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xSignalの作成

Updated: 11月 17, 2023

xSignalとは、設計者が定義した2つのノード間の信号経路であり、同じネット内の2つのノードである場合もあれば、異なるネットの2つのノードである場合もあります。

xSignalsは、以下の方法を使用して定義されます：

  1. xSignalsマルチチップウィザードを使用する。これはxSignalsを作成する最も一般的なアプローチであり、以下で説明されています。

また、以下の方法は、関心のあるオブジェクトを最初に選択し、次に適切なコマンドを選択することで使用されます：

  1. 選択したパッドに基づいて単一のxSignalを作成します。必要な開始パッドと終了パッドを選択します（これらのパッドは、直列終端コンポーネントがある場合、異なるネットにあることがあります）。パッドは、設計スペースで直接選択するか、PCBパネルをNetsモードで使用してパッドを探して選択することができます（下の画像に示されています）。パッドを選択したら、設計スペースで選択したパッドを右クリックしてxSignals » Create xSignal from Selected Pinsコマンドを実行するか、PCBパネル内の選択したパッドの1つを右クリックしてCreate xSignal コマンドを実行します。新しいxSignalは、PCBパネルのxSignalsモードにリストされます。

    選択したピン（フットプリントパッド）に基づいてxSignalを定義する場合は、Createコマンドを実行する前に、開始パッドと終了パッドのみを選択してください。

    新しいxSignalの名前は、2つのネット名をハイフンで区切ったものになります。xSignalの名前は、PCBパネルのxSignalsモードで編集できます。

    新しいxSignalはxSignalクラスに追加することができます。パネルのxSignal Classes領域で右クリックして新しいクラスを作成し、メンバーを追加します。

  2. ソースコンポーネントを選択し、選択したコンポーネントを右クリックしてコンテキストメニューからxSignal » Create xSignals between Componentsコマンドを選択します。Create xSignals Between Componentsダイアログが開き、選択されたソースコンポーネントが表示されます。ダイアログは以下に説明されています。
  3. 設計スペースで1つ以上の直列コンポーネントを選択し、選択したコンポーネントの1つを右クリックしてコンテキストメニューからxSignal » Create xSignals from Connected Netsコマンドを選択します。Create xSignals From Connected Netsダイアログが開きます。選択されたソースコンポーネントと、そのコンポーネントに接続されているネットが選択されます。ダイアログは以下に説明されています。
  4. 既存のxSignal内でxSignalを作成したい場合もあります。この状況では、PCBパネルのxSignalモードを使用できます。Selectオプションがパネルの上部で有効になっていることを確認し、現在のxSignalを探して、xSignal Primitivesセクションのパネルで必要なパッドを選択し、設計スペースの選択したパッドの1つを右クリックして、このリストのステップ2で説明されている方法を使用してプロセスを完了します。


パネルのNetsモードで2つのパッドを選択し、選択したパッドの一つを右クリックしてCreate xSignalを選択します。パッドは異なるネットにあります。

開始パッドと終了パッドが同じネットにある場合、xSignalは<NetName>_PPnの形式で名前が付けられます。ここでnはそのネットに定義された複数のxSignalを区別するために使用される次の利用可能な整数です。開始パッドと終了パッドが異なるネットにある場合、xSignalは<StartNet>_<EndNet>_PPnの形式で名前が付けられます。ここでnはそのネットの組み合わせに定義された複数のxSignalを区別するために使用される次の利用可能な整数です。 xSignalはConstraint Managerを使用して作成することもできます：詳しくはこちらをご覧ください。

xSignalsマルチチップウィザード

xSignals Multi-Chip Wizardは、単一のソースコンポーネントと複数のターゲットコンポーネントの間にxSignalを作成するために使用します。このウィザードでは、コンポーネント指向のアプローチを使用して潜在的な xSignal を特定します – 単一のソース コンポーネント、目的のネット、およびターゲット コンポーネントを選択すると、ウィザードはソース コンポーネントから指定コンポーネントまでのすべての潜在的なパスを解析し、直列の受動コンポーネントを通過し、任意の分岐に沿って通過します。設計者は、生成するxSignalを選択し、必要に応じてMatched Lengthデザインルールを作成することもできます。また、このウィザードを使用して、さまざまな共通インターフェースおよびメモリ回路のxSignalおよびxSignalクラスを自動的に作成することもできます。

このウィザードでは、出力ピンをソース、対象の入力ピンをデスティネーションと呼びます。

ウィザードは複数回実行可能なツールでもあります。最初にxSignal Routesページで作成したxSignalsの全体的なマスターグループから、一部のサブセットを選択し、クラスとルールを定義した後、マスターグループに戻り、別のサブセットを選択し、それらに対してクラスとルールを定義することができます。

ウィザードの大きな強みの一つは、ウィザードとPCBエディター間の作業が容易であることです。ウィザードの任意のページでxSignalをクリックすると、パッドと任意の配線がPCB上で視覚的に強調表示されます。

この段階では、WizardはT字型接続点の自動追加をサポートしていません。これは、しばしばタイポイントや分岐点として言及されます。もし設計に分岐配線が含まれている場合、以下のことをお勧めします：

  1. ソースコンポーネントから受動コンポーネント（例えば、シリーズ終端抵抗器など）までの長さを調整します。
  2. T字型接続点から目的のコンポーネントまでの各分岐の長さを調整します。
  3. 必要に応じて、受動コンポーネント（または受動コンポーネントがない場合はソースから）からT字型接続点までの残りの長さを調整します。
枝の長さを調整する必要がある場合は、T字路の配線において、単層、単一パッドのコンポーネントを配置してユーザー定義の分岐点を作成します。詳細については、以下のバランスの取れたT字パターンでの分岐点の定義セクションを参照してください。

xSignalsマルチチップウィザードにアクセスするには、メインメニューからDesign » xSignals » Run xSignals Wizardコマンドを選択するか、PCBレイアウトで右クリックしてからxSignals » Run xSignals Wizardを選択します。ウィザードの開始ページが表示されます。


Signals Multi-Chip Wizardのオープニングページ

xSignals マルチチップ ウィザードのモード

ウィザードの2ページ目では、カスタムマルチコンポーネントインターコネクト、オンボードDDR3 / DDR4、またはUSB 3.0を選択するように求められます。カスタムマルチコンポーネントインターコネクトモードは、選択したソースコンポーネントと複数のターゲットコンポーネントの間に複数のxSignalsを定義するために使用されます。一方、オンボードDDR3 / DDR4モードは、DDR3またはDDR4メモリのためのxSignalsを作成するために使用されます。USB 3.0モードは、各USB 3.0チャネルのxSignals、xSignalクラス、およびマッチングされた長さのルールを作成します。ニーズに合ったモードを選択してください。

Create xSignals Between Componentsダイアログ

多数のxSignalsを定義する必要がある場合、Create xSignals Between Componentsダイアログを使用する方が効率的です。Design » xSignals » Create xSignalsコマンドからアクセスでき、このダイアログではソースと宛先のコンポーネントが表示され、一回の操作で一つまたは複数のxSignalsを作成できます。

 


このダイアログを使用して、複数のxSignalsを迅速に特定し、必要なxSignalクラスに追加します。

アプローチは以下の通りです：

  1. Source Componentを 1 つ選択します。
  2. Destination Componentsを 1 つ以上選択します。
  3. 目的のSource Net(s) を選択します。選択したソース コンポーネントに現在接続しているすべてのネットがリストされます。特定のクラスに関連付けられているネットの場合は、Net Classドロップダウンからそのクラスを選択します。
  4. Analyzeボタンをクリックします。ソフトウェアは、選択したネットの選択したソース コンポーネントとデスティネーション コンポーネントの間に存在する潜在的な xSignal を識別しようとします。選択したネットを含み、選択したソース コンポーネントとデスティネーション コンポーネント間を走るすべての xSignal が xSignalsフィールドにリストされます。解析アルゴリズムは、選択したネットの現在のトポロジに従うため、提案された xSignal に影響することに注意してください。
このソフトウェアは、必要に応じて直列コンポーネントを検索することもできます。そのためには、分析ドロップダウンから適切なオプションを選択します：Search for direct connections、Through 1 series component、Through 2 series components、またはMultipath coupled nets。
  1. 分析が実行されると、潜在的なxSignalがダイアログの下部領域に一覧表示され、すべて作成できるようになります。提案されたxSignalのリストを注意深く確認し、必要なものだけを有効にします。右クリックのコンテキストメニューにあるコマンドを使用して、複数のエントリを切り替えます。
  2. ダイアログの下部で必要なclassを選択するか、名前を入力して新しいクラスを作成します。クラスが選択されていない場合でも、xSignalは作成され、Object Class Explorerダイアログ(Design » Classes)で任意のxSignalクラスに追加できます。クラスを使用すると、設計規則の作成と構成が大幅に簡素化されます。
  3. OK をクリックして xSignal を作成します。

ダイアログが閉じると、設計スペースに戻ります。新しいxSignalsは、xSignalsモードのPCBパネルにリストされます。

リスト上のフィルターを使用して、関心のあるコンポーネントやネットをすばやく見つけることができます。ワイルドカードがサポートされています。

接続されたネットからxSignalsを作成するダイアログ

直列終端部品を含むxSignalsを作成している場合、Create xSignals from connected netsコマンドを使用すると良いでしょう。このコマンドは、コンポーネントが選択されている場合にいつでも利用可能で、メインメニューのDesign » xSignalsサブメニューや、右クリックで表示されるxSignalsサブメニューからアクセスできます。

 

このコマンドは、抵抗器やコンデンサーなどの選択された直列終端部品からxSignalsを外側に構節するように設計されています。これは、1つ以上の個別部品や、抵抗ネットワークのような1つ以上のマルチインスタンスパックスタイルの部品をサポートしています。このコマンドを実行した後、Create xSignals From Connected Netsダイアログが開きます。


このダイアログを使用して、選択されたシリーズコンポーネントにまたがるxSignalsを作成します。この例では、2つの可能なxSignalsが提案されましたが、1つだけが作成されます。

アプローチは以下の通りです：

  1. Source Componentを 1 つ選択します。
  2. 目的のSource Net(s)を選択します。選択したソース コンポーネントに現在接続しているすべてのネットがリストされます。特定のクラスに関連付けられているネットの場合は、Net Classドロップダウンからそのクラスを選択します。
  3. Analyzeボタンをクリックします。ソフトウェアは、選択したソース コンポーネントとそのネットに存在する潜在的な 
  4. 分析が実行されると、潜在的なxSignalがダイアログの下部領域に一覧表示され、すべて作成できるようになります。提案されたxSignalのリストを注意深く確認し、必要なものだけを有効にします。右クリックのコンテキストメニューにあるコマンドを使用して、複数のエントリを切り替えます。
  5. ダイアログの下部で必要なclassを選択するか、名前を入力して新しいクラスを作成します。クラスが選択されていない場合でも、xSignalは作成され、Object Class Explorerダイアログ(Design » Classes)で任意のxSignalクラスに追加できます。クラスを使用すると、設計規則の作成と構成が大幅に簡素化されます。
  6. OKをクリックして xSignal を作成します。

ダイアログが閉じると、デザインスペースに戻ります。新しいxSignalsは、xSignalsモードのPCBパネルにリストされます。

各リストの上にあるフィルターを使用して、関心のあるコンポーネントやネットをすばやく見つけることができます。ワイルドカードがサポートされています。

ネットトポロジーの役割

xSignalを定義するとき、それは2つのノードまたはパッドの間にあります。しかし、xSignalsモードのPCBパネルでそのxSignalを選択すると、実際にはその2つのパッドの間を走る接続ラインのパスに沿って表示されます。これは、ソフトウェアがxSignalが配線されると想定しているパスであることを示しています。これを行う理由は、そのネットに定義されたトポロジーに従っているからです。ネットトポロジーは、適用可能なRouting Topology設計ルールによって定義されます。デフォルトのトポロジーはShortestです。

 

このシンプルなアニメーションは、CPUが4つのDDR3メモリチップに接続され、フライバイ配線戦略を使用して配線される様子を示しています。DRAM_A2 xSignalクラスには4つのxSignalが含まれています。まず、クラスが選択され、次に各xSignalが順番に選択されます。xSignalのパスがネットのトポロジーに沿っているのがわかります。現在、デフォルトのShortestに設定されています。


ネットのトポロジーが現在「最短」に設定されているため、xSignalsがプロセッサからメモリチップへの必要な経路に従っていません。

コンポーネント間のxSignalsを作成ダイアログを使用する予定がある場合、xSignal分析アルゴリズムが配線されたxSignalの意図された経路を理解できるように、ネットのトポロジーを設定する必要があります。

xSignal作成コマンド

Design » xSignals » Create xSignals コマンド以外にも、特定の条件が満たされた場合にxSignals サブメニューで利用可能な他の xSignal 作成コマンドがあります。 以下は、コマンドの概要とそれが利用可能になる条件です：

コマンド 説明
Create xSignal from selected pins

単一のxSignalを即座に作成します。このコマンドは、設計スペースで2つ以上のパッドが選択されている場合に利用可能であり、選択されたパッドの1つを右クリックしたときに表示されるコマンドと同じです。

Create xSignals between components

このコマンドは、設計スペースでコンポーネントが選択されている場合に利用可能です。実行すると、 Create xSignals Between Componentsダイアログが、事前に選択されたコンポーネントで開きます。正しいソースと宛先のコンポーネントが選択されていることを確認し、次に分析/作成プロセスを完了します。

コマンドを起動すると、 Create xSignals Between Componentsダイアログが開きます。ダイアログを使用して、次のようにxSignalsを作成します：

  1. 選択されたソースコンポーネントがthe Source Component領域に選択されて表示されます。
  2. ワークスペースで選択された他のコンポーネントがDestination Components領域に選択されて表示されます。そうでない場合は、今選択してください。
  3. デフォルトでは、ソースコンポーネントのパッドに関連するすべてのネットがSource Component Nets領域で選択されます。必要に応じてこの選択を調整してください。

  4. Analyzeボタンをクリックします - ソフトウェアは、選択されたネットに対して、選択されたソースと宛先のコンポーネント間に存在する可能性のあるxSignalsを特定しようとします。

    分析アルゴリズムは、選択されたネットの現在のトポロジーに従います。
    必要に応じて、ソフトウェアは直列コンポーネントを通じても検索できます。これは、ボタンに関連付けられたドロップダウンメニューから適切なモードを選択することで行います。利用可能なモードは、Search for direct connections、Through 1 series component、Through 2 series components、またはMultipath coupled netsです。
  5. 特定されたすべてのxSignalsがダイアログのxSignals領域にリストされます。デフォルトでは、すべてが作成のために選択されています - 必要に応じてこの選択を調整してください。
  6. オプションで、作成されたxSignalsをxSignalクラスに関連付けることができます。既存のxSignalクラスを選択するか、新しいクラスの名前を入力してください。フィールドを空白のままにしても構いません。xSignalsは、後で必要なクラスのメンバーとして追加することができます。
  7. OKをクリックしてxSignalsを作成します。ダイアログが閉じ、新しく作成されたxSignalsを表示するフィルターされたビューを提供する設計スペースに戻ります。xSignalクラスが指定されていた場合、それが作成され（存在しない場合）、xSignalsがそれに関連付けられます。
Create xSignals from connected nets

1つ以上の直列終端コンポーネントのxSignalsを作成する場合にこのコマンドを使用します。終端コンポーネントを選択し、コマンドを実行してCreate xSignals from Connected Netsダイアログを開き、xSignalsのセットを作成するプロセスを完了します。ダイアログを使用して、次のようにxSignalsを作成します：

  1. 選択されたソースコンポーネントがSource Component領域に選択されて表示されます。
  2. デフォルトでは、ソースコンポーネントのパッドに関連するすべてのネットがSource Component Nets領域で選択されます。必要に応じてこの選択を調整してください。

  3. Analyzeボタンをクリックします - ソフトウェアは、選択されたコンポーネントから発生する選択されたネットに対して存在する可能性のあるxSignalsを特定しようとします。

    分析アルゴリズムは、選択されたネットの現在のトポロジーに従います。
  4. 特定されたすべてのxSignalsがダイアログのxSignals領域にリストされます。デフォルトでは、すべてが作成のために選択されています - 必要に応じてこの選択を調整してください。
  5. オプションで、作成した xSignal を xSignal クラスに関連付けることができます。既存のxSignalクラスを選択するか、新しいクラスの名前を入力します。必要に応じて、フィールドを空白のままにしておくことができます。xSignalsは、後の段階で必要なクラスにメンバーとしていつでも追加できます。
  6. OKをクリックして xSignal を作成します。ダイアログが閉じてデザインスペースに戻り、新しく作成されたxSignalsを示すフィルタリングされたビューが表示されます。xSignal クラスが指定されている場合、これは作成され (存在しない場合)、xSignal が関連付けられます。
Create xSignals

Create xSignals Between Componentsダイアログを開きます。このコマンドは常に使用できます。ダイアログを使用して、次のようにxSignalを作成します。

  1. Source Component領域でソース・コンポーネントを選択します。
  2. Destination Components領域で1つ以上の宛先コンポーネントを選択します。
  3. ソース コンポーネントのパッドに関連付けられているすべてのネットが Source Component Nets領域にリストされます。目的のネットを選択します。

  4. Analyzeボタンをクリックすると、選択したネットの選択したソース コンポーネントとデスティネーション コンポーネントの間に存在する潜在的な xSignal の特定が試行されます。

    解析アルゴリズムは、選択したネットの現在のトポロジに従うことに注意してください。
    ソフトウェアは、必要に応じて、ボタンに関連付けられたドロップダウンメニューから適切なモードを選択することにより、シリーズコンポーネントを検索することもできます。利用可能なモードは、Search for direct connections、Through 1 series component、Through 2 series components、またはMultipath coupled netsです。
  5. 識別されたすべての xSignal は、ダイアログのxSignals領域に一覧表示されます。デフォルトでは、すべてが作成対象として選択されています - 必要に応じて調整します。
  6. オプションで、作成した xSignal を xSignal クラスに関連付けることができます。既存のxSignalクラスを選択するか、新しいクラスの名前を入力します。必要に応じて、フィールドを空白のままにしておくことができます。xSignalsは、後の段階で必要なクラスにメンバーとしていつでも追加できます。
  7. OKをクリックして xSignal を作成します。ダイアログが閉じてデザインスペースに戻り、新しく作成されたxSignalsを示すフィルタリングされたビューが表示されます。xSignal クラスが指定されている場合、これは作成され (存在しない場合)、xSignal が関連付けられます。

バランスの取れたTパターンでの分岐点の定義

バランスの取れたT配線戦略の課題の一つは、Tポイントを超えた幹線と枝の長さをどのように等しくするかです。ネット内の使用可能なノードはパッドでしかないため、幹線と各枝の終わりまでの分岐点から別々のxSignalsを定義することはできません。分岐点は下の画像の赤い点で示されています。

この問題を解決する一つの方法は、ネットに単一ピンコンポーネントを追加することです。デザインで使用されているビアのサイズと同じサイズのパッドを持つ単一のコンポーネントを作成します。分岐点コンポーネントのパッドが単層であれば、それを盲ビアや埋め込みビアと組み合わせて使用することもできます。これは、ビアの開始層または終了層に配置することで、配線の作成方法に完全な柔軟性を提供します。分岐点コンポーネントをPCB上にのみ含めたい場合は、分岐点コンポーネントのタイプをMechanicalに設定して、BOMから除外し、回路図との同期問題を防ぎます。分岐点コンポーネントを回路図に含める予定がある場合、コンポーネントのタイプはStandard (no BOM)に設定できます。


バランスの取れたT配線では、中間分岐点間の長さを一致させる必要があります。

分岐点はネット内のノードであるため、今ではトランク、各主要分岐、必要に応じて各小分岐に対してxSignalsを定義できます。これらは、長さの一致をどれだけ細かく実行するかをデザイナーが完全に制御できるように、マッチした長さの設計ルールの範囲を指定するために使用できます。

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