配線長チューニング

高速設計の配線における中核的な課題のうち2つは、配線のインピーダンスを制御することと、重要なネットの長さを一致させることです。インピーダンス制御配線により、出力ピンから送出された信号が対象の入力ピンで正しく受信されることが保証されます。配線長を一致させることで、タイミングが重要な信号が対象ピンに同時に到達するようになります。配線長の調整と一致は、差動ペア配線においても不可欠です。

差動ペアの長さを一致させるために、配線にアコーディオンパターンが追加されています。
差動ペアの長さを一致させるために、配線にアコーディオンパターンが追加されています。

Interactive Length Tuning および Interactive Diff Pair Length Tuning コマンド(Route メニュー、または Active Bar 上の  ボタンから起動)では、設計内の利用可能なスペース、ルール、障害物に応じて振幅可変のチューニングパターンを挿入することで、ネットまたは差動ペアの長さを動的に最適化および制御できます。

利用可能なチューニングパターンは、Accordion、Trombone、Sawtooth の3種類です。 

利用可能なチューニングパターンは3種類あり、Interactive Length Tuning コマンドの起動後に Tab を押してパターンを選択します。利用可能なチューニングパターンは3種類あり、Interactive Length Tuning コマンドの起動後に Tab を押してパターンを選択します。

長さチューニングのプロパティは、設計ルール、ネットのプロパティ、または指定した値に基づかせることができます。これらの波形パターンのコントロールには Properties パネルからアクセスします。長さチューニング中に Tab を押すとパネルが開きます。

必要に応じて、長さチューニングパターンは配線に沿った複数の位置に追加できます。

ネット長のチューニング

長さチューニング機能の優れた点は、高度なソフトウェアアルゴリズムと直感的なユーザー操作を巧みに組み合わせていることです。長さチューニングセグメントは、配線経路に沿ってカーソルをなぞるだけで追加され、チューニングセグメントを構成する各トラックやアークの寸法と位置は、長さチューニングアルゴリズムによって自動計算されて挿入されます。キーボードショートカットにより、追加中のチューニングセグメントのスタイルやプロパティを制御できます。

インタラクティブ長さチューニングの手順は次のとおりです。

  1. ルールに基づいて長さチューニングを行う場合は、Matched Length および Length の設計ルールを設定します。
  2. Route メニュー(または Active Bar 上の  ボタン)から Interactive Length Tuning コマンドを起動します。
  3. Tab を押して Properties パネルを開き、長さチューニングパターンを選択してから、デザインスペースの一時停止ボタンオーバーレイ()をクリックして配置を再開します。
  4. 配線を選択します。ネットまたは差動ペア(あるいは任意のフリーラインやトラック)をクリックした後、その配線経路に沿ってカーソルをスライドまたはなぞるだけです。

カーソルが配線経路に沿って移動するにつれて、チューニングセグメントが自動的に追加されます。
カーソルが配線経路に沿って移動するにつれて、チューニングセグメントが自動的に追加されます。

Add Accordion オプションが有効になっている場合、インタラクティブ配線中にもアコーディオン形状の配線セクションが作成されます。これらの形状は真のアコーディオンオブジェクトではなく、配置後は単なるトラックおよび/またはアークの集合であり、個別に選択できます。このページの情報は、この古いスタイルのアコーディオン配線には適用されません。

以下のセクションでは、これらの手順についてさらに詳しく説明します。

設計ルールの設定

長さチューニング中に従う設計ルールは2つあり、Matched Length ルールと Length ルールです。どちらも PCB Rules and Constraints EditorHigh Speed カテゴリにあります。これらのルールのいずれか、または両方が設計上重要になる場合があります。想定される問題がスキュー(信号が異なる時刻に到達すること)に関係する場合は Matched Length ルールを、全体的な信号遅延に関係する場合は Length ルールを使用します。

長さチューニング中は、最小長、最大長、目標長、現在長の詳細が Net Length Gauge に反映されます。

Matched Length 設計ルール

Matched Length 設計ルールでは、対象ネット群のすべてを、指定した許容差内でセット内の最長ネットの長さに配線することを規定します(show image)。対象となるネットの集合は、ルールスコープまたはクエリによって定義されます。

長さチューニングツールは、対象ネット群の中で最長のネットを見つけ、有効範囲と目標長(Value)を次のように提示します。

  • TargetLength = Longest routed net in set
  • MinLimit = LongestNet - MatchedLength Rule Tolerance
  • MaxLimit = TargetLength
チューニングしたいネットを含むネットクラスを定義し、そのネットクラスを対象とするようにルールのスコープを設定するのが有効な場合があります。

Length 設計ルール

Matched Net Lengths ルールを補完するものとして、Length 設計ルールは、1つのネットまたはネット群に対して許容される配線長の最小値と最大値を指定します。対象ネットは、指定された MinimumMaximum の長さの範囲内でなければなりません(show image)。

長さチューニングツールは、対象ネット群の中で最長のネットを見つけ、有効範囲と目標長(Value)を次のように提示します。

  • TargetLength = Longest routed net in set
  • MinLimit = Rule Minimum
  • MaxLimit = Rule Maximum

重複するルールの適用方法

これらのルールのいずれか、または両方が設計上重要になる場合があります。想定される問題がスキュー(信号が異なる時刻に到達すること。Matched Net Lengths ルールを想定)に関係するのか、全体的な信号遅延(Length ルールを想定)に関係するのかによります。

適用可能な Length ルールと Matched Length ルールの両方が存在する場合、長さチューニングツールは両方のルールを考慮し、最も厳しい制約セットを算出します。

有効範囲と目標長(Value)は、次のように決定されます。

  • TargetLength = Longest routed net in set, or lowest MaxLimit from rules
  • MinLimit = (LongestNet - MatchedLength Rule Tolerance), or highest MinLimit from rules
  • MaxLimit = TargetLength
  • ValidRange = Highest MinLimit to Lowest MaxLimit(Length ルールと Matched Length ルールの最も厳しい組み合わせ)

たとえば、Length ルールで指定された最大長が、Matched Length ルールで特定された既存の最長配線長より短い場合は、Length ルールが優先され、その短い長さがチューニング中に使用されます。パネルには各ルールについて計算された Min LimitMax Limit が表示されるので、目標長が期待どおりであることを確認するために使用してください。

すぐ上に示した画像では、Length ルールと Matched Length ルールの両方が対象ネットに適用されています。最も厳しい値は Matched Net Length ルール(tolerance 0.5mm)から来ていることに注意してください。Max Limit の値は、対象ネット群の中で最長のネットの現在長が 46.836mm であることを示しています(これは Length ルールで許可される最大値より小さい値です)。この例では、長さ範囲における最も厳しい許容差は Matched Length ルール(0.5mm)で定義された許容差であるため、それを使用して ValidRange が計算されます。目標長は常に、より厳しい方の最大長になります。

Properties パネルには、チューニング対象のネットに適用されるすべての設計ルールが表示され、適用可能な中で最も優先度の高いルールが選択されて強調表示されます。

Target Length と同じ長さ、またはそれ以上の長さを持つネット(または差動ペア)の長さチューニングを開始しようとしてクリックすると、Target Length shorter than old Length というメッセージが表示されます。

チューニングパターンの選択

Length Tuning コマンドを起動し、設計空間内で長さチューニング対象の配線を before クリックした後、Tab を押して Properties パネルを開くと、AccordionTrombone および Sawtooth ボタンが使用可能になります。必要なパターンを選択するには適切なボタンをクリックし、その後 デザインスペースの一時停止ボタンオーバーレイ()をクリックして配置を再開します。

Interactive Length Tuning コマンドの起動後に Tab を押してパターンを選択します。
Interactive Length Tuning コマンドの起動後に Tab を押してパターンを選択します。

  • チューニングパターンは、最後に使用したパターンがデフォルトになります。
  • 長さチューニングが開始されると(つまり、設計空間内で長さチューニングのために配線をクリックすると)、チューニングパターンを別のパターンに変更することはできません。
  • この段階で、パターンのジオメトリプロパティを Properties パネルで設定できます。詳細は、以下の Tuning Pattern Geometry Properties セクションを参照してください。選択したパターンのジオメトリプロパティは、インタラクティブ長さチューニング中または完了後にも変更できます。

パターンのジオメトリプロパティ

Accordion パターンのジオメトリプロパティ

  • Max Amplitude – アコーディオンが元の配線経路からどこまで伸びられるかを示す最大高さです(たとえば既存の障害物を避けるため、これより小さくなる場合があります)。数値入力時に単位を指定するには、値に mm または mil の接尾辞を追加します。

  • Space (Mitered Lines または Mitered Arcs スタイルの場合)/ RadiusRounded スタイルの場合) – 隣接するアコーディオン折り返し経路間の距離です。

  • MiterStyleMitered Lines または Mitered Arcs の場合に、チューニングパターンの角をどの程度マイター処理するかを示す割合です。この値は、アコーディオンを配線に接続するトレースのマイター処理にも使用されます。

  • Style – アコーディオンの角のスタイルで、Mitered LinesMitered Arcs、または Rounded から選択します。

    Rounded スタイルが最もコンパクトで、Mitered Lines が最もコンパクトではありません。

Trombone パターンのジオメトリプロパティ

  • Space (Mitered Lines または Mitered Arcs スタイルの場合)/ RadiusRounded スタイルの場合) – 隣接するトロンボーン折り返し経路間の距離です。

  • MiterStyleMitered Lines または Mitered Arcs の場合に、チューニングパターンの角をどの程度マイター処理するかを示す割合です。

  • Style – トロンボーンの角のスタイルで、Mitered LinesMitered Arcs または Rounded から選択します。

    Rounded スタイルが最もコンパクトで、Mitered Lines が最もコンパクトではありません。

  • Single Side – チューニングパターンを、元の配線経路から一方向のみに張り出すように作成します。

Sawtooth パターンのジオメトリプロパティ

 
 
 
 
 

  • Min Joint – 最初の歯が作成される前に配置される、最初の同一直線上のトラックセグメントの最小長。

  • Tooth Width – 歯の上部の幅。

  • Min Height – 許容される歯の最小高さ。

  • Angle – 調整対象ネットの元の配線パスに対する、歯の前縁および後縁の傾斜。

  • Actual Height – 現在の歯の高さ。調整対象の元の配線パスの中心線から、歯の上部トラックセグメントの中心線までを測定した値。

  • Single Side – 元の配線パスから一方向のみに突出するようにチューニングパターンを作成します。

  • Fixed SizeSawtooth Height を現在の高さに固定し、そのサイズ以外の歯が作成されないようにします。

  • Step フィールドには、Properties パネルの クリックしてドラッグで移動 ボタンをクリックしたとき、またはインタラクティブ長さチューニングやインタラクティブ編集時に shortcuts を使用したときに、関連する値がどれだけ変化するかが表示されます。

  • パネル内の現在の設定は、以降のチューニングパターン配置のデフォルト設定になります。

チューニングパターンの配置

Properties パネルで必要な チューニングパターンが選択されたら、デザインスペース内の配線をクリックしてその長さチューニングを開始します。対象ネットだけを見やすくするために、デザインスペースにフィルタリングが適用されます。アコーディオンを追加したい方向に沿って、配線上でカーソルを移動します。チューニングパターンが表示され、カーソルの移動に合わせて成長し続けます。以下のアニメーションは、アコーディオンチューニングパターンを配置する例を示しています。

アコーディオンは、Interactive Length Tuning コマンドの実行時に、配線長を増やす必要がある場合に配置されます。
アコーディオンは、Interactive Length Tuning コマンドの実行時に、配線長を増やす必要がある場合に配置されます。

長さチューニング中に Tab を押すと Properties パネルが開き、選択したチューニングパターンのプロパティ(目標長およびジオメトリプロパティ)をその場で変更できます。配置を再開するには、デザインスペースの一時停止ボタンオーバーレイ()をクリックします。

途中でルートから外れてしまっても心配はいりません。カーソルを配線上に戻すと、そこまでチューニングセグメントが追加されます。

目標長の制御

目標長を指定する方法は 3 つあります。手動で定義する方法、すでに配線済みのネットに基づく方法、または設計ルールで定義する方法です。

インタラクティブ長さチューニング中、Properties パネルの Target セクションには、必要な Target Length モードを選択するためのオプションが含まれます。パネルの下部セクションには、チューニングパターンの形状と寸法を定義するオプションがあり、ショートカットを使用してインタラクティブに制御することもできます。

  • Manual – Value フィールドに長さを入力します。Recently Used Lengths は、再度使用したい場合に備えて保持されます。
  • From Net (ネットをチューニングする場合)/ From Diff. Pairs (差動ペアをチューニングする場合) – デザイン内のネット/差動ペアのリストから、ネットまたは差動ペアを選択します。
  • From Rules – 適用可能な Length および Matched Length 設計ルール。ソフトウェアはこれらのルールのうち、最も厳しい組み合わせに従います。パネル内のリストでルールをダブルクリックすると、そのプロパティを詳細に確認できます。ネットのチューニング時に Length および Matched Length 設計ルールがどのように適用されるかの詳細については、Configuring the Design Rules セクションを参照してください。

    適用中のルールは青色で強調表示されます。チューニング中にそのルールのエントリをクリックすることで適用ルールを変更できます。クリックしたルールが青色で強調表示されるルールとなり、それに応じて目標長(および説明テキスト)も変化します。

    適用可能な Matched Length 設計ルールで、対象 xSignal クラスの Source Target として xSignal が選択されている場合、このルールに対して Properties パネルでは 2 つのモードが利用可能になります。1 つはクラス内で最長の xSignal に基づいてルールを適用するモード、もう 1 つは選択された xSignal をソースターゲットとしてルールを適用するモードです(この xSignal の名前はルール名の後ろの括弧内に表示されます)。
手動で定義した目標長、または選択したネットを通じて定義した目標長については、Length および/または Matched Net Length ルールが存在する場合、それらが有効な長さ範囲を提供するために使用される点に注意してください。この範囲は、手動/ネット定義の長さよりも厳しい場合があります。

Value / Target Length フィールドには、配置中のチューニングパターンを追加することで Interactive Length Tuning または Differential Pair Length Tuning コマンドが達成しようとしている全体長が表示されます。Clip to Target オプションが有効な場合、目標長(Manual または From Net / From Diff. Pairs モードでチューニングしている場合)または目標長をわずかに下回るが定義された許容差内の長さ(From Rules モードでチューニングしている場合)に達すると、チューニングパターン長は自動的に切り詰められます。これにより、チューニングセグメントを追加しすぎて目標長を超え、許容最大長を上回ってしまうことを防げます。

 

長さチューニング中に Tab を押すと Properties パネルが開き、そこで目標長モードを選択できます。

PCB パネルの使用

PCB パネルが Nets mode に設定されている場合、配線済み信号の現在の長さが表示されます。パネルのデフォルトモードでは、Name、Node Count、Routed length、Unrouted (Manhattan) length が表示されます。パネルの列見出し領域で右クリックするとメニューが表示され、追加の列を選択したり、既存の列を非表示にしたりできます。

Length 設計ルールが設定されている場合、そのルールの対象となる各ネットの配線状態も色分けされ、route length < rule minimum の場合は黄色で強調表示、net passes the rule の場合はクリア、route length > rule maximum の場合は赤で表示されます。

3 つのネットが Length 設計ルールに違反しており、2 つは短すぎ、1 つは長すぎます。
3 つのネットが Length 設計ルールに違反しており、2 つは短すぎ、1 つは長すぎます。

Net Length Gauge の使用

Length ルールおよび/または Matched Length ルールが定義されている場合、Length Tuning Gauge を表示することで、インタラクティブ配線中およびインタラクティブ長さチューニング中の両方で長さを監視できます。配線またはチューニング中に Shift+G ショートカットを使用して、Gauge の表示/非表示を切り替えます。

Gauge には現在の Routed Length が数値で表示され、赤/緑のスライダーには Estimated Length が表示されます。既存の配線を長さチューニングしている場合、Estimated Length は配置済みのすべてのトラックとアークの合計(実際の物理長)です。ネットをインタラクティブに配線しているときに Length Gauge を使用している場合、Estimated Length は配置済み配線の合計 plus 目標パッドまでの残り距離(接続線の長さ)になります。

インタラクティブ配線中、Routed Length がまだルールの最小値に達していないのに、Gauge スライダーが最小値と最大値の間のどこかにあるように見えて混乱するかもしれません。下の画像がその例です。これは、インタラクティブ配線中、スライダーが Estimated Length を表しているためです。ここで:

Estimated Length = Routed Length + distance to target (length of connection line)

Interactive Routing 中に Length 設計ルールが順守されている状態で表示される Gauge です。現在の Routed length は数値で表示され、スライダーは現在の Estimated Length を示します。Interactive Routing 中に Length 設計ルールが順守されている状態で表示される Gauge です。現在の Routed length は数値で表示され、スライダーは現在の Estimated Length を示します。

Gauge の動作は次のとおりです:

  • Gauge の外形を定義する長方形のボックス。
  • 許容される最小長と最大長を示す 2 本の黄色の縦バー。最小値と最大値は、前述のとおり、設計ルールで定義された最も厳しい制約セットから決定されます。
  • 目標長を表す緑色の縦バー。これは、手動入力した値、既存の選択ネットから使用した長さ、または設計ルールから算出された有効長範囲の中点のいずれかになります。
  • ネットの現在の配線長(長さチューニング中)または推定長(インタラクティブルーティング中)を示す赤または緑のスライダーです。現在の長さが許容範囲外から、許可された最小長と最大長の範囲内に入ると、スライダーは赤から緑に変わります。
  • 現在の配線長(配置済みのトラックおよびアークの長さ)は、Gaugeスライダー上に数値として重ねて表示されます(画像例では62.781mm)。
  • ゲージの長方形の外枠は、取り得る長さの全範囲を示します。その上限値と下限値の意味は、選択したターゲット長モードによって異なります。
    • モードがManualまたはFrom Netで、適用可能なLengthルールがない場合、スライダーボックスの下限は現在のネット長になり、上限は指定したMax Lengthになります。
    • モードがManualまたはFrom Netで、適用可能なLengthルールがある場合、スライダーボックスの下限はルールまたは現在の配線長のいずれか小さい方から取得され、上限はユーザー定義となります。
    • モードがFrom Ruleで、適用可能なLengthルール、適用可能なMatched Lengthルール、またはその両方の組み合わせがある場合、スライダーボックスの下限はルールまたは現在の配線長のいずれか小さい方によって決まり、上限はルールのMaxLimitによって決まります。

上図に示す PCB パネル内の各列の定義:

  • Routed Length = 配置済みトラックセグメント長の合計。
  • Estimated Length = 現在の配線長 + 現在位置からターゲットパッドまでの距離(残り接続線の長さ)。
  • Signal Length = 現在の配線長 + 現在位置からターゲットパッドまでのマンハッタン距離(X + Y)。

Length Gaugeの例

Gauge設定は、適用されるルールで定義された制約から計算されます。
Gauge設定は、適用されるルールで定義された制約から計算されます。

  • Gauge最小値(ゲージ左端)は45(最小 MinLimit
  • Gauge最大値(ゲージ右端)は48(最大 MaxLimit
  • 左側の黄色バー(最大 MinLimit)は46.58
  • 右側の黄色バー(最小 MaxLimit)は47.58(上の画像では緑のバーに隠れています)
  • 緑のバー(TargetLength)は47.58(セット内で最長のネットの配線長で、MaxLimit に等しい)
  • 緑のスライダーとその上に重ねて表示される数値(現在の配線長)は47.197です。

配置したチューニングパターンに満足できない場合は Undo を使用するか、パターンを1回クリックして選択し、Delete を押します。削除されたパターンは1本のトラックセグメントに置き換えられるため、既存セグメント間に追加された場合、複数の同一直線上のトラックセグメントが生じることがあります。これらの同一直線上セグメントを1本のセグメントにまとめるには、いずれかのセグメント上で1秒ほどクリックしたままにします。これによりそのネットでネットアナライザーが実行され、ネット上のあらゆる同一直線上セグメントが1本のセグメントに統合されます。

アコーディオン型チューニングセグメントの使用に欠点はありますか。隣接するアコーディオン区間が長い距離にわたって近接しすぎると、クロストーク結合によって信号が歪む可能性があります。詳細については、業界の専門家であるDr. Howard JohnsonによるSerpentine(アコーディオン)遅延に関する興味深い記事 http://www.signalintegrity.com/Pubs/edn/serpentine.htm を参照してください。

長さチューニング中のパターン形状プロパティの制御

インタラクティブ長さチューニング中は、pattern geometry propertiesProperties パネルから、またはショートカットを使ってその場で変更できます。長さチューニング中に使用できるショートカットは次のとおりです。

ショートカット 機能
Tab Properties パネルを開く(すべてのパターン)
Spacebar 3種類のチューニングコーナースタイルを切り替える(Accordion & Tromboneパターン)
 (カンマ) Max Amplitude(Accordionパターン)または Actual Height(Sawtoothパターン)を、対応する Step フィールドで指定された量だけ減少
 (ピリオド) Max Amplitude(Accordionパターン)または Actual Height(Sawtoothパターン)を、対応する Step フィールドで指定された量だけ増加
3 Space を、対応する Step フィールドで指定された量だけ減少(Accordion & Tromboneパターン)
4 Space を、対応する Step フィールドで指定された量だけ増加(Accordion & Tromboneパターン)
1 コーナー Miter を、対応する Step フィールドで指定された%だけ減少(Accordion & Tromboneパターン)
2 コーナー Miter を、対応する Step フィールドで指定された%だけ増加(Accordion & Tromboneパターン)
S Single Sideオプションのオン/オフを切り替え(Sawtooth & Tromboneパターン)
Shift Shift を押し続けると、パターン配置からパターンスライドに切り替え。離すと配置を継続(Sawtooth & Tromboneパターン)
Shift+G Length Tuning Gaugeのオン/オフを切り替え

ショートカットを覚えるのが大変でも心配はいりません。実際に覚える必要があるショートカットは1つ、Shift+F1 だけです。これはショートカットのためのショートカットで、任意のインタラクティブコマンド中に使うと、そのコマンドで使えるショートカット一覧が表示されます。

配置中にショートカットキーを使って、チューニングパターンの形状と振幅を制御します。

チューニングパターンが時々消えるのはなぜですか?

チューニングエンジンは、現在の形状設定に従ってチューニングパターンを生成します。これらの設定の組み合わせと現在のトラック幅によっては、チューニングエンジンがパターン形状を作成できない場合があります。長さチューニングを行おうとしてもパターンが表示されない場合は、次の手順を試してください。

  1. 作業中は Properties パネルを表示して、各種設定を確認できるようにします。インタラクティブ長さチューニング中は、自動的に適切なモードが表示されます。
  2. Accordionおよび Tromboneパターンでは、Spacebar を押してモードを切り替え、Mitered Lines モードのままにします。
  3. Accordionおよび Tromboneパターンでは、1 ショートカットを複数回押して、Miterをゼロまで減らします。
  4. Accordionおよび Sawtoothパターンでは、最初にルートをクリックして長さチューニングを開始すると、選択矩形が表示されます。これが非常に大きい場合(隣接ルートを大きく超えて広がる場合)は、  キーを複数回押して振幅/高さを下げます。このキーを押すたびに、現在の Step 設定分だけ振幅/高さが減少します。Step 設定の妥当な値は、Max AmplitudeActual Height 設定のおよそ1/10です。Step 設定が大きすぎる場合は、キーボードで Tab を押して長さチューニングを一時停止し、適切な Step 値を入力してから、 ボタンをクリックして長さチューニングを再開します。
  5. Accordionおよび Sawtoothパターンで、チューニング開始時に白い外枠矩形が小さすぎる場合は、  キーを押して振幅/高さを増やします。

これらの手順に従えば、長さチューニング中に矩形状のチューニングセグメントが表示されるはずです。アコーディオンパターンを扱う際は、次の点も覚えておいてください。

  • チューニングエンジンが最も作成しやすいStyleは、Mitered Lineアコーディオンです。
  • Mitered Arcsスタイルを使用する場合、現在のMiter量はAmplitudeおよびSpace設定にも影響します。このStyleを使用している場合は、適切なAmplitude値とSpace値が見つかるまでは小さめのMiter量を使い、その後必要な量までMiterを増やすと役立ちます。
  • 最も作成が難しい形状はRoundedチューニングアコーディオンです。これは、チューニングエンジンが半円形の端部を作成できるかどうかが、現在のAmplitude設定とSpace設定に強く依存するためです。通常、Amplitude > Radius + Route Width の場合にパターンを作成できます。
完成済みパターンのプロパティを調整することもできます。1回クリックして選択し、Properties パネルで形状プロパティを調整します。あるいは、選択した状態でパターン上をクリックしたままにし、ショートカットを使って形状プロパティを変更します。サイズを変更するには、クリックして選択してから、選択矩形またはスリーブのハンドルをドラッグします。詳細は 配置済みチューニングパターンの操作 セクションを参照してください。

配置済みチューニングパターンの操作

配置済みチューニングパターンを変更するには、1回クリックして選択し、編集ハンドルを表示します。辺または頂点をクリックしてドラッグすると、パターンの外接領域のサイズを変更できます。パターンセクションは、更新後の外接領域の形状に合わせて自動的にリサイズされます。

Properties パネルも使用できます(チューニングパターンを選択すると、関連モードが表示されます)。 コントロールを使用して、選択したパターンのプロパティを変更します。

ショートカット もインタラクティブ編集中に使用できます。選択したチューニングパターン上でクリックしたままにして使用します。

配置済みAccordionパターンの再形成

以下の動画では、Accordionパターンのサイズ変更方法を示しています。


アコーディオンの外接ボックスをリサイズしてAmplitudeまたは長さを変更し、クリックしたままにして移動し、PropertiesパネルでStyleを編集します。

配置済み Accordion パターンの回転

複数のネットの長さを調整していると、追加のチューニングパターンを収めるのが難しくなることがあります。Accordion パターンを使用している場合は回転できるため、障害物の間に収めたり、追加のパターンを入れたりしやすくなります。以下の動画では、配置済み accordion パターンを回転する方法を示しています。

選択した accordion を回転するには、Ctrl を押したまま次の操作を行います。

  • accordion の選択ボックスのいずれかの端をクリックしてドラッグすると、反対側の端を支点として回転します。
  • accordion の選択ボックスのいずれかの側面をクリックしてドラッグすると、accordion の中心を支点として回転します。
  • 回転中に R キーを押すと、45 度刻みのスナップ回転のオン/オフを切り替えます。

accordion パターンは sleeve の概念をサポートしていないため、コーナー周りへの配置やスライド移動はサポートされません。

配置済み Trombone パターンおよび Sawtooth パターンの操作

Trombone パターンおよび Sawtooth パターンでは、パターンが構築される多角形領域は、sleeve と考えることができるエンベロープ内にあります。クリックして配置済みパターンを選択すると、sleeve が表示されます。

trombone パターンおよび sawtooth パターンは sleeve 形状内に構築され、この sleeve はさまざまな形状変更動作をサポートします。trombone パターンおよび sawtooth パターンは sleeve 形状内に構築され、この sleeve はさまざまな形状変更動作をサポートします。

sleeve 上のどこをクリックして保持するかによって、さまざまな移動およびサイズ変更動作を利用できます。クリックしてドラッグできるゾーンは 3 つあり、上の画像に示されています。

  • Click and DragZone 1 または 2 上で操作すると、パターンを長くしたり幅を広げたりできます。パターンのサイズ変更のためにハンドルをクリックする必要はなく、sleeve の辺上の任意の場所を使用できます。

  • Click and DragZone 3 上で操作すると、元の配線経路に沿って、またはそれに直交する方向へパターンを自由に移動できます。

  • 選択したパターンのプロパティは Properties パネルで編集します。

Shift および Ctrl のショートカットはクリック&ドラッグ操作中に使用でき、次のように動作を変更します。

  • Shift + Click and DragZone 1 または 3 上で操作すると、元の配線経路に沿ってパターンをスライドし、配線経路に対するパターンの横方向の分布を維持します。

  • Ctrl + Click and DragZone 2 または 3 上で操作すると、元の配線経路に対して垂直方向にパターンを移動します。

  • Shift および Ctrl のショートカットは修飾キーであり、クリック&ドラッグ操作中に適用/解除できます。たとえば、パターンを長くしている途中で Shift を押すとスライドモードに切り替わり、離すと長さ変更に戻ります。
  • 選択したパターンを再センタリングするには、Single Side オプションを有効にしてから無効にします。すると、パターンはデフォルトで中央位置に戻ります。

配置済みチューニングパターンのレイヤ変更

デザインスペースで選択した配置済みチューニングパターンの Properties パネルには、Properties 領域内に Layer ドロップダウンが含まれています。このドロップダウンを使用すると、チューニングパターンが配置されている信号レイヤをすばやく変更できます。

チューニングパターン、トラック、アークなど複数の配線オブジェクトを選択して、1 回の操作で信号レイヤを変更することもできます。詳細は Strategies for Selecting the Routing を参照してください。

差動ペアの長さチューニング

差動ペアの長さは、 Interactive Differential Pair Length Tuning コマンド(Route メニュー)を使用して、他の差動ペアの長さに合わせて調整することもできます。差動ペア配線と同様に、このコマンドはペア内の 2 つのネットを同時に処理します。

差動ペアのチューニングには、対象の差動ペアにスコープされた Length または Matched Length デザインルールが必要です。これは、Differential Pair クエリキーワードのいずれか(InAnyDifferentialPairInDifferentialPairInDifferentialPairClassIsDifferentialPair)を使用して実現します。

差動ペアの長さチューニングを行う予定がある場合は、差動ペアのセットを対象とする次のルールを作成します。

  • Matched Length ルールは、between pairs の長さ整合要件を定義します。あるペアの長さを別のペアの長さと比較するようルールを設定するには、Group Matched Lengths オプションを有効にします。

  • 2 つ目の、より優先度の高い Matched Length ルールでは、within-pair の長さ整合要件を定義します。あるペアメンバーの長さを、同じペア内のもう一方のペアメンバーと比較するようルールを設定するには、Within Differential Pair Length オプションを有効にします。

差動ペアの長さを調整するための良いアプローチは次のとおりです。

  1. ペアを配線します。

  2. まず、Interactive Differential Pair Length Tuning コマンドを使用して、ペア between の長さを調整します。長さチューニングでは、最長ペア内の最長信号長を Target Length として使用し、ペア内の最長ネットをこの長さに調整します。

  3. 次に、Interactive Length Tuning コマンドを使用して、各ペア内の短い方のネット within を、同じペア内のもう一方のネットに合わせて長さ調整します。

  4. これで、PCB Rules and Violations パネルを使用して within-pair Matched Net Length ルールを確認できます。これを行うには、パネルの Rule Classes セクションで Matched Net Lengths を選択し、必要な Matched Length ルールを右クリックして、コンテキストメニューから Run DRC Rule <RuleName> コマンドを選択します。必要に応じて単一ネットのチューニング accordion を調整します。

  5. 次に、先ほど説明した手順を使用して、PCB Rules and Violations パネルで between-pair Matched Net Length ルールを確認します。必要に応じて差動ペアのチューニング accordion を調整します。

  • 重要なネットに直列部品が含まれる場合は、ネットではなく xSignals を定義し、それを長さチューニングに使用するデザインルールのスコープに利用できます。詳細は Defining High Speed Signal Paths with xSignals ページを参照してください。

  • また、自動差動ペア長さチューニングの一部として、差動ペアの両側間の位相整合を有効にすることもできます。詳細は Automatic Differential Pair Phase Matching セクションを参照してください。

複数ネットの自動チューニング

この機能は、Advanced Settings dialogPCB.TraceTuning.AutoTuning オプションを有効にすると利用できます。

PCB エディタでは、自動長さ/遅延チューニング(またはマルチチューニング)機能も利用できます。この機能は、単一トレースと差動ペアの両方をサポートします。通常のトレースおよび奇数角度(差動ペアを除く)にも対応しています。

この機能の使用手順は次のとおりです。

  1. 必要に応じて、ネットおよび/または xSignals に対して Length および Matched Length(Group Matched Length オプションを有効化)デザインルールのセットを設定します。詳細は デザインルールの設定 セクションを参照してください。

  2. チューニングする複数ネットのトレースを選択します。選択した配線部分がチューニングされ、選択されていない配線は変更されません。

  3. メインメニューから Route » Automatic Length Tuning コマンドを選択します(ショートカット: Ctrl+Alt+T)。

  4. 開いた Auto Tuning Process ダイアログで Min/Max/Group Matching モードを選択した場合、必要に応じてアコーディオンベースのパターンとその属性を設定します。詳細は Accordion Pattern Geometry Properties セクションを参照してください。

    Min/Max/Group Matching モード時の Auto Tuning Process ダイアログ
    Min/Max/Group Matching モード時の Auto Tuning Process ダイアログ

  5. ダイアログで OK をクリックすると、チューニングパターンが作成されます。

差動ペア位相の自動マッチング

自動差動ペア長さチューニングの一環として、差動ペアの各ライン間で位相マッチングを有効にできます。

この機能は Open Beta 段階にあり、PCB.TraceTuning.PhaseTuning オプションを Advanced Settings dialog で有効にすると利用できます。

この機能の使用手順は次のとおりです。

  1. 必要に応じて、差動ペアに対して Matched Length デザインルールのセット(Within Differential Pair Length オプションを有効化)を設定します。

  2. チューニングする差動ペアの両側のトレースを選択します。

  3. メインメニューから Route » Automatic Length Tuning コマンドを選択します(ショートカット: Ctrl+Alt+T)。

  4. 開いた Auto Tuning Process ダイアログで Within Pair Matching モードを選択した場合、必要に応じてノコギリ波ベースのパターンとその属性を設定します。詳細は Sawtooth Pattern Geometry Properties セクションを参照してください。

     
     
     
     
     

    Within Pair Matching モード時の Auto Tuning Process ダイアログ
    Within Pair Matching モード時の Auto Tuning Process ダイアログ

  5. ダイアログで OK をクリックすると、チューニングパターンが作成されます。

動的位相マッチングでは、配線済み差動ペアの両端にあるパッドの電気的タイプが考慮されるため、ソース/ロードが指定されている場合、差動ペアに沿って適切な方向にチューニングが適用されます。

チューニングパターンをプリミティブに変換する

長さチューニングパターンはユニオンであるため、グループオブジェクトです。つまり、プリミティブなトラックおよび/またはアークセグメントで構成され、振幅、ギャップ、コーナー半径(またはマイター)を完全に制御できます。コンポーネント、寸法、ポリゴンなどの他のグループオブジェクトと同様に、長さチューニングパターンは exploded できます。つまり、構成要素である独立したプリミティブに変換でき、その後は個別に変更できます。これを行うには Explode Length Tuning to Free Primitives コマンドを使用します。このコマンドは、メインの Tools » Convert サブメニューまたは右クリックの Unions サブメニューから利用できます。

PCB エディタで任意のオブジェクトを分解する操作は一方向のプロセスであり、一度分解したオブジェクトを元のオブジェクト種別に戻すことはできません。これを行うには Undo コマンドのみ使用できます。

ネット長の均等化

PCB エディタのメインメニューにある Tools » Equalize Net Lengths コマンドを使用すると、定義済みの Matched Net Lengths デザインルールで識別されたネットの長さを一致させることができます。コマンドを起動すると、Equalize Nets ダイアログが開きます。

このダイアログでは、対象ネットの長さを均等化するためにソフトウェアが追加するアコーディオンセグメントのスタイルとサイズを定義します。OK をクリックすると、設計ルールの対象セット内で最長ネットより短いすべてのネットにトラックセグメントが追加されます。このコマンドは、関連する Matched Net Lengths ルールで指定された許容条件が満たされるまで、これらの短いネットにトラックを追加しようとします。

定義済み(かつ有効化済み)の Matched Net Lengths ルールすべてに対してのみデザインルールチェックが実行され、Design Rule Verification Report(Design Rule Check - <PCBDocumentName>.html)がアクティブドキュメントとして開かれます。レポートには、これらのルール違反が一覧表示されます。該当セット内の各ネットが許容範囲からどの程度外れているかについては、Messages パネル内の関連メッセージを参照してください。以下にその例を示します。

Matched Net Lengths: Between Net LCD_RW And Net LCD_RS  Length:85.061mm, outside tolerance by 7.564mm

この場合、該当する Matched Net Lengths ルールの対象セット内で最長のネットは LCD_RS です。ネット LCD_RW の配線長は 85.061mm で、ルールで定義された許容範囲を 7.564mm 超過しています。

  • このコマンドは差動ペア配線を上書きし、チューニング済み長さを変更する可能性があります。差動ペアまたは長さチューニング済みネットでは、これらの配線をこのコマンドの対象外としてロックすると有効な場合があります。
  • 長さを均等化したいネット群をメンバーとするネットクラスを作成すると、作業しやすくなる場合があります。その後、このネットクラスを対象とする Matched Net Lengths デザインルールを設定できます。
  • デザインルールで 0 の許容差を設定すると、このコマンドはルールの適用対象となるすべてのネットを同じ長さにしようとします。
  • このコマンドの成功は、追加トラック用に利用可能なスペース、追加するトラックセグメントのスタイル、および達成すべき許容差に依存します。
  • レポートは、Options for Project ダイアログの Options タブにある Output Path フィールドで定義された場所に作成されます。これは、Projects パネルで親プロジェクトの下にある Generated\Documents サブフォルダに追加されます。

関連項目

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