CircuitMakerで設計バリアントをサポートする
バリアント関連コマンドを使用すると、現在のプロジェクトに対してバリアントを設定し、切り替えることができます。これらのコマンドは、PCBエディタおよび回路図エディタのProject | Project Actionsグループから利用できます。以下はPCBエディタでの表示例です。
- Current Variant - ドロップダウンを使用して、ベース設計（[No Variations]）と定義済みの任意のバリアントを切り替えます。
- Variants - クリックしてVariant Management dialogを開き、設計のバリアントを追加・設定します。
Design Variants
製品を複数のvariations として設計・製造する必要があり、それぞれが異なるオプションや機能を持つ場合、Design Variants を実装できることで、バリエーションごとに設計の固有バージョンを作成する必要がなくなります。
実際には、Design Variantは同じベース設計を使用しますが、PCBアセンブリにはそのバリエーションで指定されたコンポーネント一式が実装されます。その後、設計の製造出力（BOM、P&P、組立図など）を生成する際にバリエーションを指定でき、それにより製品がどのように組み立てられるかが決まります。
同一ベース設計からvariationsを作成できる機能により、CircuitMakerでの設計プロジェクト作成の柔軟性が大幅に向上します。バリアントを使用すると、ベース設計の任意の数のバリエーションを定義し、各コンポーネントを実装（Fitted）または未実装（Not Fitted）に設定できます。
これらのタイプのバリエーションを使用するDesign VariantsはすべてAssembly Variantsと呼ばれます。これは、影響がアセンブリ工程のみに限定され、この場合すべてのバリアントが同じ製造済み裸基板（bare board）を共有するためです。さらに、PCB上のコンポーネントオーバーレイ情報（例：コンポーネントのコメント変更）に対するバリエーションもサポートされています。このようなバリエーションでは2種類のオーバーレイスクリーンが必要となり、結果として2種類の異なる裸基板が製造されます。このタイプのバリアントはFabrication Variantと呼ばれます。
Understanding Logical and Physical Components
CircuitMakerには基本的に2種類のコンポーネント（論理コンポーネントと物理コンポーネント）があることを理解しておくと役立ちます。違いは、回路図シート上に配置されるコンポーネントは論理コンポーネントであり、最終的に組み立てられたPCBに実装される物理コンポーネントを表す概念的な実体である点です。
この1対1の論理→物理モデルは単純な設計ではうまく機能しますが、今日の電子製品設計者が必要とするすべての設計要件を満たすことはできません。CircuitMakerは、必要な回数だけ回路の一部をスタンプ配置するマルチチャネル設計や、1つの設計をバリアントごとに異なるコンポーネント実装で実現するバリアントなど、強力な概念をサポートします。こうした機能には、1つの論理コンポーネントが複数の物理コンポーネントを表現できる能力が必要です。
CircuitMaker はコンパイラ技術により、この1対多の機能を提供します。論理設計がコンパイル（自動処理）されると、各物理コンポーネントがメモリ上にインスタンス化され、基板設計空間へ転送できる状態になります。
設計バリエーションの定義など、回路図レベルで物理コンポーネントへアクセスする必要がある状況に対応するため、物理設計は回路図エディタでも利用できるようになっており、回路図シート下部のタブからアクセスします。ここで、最も左のEditor タブは（通常の）キャプチャされた論理設計を選択し、その他の「コンパイル済み」タブは、PCB設計空間へ転送されるのと同等の物理設計を表します。なお、コンパイル済みタブに表示される回路図はグラフィカルに編集できません。たとえば配線の変更やコンポーネントの移動はできません。
Types of Variations
バリアントを作成する前に、まず元となる設計を作成します。これはbase designと呼ばれます。ベース設計を基に、各コンポーネントをFitted（実装）またはNot Fitted（未実装）に設定する手順を行います。
- Fitted - これはコンポーネントのデフォルト状態です。Fittedの場合、そのコンポーネントはバリエーション対象ではありません。新しいバリアントを作成すると、すべてのコンポーネントはデフォルトでFittedになります。Fitted状態のコンポーネントは、Variant Management dialogでは空のセルとして表されます。
- Not Fitted - コンポーネントをNot Fittedに設定すると、回路図上には存在しPCBにも転送されますが、BOMなどの適切な出力ドキュメントからは除外されます。未実装コンポーネントをドキュメント上でどのように表示するかも設定でき、たとえば回路図やPCB図面出力で×印を付けることができます。
Variant Management Dialog
Variant Management dialog（Project | Project Actions | Variants）は、設計のバリアントを定義するための「司令塔」です。このダイアログには2つの主要領域があります。
- 上部のComponents for project領域：ベース設計内のすべてのコンポーネントを一覧表示し、該当する場合は定義済みバリアントの列も表示します。
- 下部のComponent Parameters領域：上部領域で現在選択されているコンポーネントのすべてのパラメータを詳細表示し、該当する場合は定義済みバリアントの列も表示します。
ダイアログ下部には次の追加コントロールがあり、その多くは本ドキュメントの後半で説明します。
- Add Variant – クリックして Edit Project Variant dialogを開き、ベース設計の新しいバリアントを作成します。このダイアログで、バリアントの追加・編集・削除、および必要なバリアントレベルのパラメトリックデータの指定を行います。このボタンにはドロップダウンがあり、 Clone Selected Variant コマンドにアクセスするために使用します。クローン作成は、非常によく似たバリアントを複数定義する必要がある場合に特に便利です。
- Delete Variant – クリックして選択したバリアントを削除します。削除が実行される前に確認ダイアログが開きます。
- Edit Variant – クリックしてEdit Project Variant dialogを開き、バリアントを編集します。 –
- Detailed Report クリック してVariant Report dialogを開き、HTML形式で詳細なバリアントレポートを生成します。
- Drawing – クリック してStyleVariant Options dialogを開き、未実装コンポーネントおよび変更されたパラメータを、回路図のドキュメントビューと回路図印刷の両方でどのように表示するかを定義します。また、PCB組立図におけるこれらコンポーネントの表示も定義できます。 – 有効にすると、内容に基づいて列幅を自動調整します。
- Fit to Width
Creating a New Variant
Add Variantボタンをクリックして、ベース設計の新しいバリアントを作成します。Edit Project Variant dialogが開き、バリアントに分かりやすい名前（Description field）を付け、必要なバリアントレベルのパラメトリックデータを指定できます。Variant Management dialogの右側に、バリアント名を列タイトルとする追加列が表示されます。すべてのセルは空になります。空のセルは、そのコンポーネントが実装されており、ベース設計から変更されていないことを示します。
Variant Management dialogには、有用な情報を表示しやすくするための複数のインターフェース機能が含まれています。これらはright-clickコンテキストメニューから設定します。
便利なコマンドには次のものがあります。
- Set Selected As – バリエーション種別（Fitted、Not Fitted）を選択するためのサブメニュー。コンポーネントセル内の
コントロールをクリックする代わりに使用できます。バリアントのコンポーネントセルを右クリックした場合にのみ利用できます。 - Only Show Varied Parameters – Variant Management dialogで、何らかのバリエーションが適用されているコンポーネントのみを表示します。
- Filter – Variant Management dialogに表示するバリエーション種別（Varied Parameters、Not Fitted）を制御するサブメニュー。Only Show Varied Parametersコマンドと組み合わせると効果的です。
Defining Component Variations
各バリアントの状態を設定するには、新しいバリアント列のComponent Variationセルをクリックして ボタンを表示します。ボタンをクリックするとEdit Component Variation dialogが開きます。
ダイアログで次のいずれかを選択します。
-
Fitted – ベース設計で使用されている元のコンポーネントを、この設計の当該バリアントでも実装／使用します。新規追加したバリアントでは、すべてのコンポーネントがデフォルトで実装され、これら実装コンポーネントのセルは空になります。なお、実装コンポーネントであっても、当該バリアントのダイアログのParameters領域に新しいパラメータ値を入力するだけで、個別パラメータを変更できます。
-
Not Fitted – ベース設計で使用されている元のコンポーネントを、この設計の当該バリアントでは未実装／未使用にします。Not Fitted状態の場合、セルにはNot Fittedというテキストが表示され、ダイアログ下部のParameters領域は空になります。
Display of Variant Manager Data
Variant Management dialogには、表示するデータ量を制御する機能が含まれており、大規模な設計を扱う際に特に有用です。
- 関心のない列を削除するには、ダイアログの upper 部分で右クリックし、コンテキストメニューの Columns オプションを使用して、任意の列の表示/非表示を切り替えます。
- 変更対象のコンポーネントのみを表示するには、ダイアログの upper 部分で右クリックし、コンテキストメニューから Only Show Varied Components オプションを選択します。
- Only Show Varied Components モードを選択したら、再度右クリックして Filter オプションを設定します。
- 一覧に表示されているバリアントの順序を変更するには、バリアント列の見出しを選択して新しい位置へドラッグします。Fit to Width チェックボックスと組み合わせて使用し、目的のバリアントの位置とサイズを調整します。
バリアントデータのリセット
Variant Management ダイアログでバリエーションを設定すると、その設定はプロジェクトファイルに保存されます。これには Not Fitted 状態や、Fitted コンポーネントに対するローカルパラメータのバリエーションが含まれます。Variant Management ダイアログには、ベース設計で使用されている標準値にパラメータを戻すためのコマンドが用意されています。
変更されたパラメータのリセット
Variant Management ダイアログでローカルに変更されたパラメータは、Variant Parameter リスト内の変更済みパラメータを右クリックし、下図のようにメニューから Reset Selected を選択することで元の値に復元できます。複数選択して、複数パラメータの値を一度の操作でリセットすることも、またはそのコンポーネントの Reset All パラメータをリセットすることも可能です。
複数コンポーネントの複数パラメータを変更
Variant Management ダイアログは複数選択に対応しており、ダイアログ上部（Component）で任意数のコンポーネントを同時に選択し、下部（Parameters）で選択した任意数のパラメータに対して更新を実行できます。また、右クリックのコンテキストメニューからフィルタを利用でき、選択や表示データをさらに絞り込めます。
例として、すべてのバリアントにおいて、すべてのコンポーネントの手動で変更されたパラメータをリセットするには次のようにします。
- ダイアログ上部（Component）で、右クリックメニューの Only Show Varied Components オプションを、右クリックの Filter オプションと組み合わせて使用し、Show Fitted with Varied Parameters のみにします。これで、コンポーネント一覧には手動で変更されたパラメータを持つコンポーネントのみが表示されます。
- コンポーネント一覧で右クリックし、コンテキストメニューから Select All を選択します。ダイアログ上部に現在表示されているすべてのコンポーネントが選択されます。
- 次に、ダイアログ下部（Parameters）で右クリックし、そのコンテキストメニューから Select All を選択します。これで、すべてのコンポーネントのすべてのパラメータが選択されます。なお、代わりに Select Column コマンドを選ぶこともでき、その場合は特定のバリアント（列）内のコンポーネントに対して（Reset などの）アクションを適用できます。
- パラメータ一覧で再度右クリックし、コンテキストメニューから Reset Selected を選択します。
バリアントパラメータの扱い
CircuitMaker は、プロジェクトのさまざまなレベルでのパラメータをサポートします。たとえば、Inspector panel の Document Options モードで、各回路図シートにドキュメントレベルのパラメータを追加できます。また、Project Options ダイアログの Parameters tab で、プロジェクトにプロジェクトレベルのパラメータを追加することもできます。さらに、Edit Project Variant ダイアログでバリアントにパラメータを追加することも可能です。
パラメータには階層があり、同じ名前のパラメータをプロジェクトの異なるレベルで作成し、それぞれに異なる値を持たせることができます。CircuitMaker はこれを次のように解決します。
- バリアント（最優先）
- 回路図ドキュメント
- プロジェクト
つまり、回路図ドキュメントで定義されたパラメータ値はプロジェクトオプションで定義された値を上書きし、バリアントで定義された値は回路図ドキュメントで定義された値を上書きします。
回路図エディタでのバリアントの扱い
CircuitMaker の回路図エディタには、回路図キャプチャ中にコンポーネントのバリエーションを完全に可視化するための各種機能が用意されています。以下に説明します。
変更されたコンポーネントの確認
回路図上でバリアントの詳細を確認する手順は次のとおりです。
- Project | Project Actions | Current Variant フィールドで必要なバリアントを選択します。
回路図シート下部にある、名前付きのコンパイル済みタブを選択します。 - すると、そのシートで変更されているコンポーネントが、Variant Options dialog で設定されたスタイルで表示されます。
回路図からバリアントコンポーネントを選択
ダイアログ内のコンポーネント一覧を上下にスクロールするよりも、回路図シート上に配置されたコンポーネントから直接作業した方が簡単なことがよくあります。シート上でコンポーネントを選択し、右クリックしてメニューから Part Actions » Variants を選択します。
Variant Management ダイアログが開き、選択したコンポーネントのみが表示されます。必要なバリエーションを実行し、OK をクリックして設計に適用します。
コンポーネントバリエーションのグラフィカル編集
コンポーネントのバリエーションは、シンボルレベルで回路図上から直接作業することで作成・編集することもできます。回路図エディタがコンパイル済みバリアント表示（下部タブで選択）になっていること、そして Project | Project Actions | Current Variant ドロップダウンで必要なバリアントが選択されていることが必要です。Fitted または Not Fitted 状態を素早く切り替えられます。変更は自動的に Variant Management ダイアログにも反映されます。
パラメータのグラフィカル編集
表示されているコンポーネントのバリアントパラメータは、パラメータ文字列を選択し、もう一度クリックして編集モードにすることで直接変更できます。変更内容は、そのコンポーネントの Variant Management ダイアログ内のエントリに反映されます。
PCB エディタでのバリアントの扱い
PCB エディタでは、すべてのバリアントのすべてのコンポーネントフットプリントが常に表示されます。これは、すべての組立バリアントに対するすべてのフットプリントが、ベアボードの一部として製造されなければならないためです。その後、組立工程での部品実装によって、どのバリアントが製造されるかが決まります。
PCB 上ではすべてのフットプリントが常に見えるため、どのコンポーネントがどのバリアントに属するのか分かりにくい場合があります。PCB エディタには Project | Project Actions | Current Variant ドロップダウンが用意されており、これを使ってバリアントを切り替えられます。ただし、特定のコンポーネントがそのバリアントで fitted か not fitted かを判断できる目に見える手掛かりは、そのコンポーネントに 3D ボディが含まれている場合に限られます。3D ボディは、コンポーネントが fitted / not fitted のときに表示/非表示が切り替わります。この挙動は、PCB を 3D モード (View | View » Switch to 3D、キーボードショートカット: 3) にすると、より簡単に確認できます。
変更されたコンポーネント Comment の表示
CircuitMaker では、バリアントによって製造出力を制御できます。より具体的には、コンポーネントの Comment パラメータの変更を指定できます。その変更は製造出力、つまり生成される Gerber または ODB++ 出力のシルクスクリーン層に反映されます。PCB エディタはこの変更の視覚表示に対応しており、Comment フィールドは、現在選択されているバリアントに割り当てられた値を設計空間内に直接反映します。
バリアントを定義したら、PCB 設計空間で Comment パラメータが変更されている対象コンポーネントを見つけ、Project | Project Actions | Current Variant ドロップダウンフィールドから現在のバリアントを切り替えます。表示される comment の値は、現在のバリアントに定義された内容に従って変化します。
バリアントエラー
バリアント設定はプロジェクトファイル（*.PrjPcb）に保存されます。Variant Management ダイアログを開くと、このデータが読み込まれて解析され、その後 Variant Management ダイアログにロードされます。データのロード中に、コンポーネントのデジグネータやコンポーネントUIDの不一致などの問題が検出された場合は、Information ダイアログが開いて問題が表示されます。コンポーネントUIDの不一致は、ダイアログを閉じてプロジェクトを保存することで自動的に解決され、修正内容が保持されます。重複デジグネータは回路図（Schematic）レベルで解決する必要があります。
プロジェクトバリアント編集ダイアログ
このダイアログには、設計に新しいバリアントを最初に追加する際、または既存のバリアントを編集／複製する際に必要なコントロールが用意されています。バリアントに分かりやすい名前を付けられるほか、バリアントレベルのパラメトリックデータを指定できます。
このダイアログは、Variant Management ダイアログから次の方法でアクセスします。
- Add Variant ボタンをクリックします。
- 既存のバリアントがアクティブな状態で、Edit Variant ボタンをクリックします。
- 複製したいバリアントをアクティブにした状態で、Add Variant ボタンに関連付けられたドロップダウン矢印をクリックし、メニューから Clone Selected Variant コマンドを選択します。
このダイアログの主なコマンドを以下に示します。
- Allow variation of fabrication outputs - このオプションを有効にすると、バリアントによって設計の製造（Fabrication）出力を駆動できるようになります。基本的には、設計内コンポーネントのコメントをバリアントで変更し、その変更を次の製造出力へ反映させる機能です。
- Gerberファイル
- ODB++ファイル
- 複合ドリル図面
- ドリル図面／ガイド
- 最終アートワーク印刷
- Parameters - この領域には、バリアントに対して現在定義されているすべてのパラメータが次の観点で一覧表示されます。
- Add - クリックして新しいパラメータをリストに追加します。パラメータを定義するための Parameter Properties ダイアログが開きます。
- Edit - このボタンをクリックすると、現在選択されているパラメータを変更するための Parameter Properties ダイアログが開きます。
バリアントオプションダイアログ
Variant Options ダイアログには、バリエーションのあるコンポーネントを回路図シート上（その後、印刷またはPDF出力へ反映）および、組立図などのPCB図面系出力でどのように表示するかを設定するオプションが含まれます。
定義済みバリアントにおける未実装（Not Fitted）コンポーネントを、回路図およびPCB図面出力でどのように表示するかを設定します。
このダイアログは、Variant Management ダイアログ下部の Drawing Style ボタンをクリックしてアクセスします。
バリアントレポートダイアログ
Variant Report ダイアログには、定義済みプロジェクトバリアントの詳細なHTML形式レポートを設定・生成するためのコントロールが用意されています。
このダイアログは、Variant Management ダイアログ下部の Detailed Report ボタンをクリックしてアクセスします。
- Report Only Varied Components - レポートに含める情報を厳密に指定するために使用します。
- Full Non-Varied Information（オプション無効）- すべてのコンポーネントが一覧表示され、有効化された各バリアントにおける含有状態が示されます。各コンポーネントについて、すべてのパラメータとその値が一覧表示されます。
- Full Varied Information（オプション有効）- 有効化されたバリアント間で何らかの差分があるコンポーネントのみが一覧表示され、各バリアントにおける含有状態が示されます。各コンポーネントについて、バリアント間で差分のあるパラメータのみが値とともに一覧表示されます。
- Project Variants - 元のベース設計（<Original Base>）と、定義済みのすべてのバリアントを一覧表示します。生成されるレポートでは、特定のバリアントをベース設計と比較したり、バリアント同士を比較したり、すべてのバリアントをベース設計と比較したりできます。デフォルトでは、定義済みのすべてのバリアントと元のベース設計が、レポートに含める対象として有効になっています。必要に応じて、関連するチェックボックスで対象を含める／除外します。
- Run - クリックしてバリアントレポートを生成します。レポートは作成され、メインのデザインスペースでアクティブドキュメントとして開かれます。
バリアントの影響を受ける出力ドキュメント
アセンブリバリアントは、部品の購入や実装（Loading）に関する詳細を含むすべての出力ドキュメントに影響します。これには次が含まれます。
- 部品表（BOM）
- 回路図印刷
- PCB印刷
- PCB 3D印刷
- 組立図
- Pick and Placeファイル
製造（Fabrication）バリアントは、次の出力にも影響します。
- Gerberオーバーレイレイヤー
- ODB++オーバーレイレイヤー
AI で翻訳