設計バリアント

製品ごとに異なるオプションや機能を備えた複数のvariationsとして製品を設計・製造する必要がある場合、design variants を実装することで、バリエーションごとに個別の設計を作成する必要がなくなります。

実際には、設計バリアントでは同じ基本設計を使用しますが、PCBには各バリエーションで指定された部品の組み合わせが実装されます。設計の製造用出力（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すると、それに応じて製品の実装内容が決まります。

同じ基本設計からvariationsを作成できるため、Altium DesignerでのPCBプロジェクトの作成に大きな柔軟性がもたらされます。バリアントを使用すると、基板設計のバリエーションをいくつでも定義でき、各部品を次のように設定できます。

• 基板に実装する。
• 基板に実装しない。
• 値などの部品パラメーターを変更して基板に実装する。
• 代替部品として、まったく異なる部品を使用する。

これらのバリエーションを使用する設計バリアントは、実装工程にのみ影響するため、すべてassembly variantsと呼ばれます。この場合、すべてのバリアントで同じベアボードを使用します。

Altium Designerは、部品のコメントの変更など、PCB上の部品のオーバーレイ情報のバリエーションにも対応しています。このようなバリエーションでは、2種類のシルク印刷版が必要となるため、2種類の異なるベアボードを製造することになります。このタイプのバリアントは、fabrication variantと呼ばれます。

設計バリアントは、Altium DesignerのVariant Managementダイアログ、またはドキュメントベースのVariant Managerインターフェースで管理、作成、編集します。アクセスするには、メインメニューの Project » Variants コマンド、またはProjectsパネル内のプロジェクト項目のコンテキストメニューにあるVariants コマンドを使用します。詳細については、次のページを参照してください。

• Variant Managementダイアログの操作 
• Variant Managerの操作

論理部品と物理部品

Altium Designerには、基本的に論理部品と物理部品の2種類の部品があることを理解しておくと役立ちます。両者の違いは、回路図シートに配置される部品が論理部品であり、それぞれが、最終的にPCBに実装される物理部品を表す概念的な要素であるという点です。

この論理部品と物理部品が1対1で対応するモデルは、単純な設計では問題なく機能しますが、Altium Designerのより高度な機能の一部には対応できません。たとえば、回路の一部を必要な数だけ複製するマルチチャンネル設計や、単一の設計に対して基板設計のバリエーションごとに異なる部品を実装できるバリアントなどです。このような機能には、one論理部品でmultiple物理部品を表す機能が必要です。

Altium Designerは、コンパイラー技術によってこの1対多の対応を実現しています。論理設計がコンパイルされると（自動処理）、各物理部品がメモリ内にインスタンス化され、基板設計スペースに転送できる状態になります。

設計バリエーションの定義時など、回路図レベルで物理部品にアクセスする必要がある場合に対応するため、回路図シート下部のタブを使用して、回路図エディターでも物理設計を表示できます。一番左のEditorタブでは、入力した通常の論理設計を選択します。それ以外の「コンパイル済み」タブは、PCB設計スペースに転送される物理設計を表します。コンパイル済みタブの回路図は読み取り専用であることに注意してください。

この画像は、回路図エディターの物理回路図設計ビューです。Projectsパネルでバリアント項目をダブルクリックして、目的のプロジェクトバリエーションを選択します。

バリエーションの種類

バリアント機能は、その名前が示すように、元のPCB設計、つまり「基本」PCB設計のバリエーションを作成します。基本設計を確立したら、Variant Managerで基板上の部品を、実装、パラメーターを変更して実装、非実装、または代替部品の使用に設定することで、バリアントを定義します。

実装

実装は、バリエーションを適用する前の部品のデフォルト状態です。実装に設定されている場合、その部品に変更はありません。Variant Managementダイアログ（下記参照）で新しいバリエーションを作成すると、すべての部品はデフォルトで実装に設定されます。このダイアログでは、実装状態の部品は空のセルで表されます。

パラメーターを変更して実装

バリアントの定義では、部品の任意のパラメーターを変更できます。パラメーター値の変更は局所的なバリエーションであり、出力ドキュメントにのみ影響します。元の回路図や、パラメーターを変更する部品自体には一切変更が加えられません。下の画像では、C8のValueパラメーターが変更されています。この変更は、設計スペースでその値の文字列を斜体で表示することで示されます。

非実装

部品をNot Fittedに設定しても、その部品は回路図上に残り、PCBにも転送されるため、フットプリントを配置できます。ただし、BOMなどの該当する出力ドキュメントからは除外されます。ドキュメント内での非実装部品の表示方法は設定可能で、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。設計ドキュメントでのバリエーション部品の表示設定を参照してください。

選択したバリエーション（BGA）では、C6 は実装、C5とC7は非実装、C8はパラメーター値を変更して実装に設定されています。

代替部品

バリエーションには、代替部品としてまったく異なる部品を設定することもできます。回路図エディターでコンパイル済みタブを選択している場合、バリアントを切り替えると代替部品が表示されます。このタイプのバリエーションでは、代替部品の回路図ピンの構成と配置位置が、基本部品と同一である必要があります。これは、設計のコンパイル時に接続の整合性を維持するための必須要件です。

以下の例では、TSOPバリアントのR3とQ1に代替部品を使用しています。 Q1は、BGAバリアントではNPNトランジスタ、TSOPバリアントではJFETです。どちらの場合も同じピンを使用する点に注意してください。

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PCB上での代替部品の扱いには、次の2通りがあります。

• If the footprint is the same – 選択した代替部品のフットプリント名がベース部品と同じ場合、フットプリントのインスタンスは1つだけPCBに転送されます。コンポーネントには複数のフットプリントを割り当てられるため、各バリアントのVariant Managementダイアログで正しいフットプリントが選択されていることを確認してください。

• If the footprint changes – 選択した代替部品のフットプリント名がベース部品と異なる場合、両方のフットプリントがPCBに転送されます。その場合は、PCB上で2つのフットプリントをどのように配置するかを決める必要があります。実装されるのはいずれか一方のコンポーネントのみであるため、両方のフットプリントに同じデジグネータが付く点に注意してください。以下のアニメーションは、一方のバリアントにBGA SRAM、もう一方のバリアントにTSOP SRAMを使用する場合の対応例を示しています。

個々のバリアントの設定では、代替部品が選択されているコンポーネントについて、変更前のシンボルやフットプリントを使用するように指定できます。

コンポーネントの種類の変更

代替部品として選択できるのは、同じ種類のコンポーネントに限りません。たとえば、ベースコンポーネントを抵抗とし、代替部品をコンデンサとして定義できます。このような代替部品を使用する際は、次の点に注意することが重要です。

• Designator – 論理的なベースコンポーネントごとにデジグネータは1つだけ存在し、すべてのバリアントでこのデジグネータが使用されます。たとえば、抵抗をコンデンサに置き換える場合は、それを示すためにR_C やR-Cなどの特別なデジグネータ接頭辞を使用することを検討してください。

• Pins – 代替コンポーネントは、ベースコンポーネントとピン数が同じである必要があります。また、各ピンの位置と電気的タイプも同じでなければなりません。これらの条件を満たしていない場合は、警告が表示されます。

マルチチャネル設計

Main article: マルチシート設計とマルチチャネル設計

マルチチャネル設計では、単一の回路図シート、またはツリー構造のシート群を繰り返し使用するように指定し、設計の一部を複数回複製できます。複製処理はソフトウェアが管理するため、手動でコピーして貼り付ける必要はありません。ユーザーは、繰り返し配置されるコンポーネントを識別するためのアノテーション方法を定義します。

Altium Designerのマルチチャネル設計では、選択したバリアントで、ベースコンポーネントをまったく異なるコンポーネントに置き換えることができます。

アニメーションでは、BGAバリアントにはSRAMが2個、TSOPバリアントにはSRAMが4個実装されています。これは、BGAバリアントで2つのメモリチャネルのうち1つを未実装にすることで実現しています。

チャネルに関しては、バリアントでall channelsにわたって、またはspecific channel内でコンポーネントの仕様を変更できます。これには、コンポーネントの実装／未実装、特定のコンポーネントパラメータの変更、代替部品の使用が含まれます。