フラットデザインのPCBレイアウトの複製

概略

Altium DesignerのPCBレイアウト複製ツールを使って、フラットなPCB設計内の繰り返し回路に部品配置やレイアウトをすばやく再利用する方法をご紹介します。この記事では、ツールを利用できる条件、複製元ブロックと複製先ブロックの検出方法、複製できる内容、自動配置または対話型配置による複製の適用方法を解説します。また、安心してツールを活用できるよう、ブロックの照合に必要な重要な条件、複製先ブロックの扱い、表示される可能性のある主な警告についても説明します。繰り返しの多いPCBレイアウト作業を、より細かく制御しながら、手作業を減らして効率化する方法をぜひご覧ください。

- フラットなPCB設計で複製元ブロックを選択し、一致する複製先ブロックを検出して、レイアウトの複製を実行する方法を理解できます。
- 部品配置、配線済みネット、未配線オブジェクト、デジグネータとコメントの書式など、複製できる項目を確認できます。
- 既存の配線の有無に応じた複製先ブロックの扱い、手動での部品マッピング、対話型配置と自動配置の違いを含め、Altium Designerでの処理方法を学べます。
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PCB Layout Replicationツールを使用すると、フラットなPCB設計で繰り返し使用される回路ブロックのレイアウトを複製できます。このツールは、手軽な再利用機能として、ある部品グループの配置を、同じ接続を持つ同一部品の未配置グループにすばやく複製したい場合に最適です。

この機能は、Advanced SettingsダイアログでPCB.LayoutReplicationオプションを有効にすると使用できます。

PCBドキュメントでは、複製元となる設計の一部分(ソースブロック)を選択し、そのレイアウトを、一致すると検出された設計の各部分(ターゲットブロック)に適用できます。複製を適用するターゲットブロックを自由に選択でき、部品配置以外に複製する内容(配線オブジェクトなど)も指定できます。

Javascript ID: PCBLayoutReplication_Example

PCB Layout Replicationツールの適用例。必要な配置と配線が完了したソースブロックと、ターゲットブロック候補の部品を示しています。

PCB Layout Replicationツールを適用した後のブロック。

マルチチャネル設計では、Copy Room Formatsツールを使用して、1つのチャネルの配置と配線を他のすべてのチャネルに展開できます。詳しくはこちらをご覧ください。

このツールを使用してブロックを複製する手順は次のとおりです。

  1. PCBドキュメントで、複製するオブジェクトのソースブロックを選択します。部品に加え、必要に応じてトラック、アーク、パッド、ビア、ポリゴン、リージョン、フィルなどのオブジェクトも選択できます。PCB Layout ReplicationツールがPCB上のターゲットブロックを検出するには、ターゲットブロックが、選択したソースブロックと同じ部品(同じライブラリから配置されたもの)および接続を持つ必要があります。選択に含まれていないオブジェクトは、ターゲットブロックに複製されないことに注意してください。

    マルチチャネル設計で繰り返し使用される部品は、回路図上のリファレンスデジグネータでも照合されます。たとえば、物理デジグネータがC5-1の部品は、C5-2、C5-3など、回路図上で同じリファレンスデジグネータC5を持つ部品とのみ一致します。

    場合によっては、Cross Selecting機能を有効にして、回路図上で対応する部品とネットを選択することで、PCB上の部品と配線をより簡単に選択できます。
  2. メインメニューからTools » PCB Layout Replicationコマンドを選択します(または、選択したオブジェクトを右クリックし、コンテキストメニューからPCB Layout Replicationコマンドを選択します)。ターゲットブロックが1つ以上検出されると、PCB Layout Replicationダイアログが開きます。

    • 選択したオブジェクトに部品が含まれていない場合、または何も選択されていない場合、PCB Layout Replicationコマンドは無効(グレー表示)になります。

    • 現在の選択でターゲットブロックが検出されない場合は、警告ダイアログが開きます。画像を表示。設計と選択内容が、部品およびその接続に関する要件を満たしていることを確認してください。

    • Layout Replicationツールの実行時に、選択したソースブロックでピン接続の欠落が検出されると、警告ダイアログで通知されます。画像を表示。ダイアログ内のリンクをクリックすると、問題のあるオブジェクトにクロスプローブできます。

  3. ソースブロックの部品はPCB Layout Replicationダイアログの左側にあるSource Block領域に表示され、検出されたターゲットブロックは右側のTarget Blocks領域に表示されます。ターゲットブロックの項目を展開/折りたたむと、そのブロックの部品リストを表示/非表示にできます。ターゲットブロックの項目の横にあるチェックボックスを使用して、複製を適用するターゲットブロックを選択します。

    • ターゲットブロックに配線が検出されない場合、そのブロックはダイアログのTarget Blocks領域にあるNO ROUTINGカテゴリに表示されます。このようなターゲットブロックは、デフォルトで複製対象に含まれます(チェックボックスがオンになっています)。
    • ターゲットブロックに既存の配線が検出された場合、そのブロックはダイアログのTarget Blocks領域にあるROUTING DETECTEDカテゴリに表示されます。デフォルトでは、このようなターゲットブロックは複製対象に含まれません(チェックボックスがオフになっています)。このようなターゲットブロックを複製対象に含める場合、部品間の既存の配線は削除されることに注意してください。また、ダイアログでCopy routed netsオプションが有効になっている場合は、ソースブロックの配線が配置されます。ターゲットブロック内の未配線オブジェクトは、そのまま残ります。

    NO ROUTINGおよびROUTING DETECTEDカテゴリの左側にあるチェックボックスを使用して、該当するカテゴリ内のすべてのターゲットブロックを選択/選択解除できます。Expand All / Collapse Allコントロールを使用すると、該当するカテゴリ内のすべてのターゲットブロック項目を展開/折りたたむことができます。

    PCB Layout Replicationツールによって、類似した接続を持つ部品が複数検出された場合、ターゲットブロック内の部品を手動で対応付けることができます。この場合、PCB Layout Replicationダイアログの該当するターゲットブロックには、折りたたまれた状態でアイコンが表示されます。また、展開した状態では、置き換え候補がある各部品にアイコンが表示されます。置き換え候補が検出された部品のDesignatorフィールドにあるドロップダウンを使用して、必要な部品を選択します。

    Javascript ID: Dlg_PCBLayoutReplication_Alternate_AD24_2
  4. Options領域のチェックボックスを使用して、複製する内容を設定します。
    • Copy routed nets – このオプションを有効にすると、ソースブロック内の部品を接続する銅箔オブジェクト(トラック、アーク、パッド、ビア、フィル、リージョン、ポリゴン)が複製されます。
    • Copy Designator & Comment formatting – このオプションを有効にすると、ソースブロック内の部品のデジグネータ文字列とコメント文字列の書式が、ターゲットブロック内の部品にも適用されます。
    • Copy unrouted objects – このオプションを有効にすると、コンポーネント間の配線以外のオブジェクト、つまりソースブロックのコンポーネント同士を接続していない銅箔オブジェクト (トラック、アーク、パッド、ビア、フィル、リージョン) を複製します。これには、ソースブロック内のコンポーネントの1つのパッドにのみ接続されている配線オブジェクト、またはソースブロック内のどのコンポーネントのパッドにも接続されていない配線オブジェクトが含まれます。

    • Use interactive placement – このオプションの設定によって、ダイアログで Replicate ボタンをクリックした後のターゲットブロックの配置方法が決まります。
      • このオプションが無効の場合(デフォルト)、各ターゲットブロックは、ブロック内のメイン コンポーネントを基準に配置されます。デフォルトでは、ブロック内でピン数が最も多いコンポーネントがメインコンポーネントになります。 最大ピン数が同じコンポーネントが複数ある場合は、面積が最も大きいコンポーネントが選択されます。メインコンポーネントは、Source Block リスト内で  アイコンによって識別されます。 別のコンポーネントのセルをクリックすると、そのコンポーネントをメインコンポーネントとして選択できます。

      • このオプションが有効の場合、選択した各ターゲットブロックをデザインスペース内で手動で配置します。

    Preview 領域は、オプションの有効/無効を切り替えると、ターゲットブロックの状態を反映して動的に更新されます。

  5. 複製先のターゲットブロックを選択し(少なくとも1つのターゲットブロックを選択する必要があります)、オプションを設定したら、PCB Layout Replication ダイアログの右下にある Replicate ボタンをクリックします。
  6. PCB Layout Replication ダイアログで Use interactive placement オプションが有効になっているかどうかに応じて、インタラクティブ配置モードで各ターゲットブロックを順番に配置するか、ターゲットブロックが自動的に配置されます。ターゲットブロックをインタラクティブに配置する際は、以下のショートカットを使用して配置を操作できます。
    • Spacebar / Shift+Spacebar – ターゲットブロックを反時計回り/時計回りに回転します。
    • L – ターゲットブロックを基板の反対面に反転します。
    • Click – カーソルに追従しているターゲットブロックを現在の位置に配置します。次のターゲットブロックがカーソルに追従するようになります。最後のターゲットブロックを配置した場合は、インタラクティブ配置が終了します。
    • Right-click または Esc – 現在カーソルに追従しているターゲットブロックの配置をキャンセルします。  
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