回路図シンボルの作成
回路図のシンボルには、通常、その部品の機能を反映した形状と一つ以上のピンが含まれます。部品がどのように表されるか、つまり、シンボルの見た目と部品ピンの配置は、設計者に委ねられています。これは、組織の要件と採用する設計標準に準拠するように行うべきです。一つの部品シンボルで物理的な部品全体を表すことも、複数のサブパーツによって部品が定義されることもあります。各サブパーツは物理的な部品内の何らかの論理的な実体(例えば、クアッドANDゲート部品の各ANDゲートや、リレーのコイルと接点セットなど)を表します。このタイプの部品は、マルチパート部品とも呼ばれます。
回路図シンボルは、コンポーネントの本体を表す描画オブジェクトを配置し、実際のコンポーネント上の物理的なピンを表すピンで作成されます。回路図シンボルは、Altiumの回路図ライブラリエディター内の回路図ライブラリで作成され、ファイル拡張子は*.SchLibです。回路図ライブラリには、任意の数のコンポーネントシンボルを作成できます。シンボルをライブラリに整理する際は、会社の要件と、シンボルが配置されるコンポーネントライブラリの種類の両方に適した方法で行うべきです。
モデルとコンポーネント定義がどのように保存されているかに関わらず、コンポーネントが回路図上に配置されると、それは統合された設計コンポーネントになります。シンボルは回路図上に表示され、編集されると、他のドメインモデルへのリンクやコンポーネントパラメータのリストを含む、コンポーネントのプロパティの完全なセットが表示されます。
完成したプリント基板に取り付けられる物理的な部品は、さまざまな方法で表されます。回路図では、その部品は論理シンボルによって表されます。SPICEシミュレーション中には、SPICEモデルが使用され、PCB設計では、そのフットプリントによって表されます。これらの表現はそれぞれドメインモデルと呼ばれ、統合された部品はこれらのドメインモデルの合計として表されます。 回路図シンボルは、他のドメインモデルと共に、統合設計部品を定義するドメインモデルの一つです。回路図シンボルには実際に二重の性質があります。それは、ライブラリエディターでグラフィカルな形状と一連のピン以上のものとして作成される単純なドメインモデルとして機能することも、PCBフットプリントなどの他のドメインモデルがライブラリエディターでそれにリンクされている実際の統合設計部品として使用されることもあります。使用するモードは、コンポーネントの保存および整理の方法によって異なります。コンポーネントの整理および保存方法には、いくつかの方法があります。
- シンプルな回路図とPCBライブラリ
- 統合ライブラリ
- データベースライブラリ
- 管理されたコンテンツサーバー
ワークスペースの準備
Document OptionsモードのPropertiesパネル内のPage Options領域のGeneralタブでシートサイズが設定されます。オブジェクトを配置する前には、グリッドが容易に見えるように常にズームインするべきです。
ドキュメントオプションモードのPropertiesパネルのページオプション領域を使用して、シートサイズを設定します。
常にコンポーネントのシンボルをシートの原点(シートの中心)に近づけて描画してください。
回路図と回路図ライブラリのグリッドのデフォルト単位はインペリアル(英国式単位)であり、DXPデフォルトオプションを含みます。Altiumの全てのコンポーネントはこのインペリアルグリッド上で設計されているため、メトリックシートグリッドに切り替えることの影響を理解することが重要です。なぜなら、異なるグリッド上で作成されたコンポーネントに正確に配線することが難しくなるからです。インペリアルグリッドは、A3などのメトリックサイズのシートと共に使用できるため、メトリックサイズのシートを使用する際にメトリックグリッドに変更する必要はありません。現在のシートの単位は、Document OptionsモードのPropertiesパネルのGeneralタブのGeneral 領域で定義されています。
現在のシートの単位を設定するには、ドキュメントオプションモードのPropertiesパネルの一般領域を使用します。
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。現在のグリッドは、ワークスペースの下部にあるステータスバーの左端に表示されます。
G キーを押して、使用可能な設定を通じてスナップグリッドを切り替えます。使用可能な設定は、Preferences ダイアログの Schematic – Grids ページで編集できます。
回路図シンボルの作成
必要なワークスペースオプションを設定した後、次のステップはコンポーネントのグラフィカル表現をキャプチャーして、回路図シート上に配置されたときにそのコンポーネントを表すシンボルグラフィックスを作成することです。グラフィカルな回路図シンボルに対して標準を決定することが重要です。これにより、シンボルグラフィックスを設計する際の公式テンプレートが提供され、一貫したレベルの保証が得られます。Altiumの設計方法論は、最も一般的な回路要素をカバーするだけでなく、半導体要素がどのように組み合わせられて任意の数のシリコンデバイスタイプを象徴するかを明確に定義するIEEE 315標準に従います。
シンボルの本体は、配置メニュー、ユーティリティバー、またはアクティブバーを使用して、回路図ライブラリエディタのワークスペースにグラフィカルデザインオブジェクトを配置することで作成されます。配置された回路図シンボルをダブルクリックすると、Propertiesパネルが開き、各形状をさらに定義できます。
Altium Designerには、下に示すように、長方形、多角形、楕円などの閉じたシンボル形状が多数含まれています。
線形状には、アーク、線/ポリライン、ベジエが含まれます。線/ポリラインには、矢印の頭と尾を含めることができます。ダブルクリックしてPropertiesパネルを開き、頭と尾を定義します。
すべてのオブジェクトのプロパティのデフォルト設定、例えば線の幅や色は、PreferencesダイアログのSchematic – Defaultsページで定義されています。
回路図シンボルの編集
配置後にオブジェクトを移動するには、オブジェクトをクリックして保持し、マウスを使用して所望の位置にオブジェクトを移動します。
配置後にオブジェクトのサイズを変更するには、オブジェクトを一度クリックして選択し、編集ハンドルを表示させた後、ハンドルをクリックして保持し、オブジェクトのサイズを変更します。
ポリラインからの頂点の追加と削除
ポリラインには頂点(編集ハンドル)を追加したり削除したりすることができます。ポリラインを選択し、線または頂点の上でクリックして保持した状態で、挿入または削除を押して頂点を追加または削除します。
シンボルへのピンの追加
コンポーネントの電気的特性を与え、信号の入出力のための接続点をコンポーネント上で定義するのはコンポーネントのピンです。実際の物理的なコンポーネント上の各ピンを表すためにピンが配置されます。
ピンは以下の方法のいずれかを使用してワークスペースに配置することができます。いずれの場合も、ピンはカーソルに浮かんで表示され、電気的な端部に保持されます。必要に応じてピンを回転させたり反転させたりして、クリックして配置を行います。
- Place » Pin コマンド(またはショートカット P, P)を使用します。
- Utilities ツールバーのデザインオブジェクトドロップダウンにある ボタンをクリックします。
- Active Bar にある ボタンをクリックします。
- ワークスペース内のコンポーネントをダブルクリックして Properties パネルを Component モードにした状態で、Pins タブの ボタンをクリックし、Component Pin Editor ダイアログを開いてピンを追加(または編集)します。
ピンプロパティの設定
Tabキーを押して、配置前にピンのプロパティを編集するためのComponentモードのPropertiesパネルを開きます。数値は後続のピン配置で自動的にインクリメントされます。自動インクリメントの動作は、Preferencesダイアログの Schematic – GeneraページのAuto-Increment During設定で構成されます。負の値を使用して自動デクリメントします。 Schematic - GeneralページのPreferencesダイアログを使用して、自動インクリメントの動作を定義します。
配置中やピンが移動される際には、ピンは電気的端子(ピンのホットエンドとも呼ばれます)によって保持されます。ピンは、電気的端子がコンポーネント本体から離れるように位置付ける必要があります。移動中にピンを回転させるには、スペースバーを押します。
ピンは、電圧レギュレータのタブのような、コンポーネント上の電気機械的なポイントを表すために配置することもできます。
ピンには、表示名と指定子を含むいくつかのプロパティがあります。シンボルピンをPCBフットプリントパッドに一致させるために使用されるのは、ピンの指定子です。指定子と名前がピンの端から表示されるデフォルトの距離は、回路図と回路図ライブラリエディターのシステム全体の設定です。ピンマージンは、PreferencesダイアログのSchematic – Generalページで設定します。
Name Position and Fontの個別設定は、Pin Propertiesダイアログのプロパティを設定することで使用できます(Component Pin Editorダイアログ内のEditボタンをクリックしてアクセス)。
ピンには、ピン間の接続が有効であるかをAltiumの電気ルールチェックシステムが検証するために使用される電気タイプがあります。そのコンポーネントピンの電気タイプに合わせてこのオプションを設定します。デフォルトのピン長さは選択したスナップグリッド(通常は10または5)に適しているべきです。デフォルトの長さは30で、典型的な長さは20または30です。
グラフィカルシンボルは、ピンの異なる位置に追加でき、ピンからの電気情報を表すことができます。
回路図ライブラリパネルを使用して回路図シンボルを作成する
コンポーネントは、回路図ライブラリエディタ内の設計オブジェクトを使用して作成されます。コンポーネントは、ある回路図ライブラリから別の回路図ライブラリに、または回路図エディタから回路図ライブラリエディタにコピー&ペーストできます。
シンボル作成の一般的なアプローチは、既存の回路図ライブラリからコンポーネントをコピーすることです。これを行うには:
- ソースの回路図ライブラリとSCH Libraryパネルを開きます(ワークスペースの右下にあるPanelsボタンをクリックし、ポップアップメニューからSCH Libraryを選択します)。
- 必要なコンポーネントを選択します。複数のコンポーネントを選択するには、標準のWindowsマルチセレクト技術を使用します。
- 選択したコンポーネントを右クリックし、浮かび上がるコンテキストメニューからCopyを選択します。
- ターゲットの回路図ライブラリを開き、SCH Libraryパネルのコンポーネントリストのどこかを右クリックし、メニューからPasteを選択します。
新しい回路図シンボルライブラリを作成するには:
- File » New » Library » Schematic Libraryをクリックします。空のドキュメントSchlib1.SchLibが作成され、空白のコンポーネントComponent_1が表示されます。
- File » Save Asをクリックし、新しい回路図ライブラリドキュメントを適切な場所に適切なファイル名でリネームして保存します。
開いている回路図ライブラリ内のコンポーネントシンボルを確認および管理するには、SCH Libraryパネルを使用します。パネルが現在表示されていない場合は、ワークスペースの右下にあるPanelボタンをクリックし、SCH Libraryを選択して開きます。
シンボルプロパティの定義
シンボルのプロパティ、例えばデザインネーターやシンボルの説明は、ComponentモードのPropertiesパネルで編集されます(SCH Libraryパネルでコンポーネント名をダブルクリック)。
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コンポーネントシンボルが純粋にドメインモデルとして作成される場合、以下のプロパティのみを設定する必要があります:
- Design Item ID - シンボルが抵抗器、コンデンサ、トランジスタなどの汎用的なものである場合、これを空白にすることができます。特定のコンポーネント用の専用シンボルである場合は、回路図上に必要なコメント文字列を反映させて編集してください。これはPCBにも渡されることに注意してください。
- Designator - 必要な指定子接頭辞に続いて?を入力します。
- Description - この文字列は、コンポーネントの検索を行う際に役立ちます。
- コンポーネントシンボルが純粋なドメインモデルではない場合、追加のパラメータを追加する必要があります。汎用シンボルの場合、Design Item IDを使用して特定の値を追加できます(ワークフロー/ライブラリの概念に応じて)。また、Parametersタブにコンポーネントに関する追加情報を追加することができます。
- Typeは、このシンボルが表すコンポーネントの種類を定義します。会社のロゴ(グラフィカル)やヒートシンク(メカニカル)など、非標準のコンポーネントも回路図のシンボルとして作成し、プロジェクトに配置することができます。
コンポーネントライブラリのシンボルとそのピンデータを作成する作業は、コンポーネントが複雑さを増すにつれて、ますます関与するようになってきました。例えば、現在の大規模BGAデバイスでは、数百のピンの配置と設定が必要であり、実用的なコンポーネントシンボルを作成するためには、かなりの時間と労力がしばしば必要です。
回路図シンボル生成ツール
コンポーネントシンボルの作成に関連する作業負荷を軽減するために、Altiumはシンボルウィザードインターフェースとピンエディタダイアログに基づいた高度な回路図シンボル生成ツールを提供しています。この機能には、自動シンボルグラフィック生成、グリッドピンテーブル、およびスマートデータペースト機能が含まれています。 回路図シンボル生成ツールはソフトウェア拡張機能として提供され、ソフトウェアと一緒に自動的にインストールされます。この拡張機能は、拡張機能マネージャーのInstalledタブの下に表示されます。
回路図シンボル生成ツールを使用して新しいコンポーネントシンボルを作成するには、SCH Libraryパネルの上部セクションのAddボタンを使用して新しいライブラリコンポーネントを追加します。その後、Symbol Wizard ダイアログ(Tools » Symbol Wizard)を使用して新しいシンボルを開発できます。
ダイアログの設定により、シンボルの基本的な構成、レイアウトスタイル、ピンの数が決定されます。
レイアウトスタイルでは、ピンの位置が自動的に割り当てられる事前定義されたパターンのセットから選択できます。ドロップダウンから好みの配置を選択してください。プレビュー画像とサイド列のデータは、それに応じて更新されます。