差動ペアルーティング

Explanatory diagram showing how differential signaling works

差動伝送方式とは、密接に結合された一対の導体を通じて信号を伝送する方式であり、一方の導体が信号を、もう一方の導体がその信号と等しく、かつ逆相の信号を伝送します。差動伝送方式は、信号源の論理基準グラウンドと負荷の論理基準グラウンドを適切に接続できない状況に対応するために開発されました。 差動伝送の利点は、電子製品に最もよく見られる干渉要因であるコモンモード電気ノイズに対して、本質的に耐性があることです。また、信号ペアから発生する電磁干渉(EMI)を最小限に抑えられる点も、差動伝送の利点の一つです。

差動ペアのPCB配線

差動ペアのPCB配線は、プリント基板上を差動(等しく逆向きの)信号を伝送できる平衡伝送システムを構築するために用いられる設計手法です。通常、この差動配線は、コネクタやケーブルなどの外部差動伝送システムと接続されます。

Example of differential routing on a PCB

ツイストペア差動ケーブルで達成される結合比は99%を超える場合もありますが、差動ペア配線において達成される結合比は通常50%未満であることに留意することが重要です。 現在の専門家の見解では、PCB配線作業の目的は、単に特定の差動インピーダンスを達成しようとすることではなく、外部ケーブルから伝送される差動信号が、ターゲット部品に良好な状態で到達することを確保することに重点を置くべきである。

業界で著名な高速PCB設計の専門家であるリー・リッチー氏によると、差動信号伝送を成功させるには、以下のことが必要である。

  • 各配線信号のインピーダンスを、入力差動ケーブルのインピーダンスの半分に設定すること。

  • 2本の信号線のそれぞれが、受信側でそれぞれの特性インピーダンスに適切に終端されていること。

  • 2本のラインの長さは、設計で使用されるロジックファミリおよび回路周波数の許容誤差範囲内で等長であること。 最優先すべきはタイミングの維持であり、設計のスキュー・バジェットを満たすように長さを一致させることである。例えば、USB 3.x の場合、長さの不一致は 10 mil を超えてはならない。

  • 2 つの信号を並べて配線するという利点を活用し、長さが一致した高品質な配線を実現してください。必要な場合は、障害物を回避するために分離して配線しても構いません。

  • 信号インピーダンスが維持される限り、層の変更は許容されます。

詳細については、以下の記事を参照してください Differential Signaling Doesn't Require Differential Impedance(著者:Lee W. Ritchey、https://speedingedge.com/home/related-articles/ より入手可能)を参照してください。

設計キャプチャ時の差動ペアの定義

設計キャプチャ中に差動ペアを定義する方法は、プロジェクトの設計制約をどのように実装するかを計画しているかによって異なります。Altium Designer では、これに対して 2 つのアプローチをサポートしています。 1つ目は、PCBエディタ内で、制約をPCB設計ルールとして定義する方法です。2つ目のアプローチは、制約マネージャーを使用する方法です。これはスプレッドシートのようなインターフェースを備えており、設計キャプチャの段階で多くの制約の定義を開始することができます。

設計要件を定義する際に採用するアプローチ―― Constraint Manager 、あるいは Design Rules として定義する――のいずれかを選択するかは、 Constraint Management オプションを Create Project ダイアログでオプションを設定する際に決定されます。「制約マネージャーを使用した設計要件の定義」の詳細については、こちらをご覧ください。あるいは、「設計ルールの定義、範囲設定、および管理」の詳細についてもご参照ください。また、設計ルールベースのプロジェクトを制約マネージャーに切り替えるための片方向のサポートも提供されています。

PCB 上の差動ペアの表示と管理

PCB panel in Differential Pair Editor mode

PCB エディタでは、差動ペアの定義は、PCB パネルの Differential Pairs Editor モードで表示および管理されます。

[PCB] Differential Pairs Editor モードでは、パネルの3つの主要な領域を使用して、現在のPCB設計における差動ペアを確認および管理します。

  1. Differential Pair Classes – この基板に対して現在定義されているすべての差動ペアクラスのリスト。 USB3_85 クラスが選択されています。ダブルクリックでクラスを編集し、右クリックで新しいクラスを定義できます。差動ペアクラスは、オプションの設計管理機能です。

  2. Differential Pairs – 現在選択されている差動ペアクラス(パネルの最初の領域)に含まれるすべての差動ペア。 USB3_D 例画像では、差動ペアが選択されています。

  3. Nets – 現在選択されている差動ペアを構成する(負および正の)ネット。このペアに含まれるネットは USB3_D_N および USB3_D_Pです。 - および + 各ペア構成要素のネット名の横に表示されているのは、その要素がペアの正側か負側かを示すシステムフラグです。右クリックして、パネルのこのセクションで表示する列を制御できます( )。各列の定義は以下に記載されています。 

PCB パネルでの差動ペアの操作

Manually creating a new pair PCBエディタ上で直接、新しい差動ペアオブジェクトを手動で作成するには、 Add パネル(xml-ph-0000@deepl.internal)の「差動ペア」領域にあるボタンをクリックします。各列の定義は以下に記載されています。PCBパネルでの差動ペアの操作 PCB )の「差動ペア」領域にあるボタンをクリックします。 Differential Pair ダイアログが開きます(Differential Pair dialog, used in the PCB editor to define a differential pair )。正極および負極の両方のネットとして既存のネットを選択し、ペアに名前を付けてから、 OKをクリックします。選択可能なネットのみが一覧表示される点に注意してください。現在、既存の差動ペアの一部として定義されているネットは一覧に表示されません。
Edit a pair definition 既存のペアを編集するには、パネルの「Differential Pair」領域にある名前をダブルクリックするか、そのペアを選択してをクリックします。 PCB 、またはペアを選択して Edit ボタンをクリックします( )。
Delete a pair 既存の差動ペアを削除するには、そのエントリを選択し、パネル内の Delete ボタン( )をクリックします。
Creating pairs from the design nets 一貫した命名規則(つまり、共通の接頭辞と、 TX0_P および TX0_N)をペアリングする場合は、 Create Differential Pairs From Nets ダイアログ(Differential Pair dialog, used in the PCB editor to define a differential pair )を使用できます。 Create From Nets ボタンをクリックして PCB パネル(Differential Pair dialog, used in the PCB editor to define a differential pair )のボタンをクリックしてダイアログを開きます。ダイアログの上部には、フィルタ設定に合致する既存のネットがすべて自動的に一覧表示されます。フィルタ設定を構成し、必要に応じて差動ペアクラスを割り当ててください。不要なペアが提案された場合は、 Create チェックボックスをオフにします。
Creating pairs using the wizard [ Rule Wizard ボタン( )をクリックすると、「差動ペア規則ウィザード」が起動します。これについては、このページの後半で説明します。
Create a differential pair class in the panel 新しい差動ペアクラスを作成するには、パネルの「差動ペアクラス」領域を右クリックし、 Add Class を選択します( )。 EditClass ダイアログが開き、そこでクラスの名前を入力したり、メンバーを追加したりできます。
Edit a differential pair class 既存のクラスをダブルクリックすると EditClass ダイアログが開き、そこでクラスの名前を編集したり、メンバーを追加・削除したりできます。差動ペアクラスを含むすべてのクラスを完全に制御・編集するには、
Manage classes in the Object Class Explorer 差動ペアクラスを含むすべてのクラスを完全に制御および編集するには、 Design » Classes コマンドを選択して、 Object Class Explorer ダイアログ( )を開きます。PCB エディタでのクラスの定義に関する詳細をご覧ください。

設計制約

Altium Designer では、設計に配置されたオブジェクトのプロパティは、設計制約によって制御されます。制約は、配線幅や差動ペア配線時のペア構成要素間のギャップなど、作成ツールへの指示として使用されるほか、配置されたオブジェクトが設計要件を満たしていることを確認するための設計ルール検証の際にも使用されます。

前述のように、設計制約は「制約マネージャー」を通じて定義されるか、PCB設計ルールとして定義されます。これらの手法では制約の作成および管理に異なるアプローチが採用されていますが、利用可能な制約のセットは制約マネージャーとPCBルールで共通であり、設計制約を適用すべきオブジェクトを特定するために用いられる根本的なアプローチも同様です。

ユーザーインターフェースの裏側では、Altium Designerはクエリシステムによって駆動されるフィルタリングエンジンを使用し、設計制約が適用されるオブジェクトを特定しています。このクエリシステムは、次のようなクエリ関数を使用してオブジェクトを識別します。 IsComponent('U1')、または InAnyDifferentialPairといったクエリ関数を使用してオブジェクトを特定します。必要なオブジェクトを対象とするクエリを作成するプロセスは、 setting the scope 「クエリの構築」と呼ばれます。制約の適用範囲を指定する多くの箇所では、ドロップダウンリストからオプションを選択するだけで、PCBエディタがそれを適切なクエリに変換します。 all nets (except pairs) under this BGAのようなより具体的な制約については、適切なクエリ関数を組み合わせてクエリを構築する必要があります。例えば WithinRoom('RoomDefinition_BGA') and Not InAnyDifferentialPairのように、適切なクエリ関数を組み合わせてクエリを構築する必要があります。 

ルールベースのプロジェクトでは、制約の Object MatchesCustom QueryPCB Rules and Constraint Editor)に切り替えることで、任意の制約に対するクエリを確認できます(下の3枚目のスライドを参照)。 Constraint Manager-ベースのプロジェクトでは、 Constraint Manager PCBエディタから「ルール」を開き、「すべてのルール」に切り替えることで、制約の背後にあるクエリを表示できます( )。

説明を簡潔にするため、このページの残りの部分では「ルール」ではなく「制約」という用語を使用します。ソフトウェアを示す画像には、 Constraint ManagerPCB Rules and Constraints Editorが混在しており、UIの仕様が大きく異なる場合は両方の画像を併せて表示します。

制約は、制約マネージャー内のスプレッドシートのようなインターフェースで定義され、列をクリックすると、下部に制約の詳細が表示されます。 

設計ルールベースのアプローチでは、一般的なスコープ設定オプションはドロップダウンから行います。ドロップダウンの背後でクエリが自動的に作成され、 PCB Rules and Constraint Editor ここでスコープを「カスタムクエリ」に切り替えると、クエリを表示できます。

「制約マネージャー」と「設計ルール」の両方のアプローチにおいて、より複雑な制約スコープを設定するには、クエリを記述する必要があります。示されている設計ルールの例は、差動ペアの配線を制約するものです。 100R_FPGA クラスに属し、かつ RoomDefinition_BGA; に対して、インピーダンスプロファイル D100(BGA)を使用して配線されるように制約します。

 

クエリ言語の詳細については、こちらをご覧ください。

設計制約の範囲の設定

設計ルールの適用範囲は、そのルールを適用するオブジェクトの集合を定義します。差動ペアもオブジェクトの一つであるため、次のようなクエリを使用できます:

差動ペアを対象とするクエリキーワード

InAnyDifferentialPair そのオブジェクトが任意の差動ペアに含まれているか。
InDifferentialPair('D_V_TX1') D_V_TX1」という差動ペア内の両方のネットを対象とします。
InDifferentialPairClass('ROCKET_IO_LINES') という名前の差動ペアクラスに属するすべてのペア内のすべてのネットを対象とします ROCKET_IO_LINESと呼ばれる差分ペアクラスに属するすべてのペア内のすべてのネットを対象とします。
(IsDifferentialPair And (Name = 'D_V_TX1')) 名前が D_V_TX1という名前を持つ差動ペアオブジェクトを対象とします。
(IsDifferentialPair And (Name Like 'D*')) 名前が文字 Dで始まるすべての差動ペアオブジェクトを対象とします。

利用可能なPCBクエリ関数の詳細については、こちらをご覧ください。

差動ペアの配線制約

差動ペアの配線における主な目的は、ペアを構成する各ネットを所定の幅で配線しつつ、所定の間隔を空けて分離することです。以下の例の画像は、「すべての差動ペア」に対してこれが行われている様子を示しており、1つ目は Constraint Managerを使用し、2つ目は PCB Rules and Constraints Editorを使用しています。幅とギャップは数値として定義されます。あるいは、以下に示すように、制約内で差動ペアインピーダンスプロファイルを定義し、このプロファイルを選択することも可能です。このページには、制約の主要な要素の概要が記載されています。制約に関する詳細については、以下のリンクをご利用ください。 Layer Stack Manager で定義し、下図のように制約条件でこのプロファイルを選択することも可能です。このページには、制約条件の主要な要素の概要が記載されています。制約条件の詳細については、以下のリンクをご利用ください。

差動ペアの配線に関する制約の設定。この例では、対象のPCBファイルとして DifferentialPair_CM.PCBDOC、およびそのPCBで定義されたインピーダンスプロファイル D100(D100) も選択されています。これにより、「推奨配線幅」と「ギャップ」が自動的に設定されます。

設計ルール方式を使用している場合は、「差動ペア配線」制約が設定されます。定義済みのインピーダンスプロファイルを使用するオプションも有効化されており、 D100(D100) プロファイルが選択されています。

 

差動ペアの制約設定

Measurement units 単位はデフォルトで基板単位に設定されています。 Ctrl+Q ショートカットを使用して、現在表示中のダイアログ/編集ウィンドウで単位をインペリアル単位とメートル法の間で切り替えることができます。制約マネージャーでは、 Tools メニューからも切り替えることができます。
Routing width 最小幅、推奨幅、最大幅を数値で入力してください。インタラクティブな差動ペア配線中に、 3 ショートカットを使用して、インタラクティブな差動ペア配線中にこれらの設定を切り替えることができます。現在の状態はステータスバーおよびヘッドアップディスプレイに表示されます。 
Gap between nets in the pair 最小、推奨、および最大ギャップを数値で入力します。インタラクティブな差動ペア配線中に、 Shift+6 ショートカットを使用して、インタラクティブな差動ペア配線中にこれらの設定を切り替えることができます。現在の状態は、ステータスバーおよびヘッドアップディスプレイに表示されます。 
How the Gap is checked 「推奨ギャップ」の値は、配線中にトラックセグメントが配置される際、対話型差動ペア配線ツールによって使用されます。ただし、 all クリアランス制約によってチェックされます。 Design Rules ダイアログでは、これは独立した設計制約として設定されます( )。 Constraint Manager クリアランスは、差動ペア配線プロパティ( )と同じグリッドで定義できます。
Settings based on an Impedance profile 

このアプローチでは、レイヤースタックマネージャーでインピーダンスプロファイルが設定済みである必要があります。インピーダンスプロファイルが定義されている場合、そのプロファイルは制約マネージャー(上の最初の画像)またはルールダイアログ(上の2番目の画像)で選択できます。インピーダンスプロファイルの設定について詳しくはこちらをご覧ください。

差動ペア配線制約の詳細については、こちらをご覧ください。

差動ペアの配線

差動ペアはペアとして配線されます。つまり、2 つのネットを同時に配線します。差動ペアを配線するには、 Interactive Differential Pair Routing メニューから Route メニューまたは Active Barを選択します。ペアを構成するネットのいずれかを選択するよう求められますので、どちらかのネットをクリックして配線を開始してください。ペアのプラス側またはマイナス側のトレースのどちらを選択しても問題ありません。システムが自動的にもう一方のトレースも選択します。以下の動画では、差動ペアの配線に関する簡単なデモをご覧いただけます。

差動ペアの配線中は、以下の機能を実行できます:

差動ペアの配線

Configuring the router

配線中にインタラクティブな差動ペア配線設定を変更するには、 Tab を押して Properties パネルを表示します。配線が一時停止し、カーソルが配線対象から外れるため、パネルのオプションを変更できるようになります。「 」ボタンをクリックするか、 Escを押します。「xml-ph-0000@deepl.internal」パネルには4つのセクションがあり、 Properties には4つのセクションがあります。以下のリンクから、差動ペア情報、プロパティ、インタラクティブ配線オプションおよびルールについて詳しく確認できます。

How the routing reacts to existing objects

これは、 Conflict Resolution Mode (「迂回」、「押し込み」、「抱き込みと押し込み」、「最初の障害物で停止」、「障害物を無視」)の現在の設定によって決定されます。現在の競合解決モードは、ステータスバー( )、ヘッドアップディスプレイ( )、および Properties パネルに表示されます。 Shift+R を押すと、利用可能な競合解決ルーティングモードを切り替えることができます。

対話型配線中の競合解決モードの詳細については、こちらをご覧ください。

The shape of the corners

差動ペアの対話型配線中、コーナーを形成するトラックとアークによって作られる形状は corner styleと呼ばれます。対角線のコーナーが最も一般的ですが、曲線状のコーナー(アークを配置して作成)もよく使われます。利用可能なコーナースタイルは5種類あり、そのうち4種類にはコーナー方向のサブモードもあります。

  • 配線中に Shift+Spacebar を押すと、コーナーのスタイルが順に切り替わります。現在のスタイルは、ステータスバー( )およびヘッドアップディスプレイに表示されます。

  • あるいは、 Tab を押して Properties パネルを開き、そこでコーナーのスタイルを変更することもできます( )。

  • を押すと Spacebar を押して、コーナーの方向を切り替えます。

  • any angle 角のスタイルでペアを配線する際は、 Shift を長押しすると、接線円弧を使用して差分ペアを配線できます。これにより、既存の曲線に沿って配線経路を成形する効果が得られます。

  • arc in corner モードでは、 , キーを押すと最大円弧半径が縮小され、 . キーを押すと最大円弧半径が増加します( Shift キーを長押しすると、速度が10倍になります)。また、カーソルを動かすことで、弧のサイズをインタラクティブに変更することもできます。この設定は、許容される最大弧半径を定義するもので、配線中はステータスバーに表示されます。

Controlling the routing width and pair gap 

差動ペアの対話型配線中:

  • キーを押すと 3 キーを押すと、利用可能な配線幅が順に切り替わります(User ChoiceRule Min, Rule Preferred, Rule Max)を切り替えます。現在選択されている設定は、ステータスバーおよびヘッドアップディスプレイに表示されます。

  • を押すと Shift+6 を押すと、利用可能なギャップを順に切り替えることができます(User Choice, Rule Min, Rule Preferred, Rule Max)。現在の選択内容はステータスバーおよびヘッドアップディスプレイに表示されます。

Placing the hatched track segments マウスの左クリックで、提案された(ハッチング表示された)すべての軌道/円弧セグメントを配置します。
Unwind the placed routing Backspace キーを押すと、最後に配置した頂点を削除します。
Switch layers and insert a via pair

配線中にレイヤーを変更するには、 Ctrl+Shift+Wheel Scroll ショートカットの組み合わせ(またはテンキーの * キー)を押し、次に( ):

  • キーを押して 4 キーを押して、利用可能なビアサイズ(X-Y平面)を User ChoiceRule MinRule PreferredRule Maxの間で切り替えます。現在の選択内容は、ステータスバーおよびヘッドアップディスプレイに表示されます。

  • 5 を押して、 staggeredperpendicular を切り替えるか、カーソルを動かしてパターンを切り替えることもできます。

  • キーを押すと 6 を押すと、利用可能なビアスタック(Z平面上のビアスパン)を順に切り替えることができます。あるいは、 8 を押して選択可能なリストを表示します(対話型配線中に配置されるビアの制御に関する詳細はこちら)。

Displaying the available clearance なぜ配線がその隙間に収まらないのか不思議に思っていますか?この問題を解決するには、配線中に Ctrl+W キーを押して、クリアランス境界の動的表示を有効にしてください。既存のオブジェクトと適用されるクリアランスルールによって定義された進入禁止クリアランス領域が、陰影付きのポリゴンとして表示されます( )。 Ctrl+W を押すと、この機能を再びオフにできます。
Panel – Differential Pair Information

ルーティング中の差動ペアの名前と、差動ペアクラス(ペアがクラスに属している場合)の詳細が表示されます。また、ペア内の各ネットの信号長と遅延も表示され、この詳細情報はルーティング中のクリック操作ごとに更新されます。パネル内の青いテキストはリンクになっており、 Tab を押すと、配線中にこのパネルにアクセスできます( )。

差動ペアパネルの情報について詳しくはこちらをご覧ください。

Panel – Properties

差動ペアの配線中、配線オブジェクトのプロパティは Routing Properties セクションで Properties セクションで、ルーティングオブジェクトのプロパティを編集できます。

差動ペアの [ プロパティ] パネルに関する詳細 情報をご覧ください

Panel – Interactive Routing Options

 

差動ペアの [配線オプション] パネルに関する詳細情報

Panel – Rules

配線中のペアに適用される「配線幅」および「配線ビアのスタイル」という設計制約が表示されます( )。

差動ペアの [ルール] パネルに関する詳細については、こちらをご覧ください。

Get help on shortcuts Shift+F1 を押すと、使用可能なコマンド内ショートカットがすべて表示されます。

Improving the Quality of the Routing

PCB エディタには、既存の配線の品質を向上させるための強力なツールが含まれています。これらのツールは「グロス」および「リトレース」として知られており、どちらも Route メニューから利用できます。

  • Gloss - は、トレースの形状を改善することに重点を置いており、コーナーの数を減らし、全体的な配線長を短縮しようとします。Glossは、既存のトレース幅と差動ペアのギャップを維持します。Glossingは、現在 Gloss Effort (Routed) 設定を反映します。 PCB - Interactive Routing ページで設定された Preferences で設定された現在の設定を反映します。

    配線中のグロス処理について詳しくはこちらをご覧ください。

  • Retrace - 全体的なジオメトリが適切であることを前提とし、代わりに配線が設計ルールに準拠しているかどうかの検証に重点を置きます。Glossが既存のトレース幅とペア間隔を維持するのに対し、Retraceはそれらを「推奨値」に変更します。Retraceは、差動ペア配線の設計ルールが変更され、その変更を既存の配線に適用する必要がある場合に使用するのに最適なツールです。

    既存の配線のグロス処理およびリトレースについて詳しくはこちらをご覧ください。

  • この Interactive Differential Pair Routing ツールはペアの結合を最優先するため、「SMD To Corner」および「SMD Entry」の設計ルールが期待どおりに機能しない場合があります。差動ペアの配線においてこれらのルールを厳密に遵守する必要がある場合は、「Quick Differential Pair Routing」ツールを使用してください。

  •  
     
     
     
     

    角度差ペアによるルーティングには、現在以下の制限があります。

    • 設計制約が変更される部屋の境界を通過する配線は、現在サポートされていません。配線は、同じ制約が適用されたまま継続されます。

    • 「SMD Entry」設計制約は、現在サポートされていません。

  • 任意の角度差ペアにおけるループの自動削除がサポートされています。この機能はオープンベータ版であり、 Legacy.PCB.Routing.LoopRemoval 「詳細設定」ダイアログでこのオプションが無効になっている場合に利用可能です。

差動ペア配線のインタラクティブな変更

配線作業中、既存の配線の一部を変更する必要が生じる場面は数多くあります。トラックセグメントやビアをクリックしてドラッグするという製図スタイルの手法を使用して、配線を変更することができます。これは interactive slidingと呼ばれます。スライド中にペアの構成要素を識別するために、 coupling という概念が採用されています。インタラクティブ・スライディングの制御項目は、スライディング中に Properties パネルに表示されます( )。スライド中、インタラクティブな配線エンジンは、適用される設計制約を遵守しつつ、配線の品質を維持しようとします。スライド処理に影響を与える主な機能には、 routing conflict resolution mode (障害物への対応)、 gloss strength (結果の整理にかかる労力)、および hugging (配線が障害物をどれだけきつく巻き付くか、およびコーナーがどのように形成されるか)などです。

場合によっては、差動ペアの経路を再配線した方が簡単なこともあります。対話型配線エンジンは、 Loop Removalという機能を使用してこれをサポートします。この機能はインタラクティブな配線プロセスを監視し、既存の配線経路と並行して新しい経路が配線されたことを検出すると、古い冗長なセグメントを自動的に削除します。差動ペアの経路を再配線するには、 Route » Interactive Differential Pair Routing コマンドを選択し、既存の配線の任意の場所をクリックして新しい経路を配線し、必要に応じて既存の配線と接続するように戻ります。右クリックするか Esc を押して配線を終了すると、冗長なセグメント(冗長なビアを含む)が自動的に削除されます。

再配線とスライドを組み合わせて、既存の差動ペアの配線を修正します。

差動ペアの配線変更

Sliding (dragging) the pair

ペア・ネットのいずれかのトレースセグメントをクリックして押し続け、マウスを移動させてペアの配線をスライドさせます( )。カーソルの移動に伴い、インタラクティブ・ルーターが配線をどのように変更するかは、 Properties )の「プロパティ」の現在の設定によって異なります。 Tab キーを押してスライディングを一時停止し、パネルで設定を変更してください。スライディングのオプションは、基板で使用されている配線スタイルに合わせて設定する必要があります。例えば、 Hugging Style は 45 Degree に設定する必要があります。 Shift+Spacebar ショートカットキーを押すと、スライディング中に Hugging Style モードを切り替えることができます。

差動ペアの構成要素を識別するために、 coupling が用いられます。ソフトウェアが差動ペアに属するオブジェクトを認識すると、 Keep Coupled オプションが Properties パネルで有効になっている場合、そのペアのパートナートラックまたはviaをドラッグしようとします( )またはインタラクティブなドラッグ操作( )。

パートナーオブジェクトが結合されていることを確認するために、ソフトウェアは以下の点を確認します:

  • ビアのペアの場合 - そのペアに属しており、かつ 2 * Preferred Gap

  • トラックペアの場合 - そのペアに属し、同じレイヤー上にあり、その間隔が Preferred Gap

What you snap to during sliding

スライドさせている配線は、現在のスナップグリッドにスナップするだけでなく、オブジェクトのスナップ設定、レイヤーのスナップ設定、およびスナップガイドと軸のスナップ設定が有効になっているかどうかに応じて、他のオブジェクトにもスナップする可能性があります。 Ctrl+E キーを押して、スライド中にこれらの設定を変更できます。インタラクティブなスライド中にスナップを一時的に無効にするには、 Ctrl キーを押し続けてください。

カーソルスナップの動作について詳しくはこちらをご覧ください。

How the sliding routes are glossed

スライド中に移動トラックの形状がどの程度変更されるかは、現在の Gloss Effort (Routed) 設定によって制御されます。スライド中に Ctrl+Shift+G ショートカットキーを押して、スライド中にモードを切り替えることができます。なお、インタラクティブなスライド中は、ルーティングの再配置を試みるデザイナーの操作とグロス処理エンジンが競合するのを防ぐため、グロス処理が自動的に Weakに自動的に低減されます。これにより、配線の位置を変更しようとするデザイナーの操作と、グロス処理エンジンが干渉するのを防ぎます。それでも配線が希望通りにスライドしない場合は、 Gloss Effort (Routed)Offに設定してみてください。

「Gloss effort (routed)」設定の詳細については、こちらをご覧ください。

How the sliding route responds to existing objects

スライド中は、 Routing Conflict Resolution モード(Ignore、Push、HugNPush)のいずれかが適用されます( )。トラックセグメントをドラッグする際に Shift+R を押して、トラックセグメントをドラッグしながらモードを切り替えてください。

競合解決モード」の設定について詳しくはこちらをご覧ください。

How neighboring routes are impacted

移動するトラックが隣接するルーティングに与える影響は、現在の Gloss Effort (Neighbor) 設定( )によって制御されます。スライド中に Tab キーを押すと、設定を変更できます。

Gloss effort (neighbor) の設定について詳しくはこちらをご覧ください。

Hugging - how glossing wraps around other objects and forms corners

グロスエンジンが他のオブジェクトの周囲にルートを巻き付け、コーナーを形成する方法を huggingと呼ばれます。利用可能な「Hugging Style」の設定には、以下のものがあります。

  • 45 Degree – コーナーを作成する際は、常に直線の直交/対角線セグメントを使用する(従来の直交/対角線ルーティング動作にはこのモードを使用してください)。

  • Mixed – 移動または押し付けられるオブジェクトが直線の場合は直線のトラックセグメントを使用し、曲線の場合は円弧を使用します。

  • Rounded – グロス処理を行う各頂点で円弧を使用します。このモードは、スネークルーティングや、グロス処理時に(インタラクティブなルーティングおよび手動グロス処理中に)円弧と任意の角度の経路を組み合わせる場合に使用します。

ハギング」スタイルの設定について詳しくはこちらをご覧ください。

Controlling Loop Removal

既存のペアを再配線すると、「ループ除去」が適用されます。「ループ除去」はデフォルトで有効になっており( )、すべてのネットに適用されます。この機能は、機能としてオン/オフを切り替えることができます( )。また、必要に応じてネットごとに個別に無効にすることも可能です(詳細はこちら)。 「ループ除去」と連携して機能する機能として Automatically Terminate Routingで、これもデフォルトで有効になっています( )。この機能は、次の配線クリック位置が既存の配線と重なる場合、再配線時にそのペアを自動的に除外します。この機能が有効になっていると、既存の経路にほぼ沿った経路で再配線を行うことが難しくなる場合があります。このような状況では、一時的に Automatically Terminate Routing オプションを一時的に無効にしてください。

ループ除去の設定について詳しくはこちら。

ルートの角をスライドさせる

インタラクティブなスライドエンジンには、頂点(コーナー)をドラッグするための専用アルゴリズムが組み込まれています。

  • Vertex Action オプション(Preferences dialog Interactive Sliding Properties panel )は、頂点をドラッグする際に、インタラクティブなスライディングエンジンが角をどのように再形成するかを制御します。 Spacebar キーを押すと、頂点をドラッグしながらモードを切り替えることができます。

  • 90度のコーナーを45度のルートに変換するには、 Vertex Action 設定で Deform モードで、角の頂点をドラッグし始めます。

頂点アクションの設定について詳しくはこちらをご覧ください。

既存のルーティングの変更について詳しくはこちらをご覧ください。

差動ペアの長さの調整とアコーディオンの変更

差動ペアの長さ調整には2つの側面があります。1つは、セット内の各ペアの長さを調整して、すべてのペアが同じ長さになるようにすることです。もう1つは、各ペア内の短い方のネットの長さを調整することです。このプロセスは phase matching。 

差動ペアの長さを調整するには、対象となる差動ペアのセットに対して以下の制約を作成します:

  • 長さ一致要件を定義する matched length constraint 長さの整合要件を定義する制約 between pairs。あるペアの長さを別のペアの長さと比較して検証するには、 Group Matched Lengths オプションを有効にします。

  • 2つ目の matched length constraint は、 within-pair 長さの整合要件を定義します。あるペアの構成要素の長さを、そのペアのもう一方の構成要素の長さと比較するには、制約内のオプションを有効にしてください。 Within Differential Pair Length オプションを有効にしてください。

ペアの長さを調整し、その後各ペア内の長さを調整するデモンストレーションです。

この動画では、長さ調整アコーディオンを追加することで、他のペア(xSignalの長さに基づく)に対してペアの長さを調整する様子が示されています。その後、各ペアの短いメンバーを、そのペアの長いメンバーに対して長さ調整します。 さらにこの動画では、ペアをインタラクティブに移動・再形成する方法、長さ調整アコーディオンを削除する方法、およびショートカットを使用して配置中に新しいアコーディオンの形状を調整する方法が紹介されています。

長さ調整による差動ペアの詳細については、こちらをご覧ください。

## 本ページの画像(http://www.imx6rex.com/)において、iMX6 Rex開発ボードの使用を許可してくださったFEDEVEL Academy(www.fedevel.com)のRobert Feranec氏に感謝いたします。

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