差動ペアルーティング
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。
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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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。
Defining the Differential Pairs on the Schematic Sheet
PCB 設計ルールによるアプローチでは、ほとんどの制約を PCB 設計中に定義する必要がありますが、差動ペアの定義を含む主要な制約については、回路図設計ディレクティブを配置することで、設計キャプチャ中に定義することができます。
差動ペアは、ネット命名と差動ペア指令を組み合わせて、回路図シート上で直接定義できます。
回路図での差動ペア指令の使用 |
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| Identify pairs through net names, | Altium Designer では、差動ペアに属するネットを識別するために 2 つの要素が必要です。1 つ目は、共通のネット名に標準的なペア識別用サフィックスを付加したネット命名規則です(例 DRV1_L & DRV1_H)。このサフィックスペアは、 Options タブの Options for Project ダイアログのタブで宣言する必要があります( )。 |
| then identify each pair side using Differential Pair directives | 差動ペアを定義するためのグラフィカルなアプローチの2つ目の要素は、ペアを構成する各ネットに「Differential Pair」ディレクティブを配置することです( )。 |
| Transfer the Differential Pairs to the PCB | 設計がPCBエディタに転送されると(Design » Update PCB)、回路図上の差動ペアが検出され、PCB上で定義されます( Differences Associated with Nets セクションにある6つの差動ペアオプション\r\n \r\n","placement":"top","arrow":true}">Comparator および <span data-tooltip="{"block":null,"content":"Modifications Associated with Nets セクションにある9つの差動ペアオプション\r\n \r\n","placement":"top","arrow":true}">ECO生成 および <span data-tooltip="{"block":null,"content":"PCBの差動ペア配線制約の適用範囲を指定するために使用するネットクラスも作成する場合は、Generate Net Classes オプションが必要です\r\n \r\n","placement":"top","arrow":true}">クラス生成 タブは、 Options for PCB Project は、差動ペアの転送において重要な役割を果たします。PCB プロジェクトのオプションについて、詳細をご覧ください。 |
Defining the Differential Pairs in the Constraint Manager
設計で Constraint Managerを使用している場合、ペア内のネットもペアを識別する接尾辞が付いた共通名で識別されますが、差動ペアのディレクティブは必須ではありません。 Constraint Manager は論理 xNetsの定義もサポートしています。xNet(拡張ネット)は、抵抗やコンデンサなどの受動的な直列終端部品にまたがる連続したインテリジェントな信号経路を定義するために使用される機能であり、部品を含め、ドライバからレシーバまでの経路全体を、長さの整合や制約管理のための単一の論理ネットとして扱います。
この例では、各信号のドライバからレシーバまでのパス全体に対して xNet が定義され、これらの xNet から差動ペアが作成されています。
制約マネージャーでの差動ペアの定義 |
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| Identify pairs through net names | 差動ペアを構成するネットには、標準的なペア識別用サフィックスを付加した共通のネット名を使用します(例: |
| Where the constraints are defined | 制約の作成および編集は、 Constraint Manager (回路図エディタとは別のエディタ)で行われ、制約は特定の制約ファイルに保存されます。制約マネージャーの詳細については、こちらをご覧ください。 |
| Keeping the constraints and schematic in sync | 制約は回路図とは別に保存されるため、 Constraint Manager で加えた変更は、回路図に反映される(およびPCBに同期される)前に保存する必要があります。回路図で行った設計変更は、 Constraint Manager ボタンをクリックすることで Refresh ( )をクリックすることで、コンストレイント・マネージャーにインポートされます。 |
| If the design still includes Differential Pair directives | グラフィカルな差動ペア指令は、 Constraint Manager を使用する場合、グラフィカルな差動ペアのディレクティブは不要です。リフレッシュ実行時に差動ペアのディレクティブが検出された場合、それらは差動ペア制約に変換され、その後 Constraint Managerで管理・編集される差動ペア制約に変換されます。この状態の変化は、シンボルの色が変更され、それに小文字が追加されることで回路図に反映されます c が追加されることで反映されます( )。変換が完了すると、それらの設定は Constraint Managerで管理されます。回路図からのディレクティブのインポートに関する詳細はこちらをご覧ください。 |
| Identify pairs using the Constraint Manager | 「 Constraint Manager では、右クリックメニューの「Differential Pairs」→「Create Differential Pairs from Nets」コマンドを選択すると、ネット名とサフィックスに基づいて差動ペアを作成できます( )。Constraint Manager での差動ペアの定義について詳しくはこちらをご覧ください。 |
| Create an xNet to define the entire signal | xNet(拡張ネット)は、抵抗やコンデンサなどの受動的な直列終端部品にまたがる、連続したインテリジェントな信号経路を定義するために使用される機能です。xNet は、ドライバーからレシーバーまでの経路全体(部品を含む)を、長さの整合や制約管理のために 1 つの論理ネットとして扱います。制約マネージャーでの xNet の定義に関する詳細については、こちらをご覧ください。 |
| Create xSignals to control the net topology | 必要に応じて、ネットトポロジーをxSignalとして定義・保存し、PCBと同期させることもできます。Constraint ManagerでのxSignalの定義について詳しくはこちらをご覧ください。 |
| Transferring the Differential Pairs to the PCB | 差動ペア(およびxNetやxSignal)は、 Options for PCB Project ダイアログ内の関連設定が有効になっている場合(デフォルトではオン)、差動ペア(およびxNetやxSignal)は設計同期時にPCBに転送されます。PCBプロジェクトのオプションについて詳しくはこちらをご覧ください。 |
「制約マネージャーを使用した設計要件の定義」の詳細
詳細はこちら クラスの操作
PCB 上の差動ペアの表示と管理
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。
-
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。 -
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。 -
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。
| 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( )。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( )を使用できます。 Create From Nets ボタンをクリックして PCB パネル( )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( )。 Edit |
| Edit a differential pair class | 既存のクラスをダブルクリックすると Edit |
| 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。 |
Differential Pair Editor – Definition of Columns
| Average Length | ペアを構成する Routed Lengths ペアを構成する2つのネットの |
| Longest Signal Length | ペアを構成する2つのネットのうち、より長い方のネットの Signal Length ペアを構成する2つのネットのうち、より長い方のネット。 |
| Name | シグナルの名前。 |
| Node Count | この信号のパッドの総数。 |
| Routed Length | 配線を構成する、配置されたトラックおよびアークセグメントの長さの合計に、ビアを通過する垂直距離を加えたもの(以下の注を参照)。配線長計算機能は、パッド内の重なり合うトラックセグメントや配線の蛇行を解消しようとはしません。 |
| Signal Length | ノード間の総距離の正確な計算。配置されたオブジェクトを分析し、パッド内でのオブジェクトの積み重ねや重なり、および経路の蛇行を解消します。また、ビアの長さも含まれます。ネットが完全に配線されていない場合は、接続線のマンハッタン距離(X + Y)も含まれます。 |
| Estimated Length | これ Routed Length さらに、まだ配線されていない部分の接続線の長さが加算されます。未配線部分の Manhattan 未配線部分の長さは使用せず、代わりに点から点への直線距離を使用します。 |
| Total Pin/Package Length | その xSignal 内のすべてのパッドにおける、すべての「ピン・パッケージ長」値の合計。この値は PCB パッドのプロパティとして定義されており、回路図のピンでも指定可能です。 |
| Unrouted (Manhattan) | ルーティングされていないすべてのセクションの垂直距離と水平距離(X+Y)の合計。 |
| Min / Max | 該当する「長さ」および「マッチング長さ」の設計ルールから算出されます。定義された該当するルールがない場合、内部のデフォルト値である Min=0mil および Max=99999mil が使用されます。その経路に沿って信号が伝播するのにかかる時間。 |
| Delay | 信号がその経路に沿って伝播するのにかかる時間。 |
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 Matches 「 Custom Query ( PCB 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(
)。
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。
Using the Differential Pair Wizard to Define the Constraints
PCBエディタで差動ペア配線制約を作成する場合、手動で設定するだけでなく、 Differential Pair Rule Wizard を使用して、差動ペア配線制約および長さ整合制約の追加・設定手順を順を追って進めることができます。「 Rule Wizard ボタン(
)をクリックしてウィザードを起動してください。

この Differential Pair Rule Wizard ウィザードが、ルール定義のプロセスを順を追って案内します。
なお、作成される制約の範囲は、ウィザードを起動する前に PCB ウィザードを起動する前の選択内容によって、以下のように異なります:
制約の範囲 |
|
| Select the All Diff Pair class | もし All Differential Pairs が選択されている場合、各ルールに対する制約の範囲は All 各ルールごとに設定されます。 |
| Select one Diff Pair class | 特定の差分ペアクラスが選択された場合、スコープは InDifferentialPairClass('ClassName') 各ルールごとに設定されます。 |
| Select one Diff Pair | パネルで単一の微分ペアが選択された場合、スコープは |
| Select multiple Diff Pairs | パネルで複数の差動ペアが選択されている場合、各ペアオブジェクトごとに個別のスコープエントリが表示され、それぞれが たとえば、個別に選択されたディファレンシャルペア・オブジェクトを対象とする配線幅ルール |
Using xSignals with Differential Pairs
差動ペアの信号経路に直列コンポーネントがある場合は、xSignal を作成するとよいでしょう。 xSignal は、2 つのノード間の設計者が定義した信号経路です。これらは、同じネット内の 2 つのノードでも、異なるネット内の 2 つのノードでもかまいません。xSignal を使用すると、直列コンポーネントの両側のネットを含むように信号経路を定義することができます。 xSignal の配線長計算には、直列コンポーネントを通る経路の長さが含まれます。これは、[xSignals] モードで xSignal を選択したときに表示される細い線で示されています。 PCB xSignalsモードでxSignalを選択した際に表示される細い線で示されているように、直列コンポーネントを通る経路
これらの差動ペアは xSignal として定義されており、配線長には直列コンポーネントが含まれています。
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、 |
| 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( 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。
|
| Controlling the routing width and pair gap | 差動ペアの対話型配線中:
|
| 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、
|
| 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、 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。 |
The Quick Differential Pair Routing Tool
設計要件がそれほど厳しくない設計者向けに、以下の2つの quick routing コマンドも用意されています。クイック配線ツールは、カーソルの経路に沿って配線セクションを配置したり、シングルクリックで配線を完了したり、障害物を押しのけたり迂回したり、既存の接続を自動的に追跡したりするなど、適用可能な設計ルールに準拠しながら、直感的な方法で配線の効率と柔軟性を最大限に高めるのに役立ちます。
「 Quick Differential Pair Routing コマンド(メインメニューおよび Active Bar)は、設定や機能が少なく、よりシンプルな設計に適した軽量な配線機能を提供します。その一般的な動作やショートカットは、標準の Interactive Differential Pair Routing コマンドと同一です。
機能の概要 |
|
| Includes | 機能には以下が含まれます:
|
| Does not support | このルーターは Quick と呼ばれています。Quick Routerに含まれていない機能には、以下のものがあります:
これらの機能が必要な場合は、「インタラクティブ差動ペア配線」ツールをご利用ください。 |
PCBエディタには、シングルネットのクイック配線ツールも搭載されており、「クイック差動ペア配線」ツールと同様のオプションやコントロールが利用できます。詳細はこちらをご覧ください。
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 ( 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( 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:
|
| 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。 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 「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( 「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( 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。
「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( 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。
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。
)
)。
)。<span data-tooltip="{"block":null,"content":"
)をクリックすることで、コンストレイント・マネージャーにインポートされます。
)。変換が完了すると、それらの設定は Constraint Managerで管理されます。
)。
)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(
)。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。
)。
)をクリックします。
)を使用できます。 Create From Nets ボタンをクリックして PCB パネル(
)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。
)。 Edit
)を開きます。




)。 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。
)
)
)
)
)、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。
)。
)。
)。
)。
)の「プロパティ」の現在の設定によって異なります。
)またはインタラクティブなドラッグ操作(
)。
)。トラックセグメントをドラッグする際に
)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。
)、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。
)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。