グリッドと単位

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概要

PCBエディタはグリッドベースの設計環境であり、オブジェクトは現在のグリッド上に配置されます。このグリッドは Snap Grid（または単に Grid）と呼ばれます。オブジェクト配置中、カーソルは自動的にこのグリッドにスナップし、配置中のオブジェクトの基準点が最も近いスナップグリッド位置に置かれます。電子製品開発の初期には、部品ピンの間隔は常に0.1インチの倍数で、部品配置とパッド間の配線の両方に適したグリッドを容易に選べました。現在の部品は、非常に細かいピンをインチ系またはメートル系のグリッド上に持つことがあり、さらに製品の小型パッケージ化への要求が増え続けているため、配線幅やクリアランスは数mil程度まで小さくなっています。これらの要件により、すべてのピン配置と配線を単一のスナップグリッドで行うことは不可能です。代わりに、設計ツールはグリッド外の部品ピンへ出入りする配線を可能にする必要があります。つまり、本質的にはグリッドレスで配線できる必要があります。

詳細

これらの課題は、設計ソフトウェアのアプローチを変更することで解決されます。すべてのオブジェクトを固定スナップグリッド上に保つという単純な考え方ではなく、PCBエディタは次の機能セットによって提供される、より高度なソリューションを備えています。

• Snap Grid - ワークスペース内でのオブジェクトの基本的な配置を制御します。
• Real-time Design Rules engine - 適用されるデザインルールに違反してオブジェクトが配置されることを警告、または防止します。ルールの詳細は Design Rules ページを参照してください。
• Hotspot Snap - 現在のホットスポットスナップ範囲内にある既存の電気的ホットスポットへカーソルを引き寄せ、適用されるデザインルールに従いつつスナップグリッドを上書きします。

スナップグリッドの設定

PCBエディタでは、すべてのオブジェクトは現在のスナップグリッド上に配置されます。現在のスナップグリッド値は、ステータスバー（上のアニメーションに表示）に、現在のカーソル位置の隣に常に表示されます。 

スナップグリッド、原点、および現在のワークスペース単位は、リボンの Home タブから設定します。

スナップグリッドを設定するには:

• リボンの Home | Grids and Units | Snap Grid ドロップダウンをクリックし、新しいグリッド値を選択します。異なる単位の使用については下記の注記を参照してください。 
• Home | Grids and Units | ボタンをクリックして Cartesian Grid Editor ダイアログを開き、ドロップダウンから新しいグリッド値を選択するか、Step X フィールドに入力します。詳細は Cartesian Grid Editor ページを参照してください。異なる単位の使用については下記の注記を参照してください。

• Ctrl+G - 現在コマンドを実行中であっても Cartesian Grid Editor ダイアログを開きます。詳細は Cartesian Grid Editor ページを参照してください。異なる単位の使用については下記の注記を参照してください。
• Ctrl+Shift+G - Snap Grid ダイアログを開きます。必要な値を入力します。グリッドを定義するために単位も含めてください。
• 右クリックして Snap Grid サブメニューから必要なグリッド値を選択します。

グリッドの表示方法

スナップグリッドは、画面上にパターン、ドット、または線として表示されます。スナップグリッドの表示には実際には2つのレイヤーが使用されます。1つは設定どおりのグリッドを表示するもので、Cartesian Grid Editor ダイアログでは Fine グリッドと呼ばれます。もう1つはスナップグリッドの倍数を表示するもので、Multiplier でスナップグリッドの2倍、5倍、10倍にユーザー定義でき、同ダイアログでは Coarse グリッドと呼ばれます。

Fine がスナップグリッドで、Coarse はスナップグリッドの倍数です。

ドット／ラインの選択に加えて、Cartesian Grid Editor ダイアログでグリッドレイヤーの色も設定できます。2つのグリッドレイヤー表示の全体的なオン／オフは View Configurations ダイアログで行います。L を押して開きます。これら2つのレイヤーに使用する色は View Configurations ダイアログでも設定できます。

グリッド線／ドットの表示はズームレベルにも依存します。常に表示されるわけではなく、間隔が近くなりすぎると（下のアニメーションのように）表示されなくなります。ズームアウト時はグリッド線／ドットは表示されず、ズームインすると Coarse グリッド線が表示されます。さらにズームインを続けるとドットが表示され、Fine グリッドのグリッド位置が示されます。

ズームインすると、最初に Coarse グリッドが表示され、その後 Fine グリッドが表示されます。PageUp/PageDown または Ctrl+Roll を使用してズームイン／アウトします。

グリッドの選択

部品ピンのピッチにかかわらず、適切なスナップグリッドを選ぶことは依然として重要です。選択する値は、実行している設計作業によって変わります。たとえば、1mmや50milのような粗いグリッドは部品配置に使用でき、部品同士を相対的に整列させやすくなります。一方、その設計の配線にはより細かいグリッドを設定します。

配線では通常、グリッドを「標準信号トラック幅＋標準クリアランス」の合計に設定します。たとえば信号トラックが10milでデフォルトクリアランスが10milなら、妥当なグリッドは20milです。これにより、トラックを可能な限り近接して配置できます。ルールエンジンはトラックが近すぎる配置を防ぎますが、25milのスナップグリッドを使った場合に生じるような「無駄なスペース」を使っていないかまではチェックしません。より細かいスナップグリッドを定義することもできますが、必ずしも有効とは限りません。最初の配線をわずかにずらして配置してしまい、後で使えたはずの左右の配線経路を塞いでしまう可能性があるためです。

ワークスペース単位の設定

現在のワークスペース単位は、ステータスバーに、現在のカーソル位置と現在のスナップグリッド設定の両方について表示されます。

現在のワークスペース単位をインチ系とメートル系で切り替えるには:

• リボン上の Home | Grids and Units | Imperial または Metric ボタンをクリックします。
• Q ショートカットを押します。これは（コマンド実行中かどうかに関係なく）いつでも実行できます。
• オブジェクトのダイアログを編集中に Ctrl+Q を押すと、そのダイアログ内の単位を切り替えられます。これはワークスペース単位を変更するものではなく、ダイアログの現在の使用にのみ適用される点に注意してください。

ホットスポットスナップ

リアルタイムのデザインルールエンジンを補完するホットスポットスナップ機能は、スナップグリッドを上書きし、ホットスポットスナップ範囲内にある電気オブジェクトのホットスポットへカーソルを引き寄せます。この機能により、グリッド外のパッドやビアから／へ配線できます。

ホットスポットスナップ機能は Board Options ダイアログ（Home | Board | Board Options）で有効化し、引き寄せ範囲を定義します。

リアルタイムデザインルール

PCBエディタの基盤には、編集操作をリアルタイムで監視するデザインルールエンジンがあります。オブジェクトが設計要件を満たすように配置するために適切なスナップグリッド設定へ依存するのではなく、ルールエンジンは配置違反を即座にハイライトし、またインタラクティブルーティングの場合は配置違反を防止できます。つまり、スナップグリッドを非常に小さく設定しても、デザインルールが許す限りオブジェクトを近接配置できます。