インタラクティブ配線
親記事: 配線
配線とは、各ネット内のノード間に接続パスを定義するプロセスです。このパスは、PCB設計オブジェクト（トラック、アーク、ビアなど）を銅層上に配置することで定義され、ノード間に連続した接続を作り出します。これらのオブジェクトを一つずつ配置して接続パスを構築するのではなく、インタラクティブに配線します。
PCBエディタでは、インタラクティブ配線はインテリジェントなプロセスです。コマンドを起動した後、配線する接続を選択するためにパッドをクリックすると、インタラクティブルーターはそのパッドから現在のカーソル位置までのルートパスを定義しようと試みます。
配置されるトラックのサイズは、適用される配線幅設計ルールと現在のトラック幅モード設定によって制御されます。インタラクティブルーターが既存のオブジェクト（他のネット上のパッドなど）に対してどのように反応するかは、現在の配線衝突解決モードに依存します。オブジェクトに遭遇した場合、インタラクティブルーターは迂回、抱擁して押し込む、押し込む、無視する、または停止する衝突解決戦略を適用してこの衝突を処理します。
インタラクティブ配線は以下で実行できます：
- 単一のネット - Place » Interactive Routing、または
- 差動ペアとして定義された2つのネット - Place » Interactive Differential Pair Routing、または
- 選択されたネットのセット - Place » Interactive Multi-Routing。
この記事では、単一のネットをインタラクティブに配線するプロセスと、そのプロセスを制御する設定について説明します。差動ペア配線や制御インピーダンス配線など、特殊な配線技術に関する情報をお探しの場合は、配線の親ページを参照してください。
ネットをインタラクティブに配線する
以下は、インタラクティブ配線に役立ついくつかのヒントであり、これらのいくつかは下のアニメーションで示されています：
- Place » Interactive Routingコマンド（P、T）を実行し、ネット属性を持つオブジェクト（パッド、接続線、既存のビア、部分的に配線されたネット上のトラックエンドなど、ネットに属する任意のオブジェクト）をクリックして配線を開始します。
- PCBエディタはそのネット上の最も近い電気オブジェクト（パッドの中心やトラックセグメントの端など）にジャンプし、そこから現在のカーソル位置までのルートパスを定義しようとします。
-
インタラクティブルーターが現在のカーソル位置に到達できるかどうかは、インタラクティブ配線コマンドが実行されているときにステータスバーに表示される現在のRouting Conflict Resolutionモードに依存します。
- Shift+Rを押して利用可能な衝突解決モードを切り替えます。どのモードを利用できるかは、PreferencesダイアログのInteractive Routingページで設定できます。
- モードがウォークアラウンド、プッシュアンドハグ、またはプッシュに設定されている場合、インタラクティブルーターは、以下のアニメーションに示されているように、既存のオブジェクトの周りや間を通るパスを見つけようとします。
- 潜在的なルートパスセグメントは、ハッチングされたもの（次のクリックで配置）または空洞のもの（先読みセグメント、これを使用して前のセグメントをどこに配置するかを把握）として表示されます。
- マウスボタンをクリックして、すべてのハッチングされたセグメントを配置します。
- Spacebarを押して、コーナーの方向を切り替えます。
- Shift+Spacebarを押して、利用可能なコーナーモードを切り替えます（詳細を学ぶ）。
- Backspaceを押して、最後に配置したセグメントを削除します。
- Ctrl+クリックして、インタラクティブルーターに現在のルートを自動的に完了させるよう指示します。自動完了しない場合でも、接続が配線できないという意味ではありません。距離が遠すぎるか、終点が別のレイヤーにある可能性があります。
- Shift+F1を押して、コマンド中のショートカットのリストを表示します。
コマンドを起動して接続線をクリックした後、インタラクティブルーターはパッドから現在のカーソル位置までの経路を見つけ、既存のオブジェクトを織り交ぜながら進みます。
この例では、衝突解決モードはウォークアラウンドです。マウスボタンをクリックすると、すべてのハッチングされたトラックセグメントが配置されます。Ctrl+クリックでルートを自動完成します。
接続性の理解
インタラクティブルーターを理解する上で重要な部分は、まずPCBエディタでの接続性の管理方法を理解することです。コンポーネントがPCBワークスペースに配置されると、各ネット内でどのパッドが互いに接続されているかを示す接続線が表示されます。
接続線は、適用される配線トポロジールール（デフォルトは最短）に従って、ネット内の各パッド間に自動的に作成されます。
この設計では、GNDと5Vのネットは接続線の色が異なります。
- ネット内の接続線の配置またはパターンをトポロジーと呼びます。トポロジーは適用される配線トポロジー設計ルールによって定義され、デフォルトルールはすべてのネットを対象とし、トポロジーは最短に設定されます。
- PCBエディタには、ワークスペース内のすべてのオブジェクトの位置を常に監視し、ネットタイプのオブジェクトが編集されたとき（オブジェクトが移動されたときを含む）に接続線を更新するネットアナライザーが含まれています。例えば、コンポーネントが移動されたとき、そのコンポーネントからの各接続の遠端が、適用される設計ルールによって定義されたトポロジーを維持するために、あるターゲットパッドから別のターゲットパッドへと跳ぶことがあります。これの例は、以下のアニメーションで示されている3V3ネットで、トポロジーは最短です。
R7が移動すると、3V3接続線が飛び回り、全体の接続長を最短に保つために自動的に再配置される様子に注目してください。
- ネットアナライザーは、例えば接続が配線されたとき、その2つのパッド間の接続線が自動的にネットアナライザーによって削除されるなど、ネットに接続されたすべてのオブジェクトを監視します。また、ネットが部分的に配線されている場合、ネット上の最も近い2つのルートポイント間に短い接続線が表示されます。
- 接続線を無視してネットを異なる場所から/へ配線することを選択しても、配線が終了するとすぐにネットアナライザーが実行され、必要ない場合は接続線が削除されます。下のアニメーションで示されています。
接続線はパッドの中心を結びますが、配線は自由に行うことができます。
ネットアナライザーは配線の進行を常に監視し、接続線を更新します。
- 接続線の配置は配線トポロジ設計ルールによって決定されるため、接続線がトラックの端に接続されないことがあります。代わりに、ネット内の他の点に近い別の点に接続されることがあります。好みに応じて、Smart Track EndsオプションをPreferencesダイアログのPCB Editing – Generalページで有効にすることにより、接続線をトラックの端に強制的に配置することができます。下のアニメーションがこれを示しています。ネットアナライザーを強制的に実行し、接続線を更新するには、ソフトウェアがそのネットに属するオブジェクトを編集していると見なすアクションを実行します。編集アクションには、オブジェクトの移動、オブジェクトをクリックして保持する、またはオブジェクトのプロパティダイアログを開くためにダブルクリックする、などが含まれます。
Smart Track Endsが有効になり、編集が行われると、GNDネット接続線がルートの端ではなくパッド1に接続されていることに注意してください。接続線はルートの端にジャンプします。
回路図での接続がどのように作成されるかについてもっと学びたい場合は、接続の作成の記事を参照してください。
ネットを見つけて、接続線の色を制御する
メイン記事： 配線、基板上のネットを見つける
配線されていない基板は、基板全体に交差する接続線の塊であり、圧倒されることがあります。配線において良いアプローチは、重要なコンポーネントやクリティカルなネットを簡単に特定できる回路図から作業を始めることです。回路図のコンポーネントやネットから直接クロスセレクトやクロスプローブを行い、PCB上の同等のアイテムをハイライトできます。詳細については、回路図と基板の間で作業する記事を参照してください。
接続線の表示は、不要なネットをマスキングまたは非表示にできます。重要な接続線の色を設定することも、配線プロセスの管理に役立ちます。基板上のネットを見つけるセクションを参照して、配線記事で詳細を学んでください。
PCBパネルで、選択したネットを右クリックして、その接続線の色を変更します。
配線を行う際の配線幅とビアサイズの制御
インタラクティブ配線コマンドを実行して配線を開始すると、最も近いパッドから現在のカーソル位置までの一連のトラックオブジェクトが作成されます。これらのトラックの幅は、配線中にステータスバーに表示される現在のトラック幅モード設定によって決定されます。
配線幅ソース設定には4つの可能性があります：
- 設計者の好みの幅（ユーザー選択）；または
- 適用可能な配線幅設計ルール - 最小値、好みの値、または最大値のいずれかを選択します。
配線中のトラック幅モードの変更
インタラクティブ配線中に3のショートカットキーを押すことで、4つの配線幅オプションを切り替えることができます。現在のモードはステータスバーに表示されます。コマンド中のショートカットを忘れた場合は、Shift+F1を押して、コマンド実行中にリストを表示します。 
配線中にトラック幅のソースを変更するには、キーボードの3キーを押します。 トラック幅モードを変更すると、適用される設計ルール（最小/推奨/最大）で定義された値とユーザー選択の間を移動します。
ユーザー選択を選択すると、トラック幅は以下の通りになります：
- Pickup Track Width from Existing Routingオプションが有効で、クリック位置が既存の配線上にある場合、既存の配線の幅になります。
- 最後に使用したユーザー選択の幅で、それが配線しているネットに適用されるルールで定義された範囲内にある場合。範囲内にない場合は、ルールで許可されている範囲内の最も近い値に幅が調整されます。
配線中にユーザー選択の配線幅を変更する
配線中に幅を変更するには、以下のショートカットが使用されます。なお、 Interactive Routing Width Sourcesオプションがルールベースの幅のオプションのいずれかに設定されていた場合、これらのショートカットのいずれかが使用されると、そのオプションはUser Choiceに変更されます。
- Shift+W - 配線中にこのショートカットを使用して、幅の選択ダイアログを表示します。新しい幅をクリックしてダイアログを閉じ、選択した幅で配線を続けます。利用可能な幅は、PreferencesダイアログのPCB Editor - Interactive Routingページで Favorite Interactive Routing Widthsボタンをクリックして編集できます。
- Tab - 必要な幅がお気に入りとして定義されていない場合は、このショートカットを使用します。Tabを押すと、ページ下部に示されているように、ネットのためのインタラクティブ配線ダイアログが表示されます。ダイアログは現在の幅で開き、新しい値を入力してEnterを押すと、ダイアログが閉じて新しい幅での配線が続行されます。
配線中に幅を変更するためにこれらの技術のいずれかを使用する場合、Track Width Modeは自動的にUser Choiceに変更されます。
配線トラックの幅は、適用される配線幅設計ルールで指定された最小値と最大値の間でなければなりません。ルールの最小値と最大値の設定で定義された範囲外の値に幅を変更しようとすると、ソフトウェアは自動的に最小-最大範囲内にクリップバックします。
配線中のレイヤー変更とビアの追加
配線中にインタラクティブにレイヤーを変更する方法は2つあります：
- 数字キーパッドの*キーを押してください。そのキーを押すごとに、次の利用可能な信号層に移動します。
- Ctrl+Shift+ホイールスクロールのショートカット組み合わせを使用します。Ctrl+Shiftを押し続け、マウスホイールを前にスクロールして利用可能な信号層を下に移動し、マウスホイールを後ろにスクロールして利用可能な信号層を上に移動します。このショートカットは、現在配線していない場合でも、いつでもレイヤーを変更するために使用できます。このショートカット組み合わせは、有効なすべてのレイヤーを通じてステップします。
最後のハッチングされたセグメントが空洞の先読みセグメントに達する最後の角で、自動的にビアが追加されます。配線幅と同様に、ビアのサイズは、以下のアニメーションに示されているように、Interactive Routing Width Sourcesオプションで選択された現在のVia Size Modeによって決定されます。
レイヤーを変更するにはCtrl+Shift+Scrollのショートカットを使用し、ビアサイズの選択肢を切り替えるには4のショートカットを使用します。
配線中のビアサイズモードの変更
配線幅と同様に、インタラクティブ配線中にソフトウェアが選択できるビアサイズは4つあります：
- 設計者の好みのビアサイズ（ユーザー選択）；または
- 適用可能な配線ビアスタイル設計ルール - 最小値、好みの値、または最大値の中から選択します。
インタラクティブ配線中に4のショートカットキーを押すことで、4つのビアサイズオプションを切り替えることができます。現在のモードは、上のアニメーションに示されているように、ステータスバーの右端に表示されます。
配線中にユーザー選択ビアサイズを変更する
配線中にトラック幅を変更するのと同様に、Tabを押してネットのインタラクティブ配線ダイアログを開くと、ビアサイズも変更できます。トラック幅と同様に、入力するサイズは適用可能な配線ビアスタイル設計ルールで定義されている最小値と最大値の間でなければなりません。
配線中に配線幅とビアサイズを編集するにはTabキーを押します。
配線中に自動で配線幅を変更する
現代のコンポーネント技術において一般的な課題は、ボード上を配線する際に異なる幅でネットを配線する必要があることです。例えば、BGAに入るか出る際には、より狭いエスケープルートがしばしば必要になり、BGAのフットプリントの端で好ましい幅に切り替えます。
これは、このページの前半で説明された技術を使用して、インタラクティブ配線中に手動で実現することができます。配置ルームを追加し、ルームベースの配線幅ルールを設定することで、この幅変更の動作を自動化することもできます。これが行われると、トラックはルームに入るか出るかによって自動的に細くなったり広がったりします。
この機能は以下のように動作します：
- 狭いルートが必要なボードの領域に対して配置ルームルールを定義します。
- ルーム内のルートの幅を定義する、より高い優先度を持つ幅制約ルールを定義します。このルールは、後述するように、TouchesRoomスコープを使用します。
これが行われると、下のアニメーションに示されているように、配置ルームに入るか出るかによって、幅が自動的に変更されます。
幅のルールが守られ、部屋の境界を越える際にトラックセグメントが賢くサイズ変更されます。
ルームベースの配線には、まず配置ルームを定義する必要があります。配置ルームはデザインルールでもあります。デザインルールダイアログからルールを作成してからルームを定義することもできますが、インタラクティブにルームを作成し、Altium Designerがデザインルールを作成してくれる方が効率的かもしれません。
ルームルールの作成
Design » Roomsサブメニューには、ルーム定義コマンドがいくつかあります。
ルームは、コンポーネントが配置される場所を制御するのに役立つ機能であり、そのボードのエリア内で適用されるルールを制御するのにも役立ちます。
選択したコンポーネントを中心に作成された部屋は、以下の結果をもたらします：
- 選択したコンポーネントのコンポーネントクラスが作成されます。Design » Classesを確認し、必要に応じてコンポーネントクラスの名前を更新してください。
- 配置ルーム定義の設計ルールが作成されます。このルールは、ステップ1で作成されたコンポーネントクラスを対象としています。コンポーネントクラスの名前を変更した場合は、ルールのスコープ（フルクエリ）も一致するように更新する必要があります。
- 配置ルーム定義の設計ルールは自動的に名前が付けられます。必要に応じて名前を更新し、その名前をメモしておいてください。なぜなら、その部屋は他の設計ルールでその名前によって参照されるからです。
- 必要に応じて、部屋のサイズを変更します。これを行うには、一度クリックして選択し、次に頂点をクリックして保持し、角または辺を移動します。頂点をクリックして移動した後、Shiftを押すことで対称的なリサイズを行うこともできます。
この例では、ルールがコンポーネントクラスではなく、特定のBGAフットプリント（'BGA50P18X18-180'）を対象として設定されています。
部屋ベースの配線ルールの作成
部屋が定義されたら、配線幅のルールを定義することができます。下の画像は、配線がRoom_BGAという名前の部屋に触れるたびに、Altium Designerに配線幅を0.075mmに設定するよう指示するRouting Widthルールの例を示しています。Altium Designerのインタラクティブ配線エンジンは、このようなルールを満たすために、現在のトラックセグメントを自動的に終了させ、部屋の境界で新しいセグメントを開始します。
Room_BGA内のすべてのネットの幅を0.075mmに設定するようにスコープされた配線幅の設計ルール。このルールがツリーの最初に表示されていることに注意してください。これは、最優先の配線幅ルールであることを示しています。
配線衝突解決モード
前述の通り、インタラクティブルーターがPCBワークスペース内の既存のオブジェクト（他のネット上のパッドなど）にどのように反応するかは、現在の配線衝突解決モードに依存します。PreferencesダイアログのPCB Editor - Interactive Routingページで、配線中に利用可能な衝突解決モードを設定します。
衝突解決モードには以下が含まれます：
- Ignore Obstacles – 既存のオブジェクトを無視して（配線を自由に配置できます）。違反は強調表示されます。
- Push Obstacles – 新しいルートのために既存のトラックやビアを押しのけてスペースを作ります。
- Walkaround Obstacles – 既存のオブジェクトの周りにパスを見つけようとします。他のオブジェクトへのクリアランスは、適用されるクリアランス設計ルールによって定義されます。
- Stop At First Obstacle – このモードでは、配線エンジンは邪魔になる最初の障害物で停止します。
- Hug And Push Obstacles – このモードでは、配線エンジンは既存のオブジェクトに密着して追従し、配線されているトラックに十分なスペースがない場合にのみそれらを押しのけます。
- AutoRoute on Current Layer – このモードは、インタラクティブルーターにオートルーターの知能を適用し、押しのけるか回避するかを自動的に選択して、全体のルート長を最短にします。
- AutoRoute on Multiple Layers – このモードもインタラクティブルーターにオートルーターの知能を適用し、押しのける、回避する、またはレイヤーを切り替えるかを自動的に選択して、全体のルート長を最短にします。
現在のコンフリクト解決モードは、Altium Designerの下部にあるステータスバーに表示されます。Shift+R ショートカットキーを使用して、インタラクティブ配線中に利用可能なモードを切り替えます。
その他のインタラクティブ配線オプションと機能
インタラクティブルーターには、PreferencesダイアログのPCB Editor - Interactive Routingページで設定される他のオプションがいくつかあります。これらのオプションの役割を理解することは、インタラクティブルーターを最大限に活用するために重要です。
Restrict to 90/45
- Shift+Spacebarを押すと、利用可能な配線コーナーモードを切り替えることができます。これには、アークや任意角度のモードが含まれます。これらのモードが不要な場合は、90度または45度にコーナーを制限する「90/45に制限」オプションを有効にします。
Follow Mouse Trail
- このオプションを有効にすると、ルートパスがカーソルで描かれたパスに沿って進む傾向があります。
Automatically Terminate Routing
- 目的のパッドに到達したときに現在のネットを自動的にドロップするためにこのオプションを有効にします。このオプションが有効になっていない場合は、右クリックまたはEscキーを使用して現在の接続をドロップします（通常、このオプションは有効にされています）。
Automatically Remove Loops
- 既存のルートパスは、新しいパスを配線することで再定義できます。既存のルートパスに沿ってどこからでもインタラクティブに配線を開始し、新しいパスを配線して、必要に応じて古いパスに戻ります。新しいパスが既存のパスに合流すると、Automatically Remove Loopsオプションが有効になっている場合（通常はこのオプションが有効になっています）、冗長なループ内のすべてのセグメントが自動的に削除されます。
再配線するには、新しいパスを配線します。新しいルートが既存のルートに戻ってくるとループが作成されますが、Altium Designerではループ削除が有効になっている場合、自動的にこれを削除します。
- 特定のネットは、電源ネットやグラウンドネットのように、ループ（同じ点への複数のパス）が必要になる場合があります。これらのネットについては、自動的にループを削除する機能を選択的に無効にすることができます。これを行うには、PCBパネルでネット名をダブルクリックします（パネルモードをネットに設定）し、ネットの編集ダイアログを開き、そのネットだけでRemove Loopsオプションをオフにします。
Routing Gloss Effort
- インタラクティブ配線中にカーソルを移動すると、配線エンジンは最後にクリックした位置から現在のカーソル位置までの最短経路を常に見つけようとします。配線をどれだけスムーズにし、角の数を減らせるかは、Routing Gloss Effortによって決まります。
- 現在の配線グロス努力設定はステータスバーに表示されます。Ctrl+Shift+Gのショートカットを使用して設定を切り替えます。設定が強いほど、最終ルートの角の数が少なくなります。
- グロッシングは計算集約的なタスクであり、バックグラウンドで実行されます。特に複数のネットを同時に配線する場合、インタラクティブルーターのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。グロス設定が強いほど、計算を実行するのに時間がかかります。
Look Ahead Behavior
- インタラクティブ配線中、現在配線されているネットのトラックセグメントは、ハッチング表示されるか、または空（空洞）として表示されます。ハッチング表示されたすべてのセグメントは、次のマウスクリックで配置されます。
- 空洞のセグメントは「ルックアヘッドセグメント」と呼ばれ、その目的はデザイナーが先を見越して計画すること、つまり、次のセグメントをどこに配置するかをコミットすることなく考慮することを可能にすることです。ルックアヘッドモードは、配線中に1のショートカットキーを使用してオン/オフが切り替えられます。
空のセグメントは「ルックアヘッドセグメント」と呼ばれ、将来のセグメントがどこに配置されるかを計画するために使用します。
配線中に「1」のショートカットを押して、ルックアヘッドモードをオン/オフに切り替えます。
インタラクティブ配線中に利用可能なショートカット
- * 数字キーパッドの * を押して次に利用可能な配線レイヤーに切り替え、ビアを挿入します。
- または、Ctrl+Shift を押しながらマウスホイールをスクロールして次に利用可能な配線レイヤーに切り替え、ビアを挿入します。マウスホイールのクリックごとに1レイヤー移動します。
- Shift+R で利用可能な配線衝突解決モードを順に切り替えます。
- Shift+Spacebar で利用可能なコーナーモードを順に切り替えます（詳細を学ぶ）。コーナーでのアークオプションには、キーボードの , と . ボタンを使用してアークサイズを減少または増加させます。
- Spacebar は最後のコーナーの方向を切り替えます。
- Backspace で最後に配置したセグメントを削除します。
- Shift+W を押して「幅を選択」ダイアログを表示し、配線の幅を変更します。
- Ctrl+マウスクリック で現在の接続を自動的に完了します。
- 配線中に Shift+F1 を押してインタラクティブ配線のショートカットを表示します（またはチルダ (~)）。
すべてのエディタのショートカットの完全なリストについては、ショートカットキーの記事を参照してください。
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