みの機能ブロックにカーソルを合わせるか、ブロックを選択し、ブロックの境界にある紫色の点をクリックすると、対応する方向に元のブロックと同じサイズの新しい機能ブロックが配置されます。元のブロックと新しいブロックは、接続線で接続されます。紫色の点にカーソルを合わせて新しいブロックのプレビューが表示されているときに、Tab を押すと、両方のブロックへのポートの配置を切り替えられます。

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、下部のツールバーにある  ボタンをクリックします。カーソルが十字に変わり、コンポーネントのプレビューが付随して表示されます。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。配置したコンポーネントをダブルクリックし、表示されるポップアップウィンドウの検索バーを使用してコンポーネントを検索します。検索結果の一覧からコンポーネントを選択すると、そのコンポーネントの名前が機能ブロックの図形内に表示されます。

 
  • RA Explorerウィンドウを使用して、Renesas RAファミリのMCUを検索できます。詳細については、後述の「RA Explorerの使用」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、下部のツールバーにある   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できます。

    ソフトウェアコンポーネントの配置には、Libraryペインの Software 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、下部のツールバーにある ボタンをクリックします(または、Libraryペインの Standard 領域にあるボタンを使用します)。カーソルが十字に変わり、デフォルトのポートが付随して表示されます。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ます。この場合、新しいデフォルトの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て必要な名前を入力し、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のポート名を選択することもできます()。

  • ポート名には複数行のテキストを使用できます。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ファミリの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、ポップアップの上部にある Explorer Mode リンクを使用すると、適合するコンポーネントの一覧が表示されるウィンドウが開きます。デフォルトでは、機能ブロックに配置されたポートに基づいて一覧が絞り込まれます。現在のポート一覧は、ウィンドウの上部に表示されます。Add Port コントロールを使用して別の種類のポートを追加したり、ドロップダウンを使用して各種類のポートの必要数を変更したりできます。一覧で目的のコンポーネントをクリックすると、そのコンポーネントが選択され、ウィンドウの右側に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(USB、ADCなど)のポートが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 ペインから RA Explorer ウィンドウにアクセスすることもできます。RA Explorer ウィンドウで目的のコンポーネントを選択すると、機能ブロック内にハードウェアコンポーネントが自動的に配置され(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ているポートと一致しない場合は、ウィンドウの右上にある  ボタンをクリックすると、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をハードウェアコンポーネントオブジェクトに適用したら、そのオブジェクトを選択し、Properties ペインを開いてプロパティを確認できます。必要に応じて、 ボタンをクリックして RA Explorer ウィンドウを開き、別のMCUを選択できます。

Device Configurationの使用

Device Configuration機能では、ハードウェアコンポーネントのポート、パッケージ情報、周辺機能、ピン割り当てを確認および管理できます。ハードウェアコンポーネントを選択した状態で、Properties ペインの 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 領域の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現在割り当てられているポートの一覧はウィンドウの上部に、現在のデバイス構成は左側に表示されます。Add Port コントロールを使用して別の種類のポートを追加したり、ドロップダウンを使用して各種類のポートの必要数を変更したりできます。デバイス構成への変更は、ウィンドウの右側に表示されます。

ウィンドウの Modified 領域で、該当する項目の右側にある 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ているポートが、機能ブロックのポートと種類や数で一致しない場合は、コンポーネントの Properties ペインの Device Configuration 領域に通知が表示されます。また、デザインスペース内では、コンポーネントがオレンジ色の点と枠線で強調表示されます。この不一致を解消するには、Device Configuration ウィンドウの  コントロールを使用します。ソフトウェアが機能ブロックのポートに合わせてハードウェアコンポーネントにポートを割り当てます。

ハードウェアコンポーネントに割り当てられているポートに合わせて機能ブロックのポートを更新する場合は、ウィンドウの左下にある 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は、Device Configuration ウィンドウの上部にその旨を知らせるメッセージが表示されます(この場合、変更を適用することはできません)。ポートの構成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、ウィンドウ内で行った直近の変更を元に戻してください。

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、ハードウェアコンポーネントに変更を適用します。

機能ブロックの接続

接続線の始点と終点は、機能ブロックの境界、ポートの境界、長方形の境界、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に配置できます。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ペインの Standard領域にあるボタンを使用します)。接続線の始点にする位置をクリックします。カーソルを移動してクリックし、接続線の形状を定義する頂点を順に配置します。接続線は、機能ブロックを横切らないように自動的に配置されます。ドキュメントの空きスペースで接続線の配置を終了するには、右クリックします。機能ブロック、ポート、または配置済みの接続線上に頂点を配置すると、現在の接続線の配置は自動的に終了します。

  • 機能ブロックまたはポートの境界から接続線の配置を開始するには、ブロックやポートを選択せずに境界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してドラッグすることもできます。

  • 接続線の始点または終点が別の接続線上にある場合、T字接続(小さな円で表示)が自動的に形成されます()。

  • 一方の機能ブロックのグリッドに合わない中央位置から開始し、もう一方のブロックの中央より下または上で終了する場合でも、2つの機能ブロックを直線の接続線で接続できます。

配置済みの接続線を選択すると、次の編集ハンドルを使用できます。

  • A をクリックしてドラッグすると、接続線の端点の位置を変更できます。

  • B をクリックしてドラッグすると、接続線のセグメントの位置を変更できます。 端点の位置は固定されたままです。

接続線の両端(始点と終点)には、それぞれ矢印を表示するかどうかを設定できます。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、Left Arrow と Right Arrowのショートカットを使用すると、それぞれ始点と終点の矢印の表示をすばやく切り替えられます。

  • 別の接続線上を始点または終点とする接続線で、接続点の矢印が有効になっている場合、T字接続の円は表示されません。

配置済みの接続線のデジグネータを設定するには、接続線をダブルクリックし、必要なデジグネータを入力します。デジグネータを選択した状態で、右上のハンドルを使用すると回転できます()。

接続線のセグメントは、その編集ハンドルをドラッグするか、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を選択すると固定できます。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()。接続線の他のセグメントを移動しても、固定されたセグメントの現在の水平位置または垂直位置は変わりません。セグメントの固定を解除するには、その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では、ESDドキュメントにブランケットオブジェクトを配置して、システム設計に関する情報をさらに記載できます。また、ハードウェアブランケットと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できるため、システム設計の特定部分のコンテキストをESDドキュメント内で直接確認できます。

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ペインの Standard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、長方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、次の操作を行います。

  • 長方形のブランケットを配置するには、カーソルを配置先に移動してクリックします。

  • 多角形のブランケットを配置するには、カーソルを配置先に移動し、クリックしてドラッグすることでブランケットの始点を確定します。その後、クリックしてブランケットの形状を定義するセグメントを順に配置します。最後のセグメントを配置したら、右クリックして配置を完了します。始点と最後に配置したセグメントをつなぐために必要なセグメントが自動的に追加され、形状が完成するため、多角形を手動で「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、デザインスペースでブランケットを選択し、Propertiesペインの 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の一覧が表示される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ペインに表示されます。 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タブで開きます。

 
  • 1つのプロジェクトをリンクできるのは、ESDドキュメント内の1つのブランケットのみです。プロジェクトがドキュメント内の別のブランケットにすでにリンクされている場合、 Select Project to linkウィンドウ内のその項目はグレー表示になります。

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

ボードサポートパッケージの生成

ソフトウェアブランケットでは、BSP(ボードサポートパッケージ)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にある 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(詳細はこちら)、リンクされたソフトウェアプロジェクトに変更が適用されます。ソフトウェアプロジェクトが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。

リファレンスデザインがソリューションにインポートされており(詳細はこちら)、そのリファレンスデザイン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を含む機能ブロックを囲むように配置されている場合、BSPの生成時に評価キットの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、ソフトウェア生成時に使用されることで、対象の評価キットボードに対応した構成が生成されます。

テキストの配置

ESDドキュメントエディタでは、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ペインの Standard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、ダブルクリックして必要なテキストを入力し、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。

配置済みの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 をクリックします。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。

追加したリンクにアクセスするには、テキストオブジェクトにカーソルを合わせ、表示されるポップアップ内のリンクをクリックします。

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を押します。テキストオブジェクトからリンクを削除するには、 ボタンをクリックします。

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ドキュメントに基本的な自由形式の描画要素を配置するための、さまざまなグラフィック要素ツールが用意されています。

  • 長方形()

  • 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、ライブラリパネルの Standard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ら、設計スペース内でクリックしてドラッグし、グラフィック要素の位置とサイズを指定して配置します。たとえば長方形では、対角の頂点間の距離を指定します。ポリラインの場合は、クリックして最初の頂点を配置し、続けてクリックして後続の頂点を配置することで、形状を決定します。

LibraryパネルのSymbols 領域から、あらかじめ用意されたさまざまな画像を配置できます。ライブラリの使用方法については、以下の ライブラリからのオブジェクトの配置セクションを参照してください。

配置した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。個々のノードも選択して移動できます。

ライブラリからのオブジェクトの配置

ESDドキュメントエディターでは、Libraryパネルから利用できるライブラリにある、よく使用する要素を配置することもできます。このパネルにアクセスするには、 設計スペースの左上にある ボタンをクリックします。

パネルには次の領域があります。

  • Standard – この領域のボタンを使用して、基本的なオブジェクト(機能ブロック、接続線など)を配置します。 

  • Software Components – この領域のボタンを使用して、あらかじめ名前が定義された ソフトウェアコンポーネントを配置します。

    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。開いたManage Software Componentsウィンドウで、左側のチェックボックスを使用して必要なソフトウェアコンポーネントを選択し、 ボタンをクリックします。

    Libraryパネルでソフトウェアコンポーネントを非表示にするには、Manage Software Componentsウィンドウ()でそのチェックボックスをオフにするか、Libraryパネルでコンポーネントのボタンを右クリックし、Removeを選択します。

  • Symbols – この領域のボタンを使用して、あらかじめ用意された画像オブジェクトを配置します。

Libraryパネルで目的のオブジェクトのアイコンをクリックすると、ドキュメントに配置できます。

SDMのプッシュとプル

ソリューションのすべての側面を相互に同期させるため、ESDエディターには、ソリューションのシステムデータモデル(SDM)をプッシュおよびプルする機能が用意されています。これを行うには、ESDドキュメントの右上にある 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がESDドキュメントで行った変更と同期され、その変更を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、ほかのドメインにプルできるようになります。

  • 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ドキュメントに適用すべき変更がある場合、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する変更を選択し、 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して、ドキュメントを管理できます。

  • Edit – このコマンドを使用してEdit Project ウィンドウを開きます。このウィンドウでは、ESDドキュメントのName および Description ()を変更できます。ボタンをクリックすると、Parent FolderフィールドとWorkspaceのParametersにアクセスできます。Parent Folderフィールドは情報表示専用で、編集できません。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 ウィンドウを開きます。このウィンドウでは、ESDドキュメントをWorkspaceのフォルダー構造内の別の親フォルダーに移動できます()。ウィンドウで新しい親フォルダーを選択します。 ボタンをクリックすると、移動が実行されます。

  • Clone – このコマンドを使用してClone - ESDウィンドウを開きます。このウィンドウでは、ESDドキュメントの同一のコピーを作成できます()。ウィンドウでESDドキュメントの名前と、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接尾辞 – Copyが付加されます。

    複製するESDドキュメントの名前は、A~Z、a~z、または0~9で始める必要があり、これらの文字を使用できます。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(先頭と末尾のスペースは無視されます)。次の語は使用できません:AUX、COM1-COM9、LPT1-LPT9、CON、NUL、PRN。また、名前に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、元のドキュメントがあるフォルダーが設定されています。フィールドの右側にある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、複製した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。

    各フィールドを必要に応じて設定したら、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。作成したESDドキュメントのコピーは、Renesas 365 Workspaceの対象ソリューションの詳細ページから、そのソリューションにリンクできます。詳しくはこちらをご覧ください。

  • 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。

  • Download as Template – このコマンドを使用して、ESDドキュメントを *.json形式のテンプレートとしてダウンロードします。

  • Export to – メニューのコマンドを使用して、現在のESDドキュメントを*.png、*.svg、または*.pdf 形式でエクスポートします。

コメント機能

ESDドキュメントエディターでは、ESDドキュメントにコメントを追加できます。コメントは、特定の位置、オブジェクト、または領域に割り当てられる、ユーザーが追加するメモで、他のユーザーが返信できます。コメントは共有データとは独立してWorkspaceに保存されるため、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。 コメント内では、1人以上のユーザーやグループをメンションできます。また、コメントを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、管理は、コンテキストに応じた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。 コメントは画面右側の Comments and Tasks ペインにも表示されます。このペインは、操作用のインターフェースというよりも、コメントの全体像の把握や移動に役立つものです。

ESDドキュメントの右上にある 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ドキュメントの右上にあるツールバーの 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ペインの ボタンを使用します。

ESDドキュメントでのコメントの操作は、Altium 365のWeb Viewerでのコメントの操作と同様です。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、閲覧権限を付与してWorkspace外のユーザーと共有できます。ESDドキュメントの右上にある 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、ユーザーのメールアドレスを省略せずに入力します。 そのユーザーは、自分のWorkspaceまたはパーソナルスペースを通じて、共有されたESDドキュメントにゲストレベルでアクセスできます。

Workspaceメンバーには、常に完全な編集権限が付与されます (Can Edit)。

 
AI-LocalizedAI で翻訳
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