マルチボード設計

多くの製品には、複数の相互接続されたプリント基板が含まれています。これらの基板を筐体内にまとめ、互いに正しく接続されるようにすることは、製品開発プロセスの難しい段階です。各コネクタにネットが正しく割り当てられていますか? コネクタの向きは正しいですか? プラグインボードは一緒に適合しますか? すべての接続されたボードは筐体に収まりますか? 製品開発サイクルのこの遅い段階でのミスは、再設計のコストと市場への遅延の両方でコストがかかります。

これを管理するには、システムレベルの設計をサポートする設計環境が必要です。理想的には、機能的または論理的なシステムを定義できる設計空間と、さまざまなボードを組み合わせて論理的および物理的に正しく接続されることを検証できる空間があるでしょう。

Altium Designerは、マルチボード設計機能を提供することで、電子製品開発プロセスにシステムレベルの設計をもたらします。

マルチボード設計プロジェクトの構造

新しいマルチボード設計プロジェクト(*.PrjMbd)は、PCBやハーネス設計プロジェクトと同じ方法で作成できます。File » New » Projectコマンドをメインメニューから選択し、プロジェクトの作成ダイアログを開きます。Multiboardリストで<Empty>エントリまたは利用可能なプロジェクトテンプレートを選択します。

新しいプロジェクトの作成について学ぶには、Creating Projects and Documentsページを参照してください。 新しいマルチボード設計プロジェクトの作成時には、ワークスペースとローカルのテンプレートの両方がサポートされています。詳細については、Creating a Project Templateページを参照してください。 マルチボード設計プロジェクトは、以下のドキュメントをサポートしています:

  • マルチボード回路図 (*.MbsDoc) – 子PCBプロジェクトを表すグラフィカルブロック(モジュール)が配置され、それらを互いに接続して論理的なシステム設計を作成します。
  • マルチボード組立 (*.MbaDoc) – マルチボード回路図のモジュールで参照されるPCBがマルチボード組立文書に読み込まれ、各ボードを(必要に応じてエンクロージャと共に)配置できます。
  • ActiveBOM (*.BomDoc) – 子PCBプロジェクトで使用されるコンポーネントのBOMリストを含みます。
  • ドラフトマン文書 (*.MbDwf) – マルチボード組立のビューがインポートされ、注釈が付けられ、設計の製造に必要な追加情報が追加されます。
  • 出力ジョブファイル (*.OutJob) – マルチボード設計に必要な出力セットを出力ジョブファイルを使用して事前に設定できます。各出力は独自の設定と出力形式(例えば、ファイルへの出力やプリンタへの出力など)で構成されます。マルチボード設計プロジェクト用に設定された同じ出力ジョブファイルは、新しい設計ごとに出力を準備する際の時間と労力を節約するために、設計間で再利用できます。

    出力ジョブファイルは出力の準備と生成を効率化しますが、マルチボード設計の出力はプロジェクト文書から直接生成することもできます(例えば、マルチボード組立文書に対するFile » ExportコマンドやActiveBOM文書に対するReports » Bill of Materialsコマンドを使用して)。
    マルチボード設計のための生産データ生成について詳しく学ぶ
  • Altium Designerのサンプルプロジェクトのセットには、サンプルのマルチボード設計プロジェクト(デフォルトではC:\Users\Public\Documents\Altium\AD<version>\Examples\Mini PCフォルダ内のMiniPC.PrjMbd)が含まれているため、箱から出してすぐにマルチボード設計を試すことができます。また、Workspaceの利点を享受している場合、Workspaceに接続するときにサンプルのマルチボードプロジェクト(Sample - Kame-1)が利用可能になります(Workspaceのアクティベーション/インストール時にサンプルデータを含めるオプションを選択した場合)。
  • マルチボードプロジェクトとそれに関連するサブプロジェクトは、接続されたWorkspaceに保存することができ、Altium 365 WorkspaceまたはEnterprise Server Workspaceによって提供されるバージョン管理、共有、および管理機能の恩恵を受けることができます。マルチボードプロジェクトの共有を参照して、Altium 365 Workspaceでマルチボードプロジェクトを保存および共有する方法についての情報をご覧ください。

論理システム設計のキャプチャ

マルチボード設計の回路図をキャプチャするためには、まず新しいマルチボード回路図ドキュメントをマルチボードプロジェクトに追加します。これを行うには、プロジェクトパネルでプロジェクトのエントリを右クリックし、コンテキストメニューからAdd New to Project » Multi-board Schematicコマンドを選択します。デフォルトのマルチボード回路図ドキュメントが設計スペースに表示されます。


新しく作成されたマルチボード回路図ドキュメントがデザインスペースでアクティブなドキュメントになります。

マルチボード回路図ドキュメントのオプションは、デザインスペースでオブジェクトが選択されていない場合にプロパティパネルで設定されます。主なオプションはパネルの一般タブで設定されます:

  • 単位(General領域)- ドキュメントの優先測定単位(mmまたはmils)を選択します。
  • グリッドとスナップ設定(General領域)- より簡単なナビゲーションとオブジェクト配置のために必要な値を設定します。
  • ページオプション(Page Options領域)- 書式とサイズ、およびドキュメントの余白とゾーンを設定します。利用可能なテンプレートを選択するか、標準のシートサイズを選択するか、カスタムサイズを定義できます。


マルチボード回路図ドキュメントのオプションをプロパティパネルで設定します。

マルチボード回路図ドキュメントの設定についてもっと学びましょう。

マルチボード回路図上で子PCBプロジェクトデザインを表現するには、メインメニューからPlace » Moduleコマンドを使用してモジュールを配置します。選択したモジュールのプロパティパネルで、その指定子タイトルを定義し、モジュールがリンクされているソースPCBプロジェクトを指定します。ボタンを使用してSourceフィールドにローカルまたはワークスペースプロジェクトを指定し、Assembly/Boardドロップダウンからそのプロジェクト内の望ましいPCBを選択します。


モジュールのソースとその他のプロパティをプロパティパネルで設定します。

モジュールについてもっと学びましょう。

配置されたモジュールで参照されるプロジェクトから設計データをインポートするには、メインメニューからDesign » Import From Child Projectsコマンドを使用します。エンジニアリング変更命令ダイアログが開き、マルチボード回路図の接続データを子プロジェクトと同期させるために必要な変更のリスト(エンジニアリング変更命令 - ECO)が表示されます。

  • ECOを実行するときには、デフォルトで全ての変更が含まれるように設定されています。必要に応じて変更エントリの有効/無効を設定できます。
  • Validate Changesボタンをクリックして、ECOに含まれる変更の検証チェックを実行します。検証結果は、ダイアログのStatus領域のCheck列に表示されます。
  • 実行する変更に満足したら、Execute ChangesボタンをクリックしてECOを実行し、その中に含まれる有効な変更を適用します。実行結果は、ダイアログのStatus領域のDone列に表示されます。

ECOを実行する際、各コネクタに対してそれぞれのモジュール内にモジュールエントリが作成されます。子PCBプロジェクトのコンポーネントがマルチボード設計のためのコネクタとみなされるのは、Systemという名前のパラメータを持ち、そのパラメータ値がConnectorである場合です。

デザイン更新についてもっと学びましょう。

子プロジェクト間の接続性を表すために、それらのモジュールは、異なるタイプの接続を使用してマルチボード回路図上で互いに接続されます。Direct ConnectionWireCable、またはHarnessスコマンドをPlace メインメニューから選択し、モジュールエントリのホットスポット間に接続線をドラッグします。

メインメニューのPlaceからコマンドを使用して接続を配置します。
メインメニューのPlaceからコマンドを使用して接続を配置します。


2つのモジュールが、モジュールエントリ間に2つのダイレクトコネクションを配置することで接続されました。

接続線を選択して、プロパティパネルで接続の関連オプションを表示および編集します。

接続タイプについてもっと学びましょう。

マルチボード設計を検証するには、メインメニューからDesign » Run ERCコマンドを選択します。設計は、プロジェクトパネルでプロジェクトエントリを右クリックしてProject Optionsを選択し、プロジェクトオプションダイアログのError Reportingタブで設定された設定に対してチェックされます。検出された違反はメッセージパネルにリストされます。

注意:メッセージパネルは、少なくとも1つのエラーまたは致命的なエラー違反がある場合にのみ自動的に開きます。警告を確認するには、パネルを手動で開いてください(設計スペースの右下にあるPanelsボタンをクリックし、Messagesを選択します)。
  • Connection Manager ダイアログ(Design » Connection Manager)を使用して、マルチボード設計の全体的な接続性を探索し、検出された接続性の問題を解決します。
  • メインメニューからDesign » Import From Child Projectsコマンドを使用して、子PCB設計で行われた変更をマルチボード設計に取り込みます。

物理的なマルチボードアセンブリの作成

システムの論理構造がマルチボード回路図で定義された後、物理的なマルチボード設計は、ボードをマルチボードアセンブリに配置することによって作成されます。

マルチボード設計に新しいマルチボード組立文書を追加するには、プロジェクトパネルのプロジェクトエントリを右クリックし、コンテキストメニューからAdd New to Project » Multi-board Assemblyコマンドを選択します。デフォルトのマルチボード組立文書が設計スペースに表示されます。

新しく作成されたマルチボード組立文書が設計スペースでアクティブな文書になります。
新しく作成されたマルチボード組立文書が設計スペースでアクティブな文書になります。

マルチボード回路図の各モジュールで参照されているPCBをマルチボードアセンブリに読み込むには、マルチボード回路図エディタのメインメニューからDesign » Update Assembly - <MultiBoardAssemblyDocumentName> コマンドを使用します。すると、エンジニアリング変更命令ダイアログが開き、アセンブリにPCBを追加するために必要な変更リストが表示されます。 Validate ChangesボタンをクリックしてECOに含まれる変更の検証チェックを実行し、次にExecute ChangesボタンをクリックしてECOを実行し、その中に含まれる有効な変更を適用します。

Execute Changesボタンがクリックされると、PCBがマルチボードアセンブリエディタに読み込まれ、Engineering Change Orderダイアログを閉じることができます。

マルチボードスキーマティックから更新後のマルチボードアセンブリ。
マルチボードスキーマティックから更新後のマルチボードアセンブリ。

以下のショートカットを使用して、マルチボードアセンブリをナビゲートします:

  • Ctrl+マウス ホイール – ズームイン・アウト
  • 右クリック、押し続けてドラッグ – パン
  • Shift + 右クリック、押し続けてドラッグ – 回転

デザイン空間の左下にあるギズモを使用して、ギズモの矢印と平面をクリックすることで、メイン軸に沿ってビューを向けることもできます。

アセンブリ内でPCBを位置付けて向きを変えるには、それを選択し、表示されるオブジェクトギズモの矢印と弧を使用して、対応する方向にPCBを移動させて回転させます。

2つのPCBを単一のオブジェクトとして操作するには、それぞれの表面上の選択した点でメイトを作成できます。2つのPCBをメイトするには:

  1. メインメニューからTools » Matingコマンドを選択します。
  2. ターゲットPCBの平面または円筒面上でカーソルを移動させ、最初のメイト位置を定義するために点を選択します。
  3. ソースPCBの平面または円筒面上でカーソルを移動させ、2番目のメイト位置を定義するために点を選択します。ソースPCBは移動し、ソース位置とターゲット位置がメイトされ(一緒に配置され)、それらの表面平面と垂直軸が整列します。
  4. Propertiesパネルまたはパネルに記載されているショートカットを使用して、メイト設定を調整します。

STEPモデルは、エンクロージャーやケース、その他の機械部品などを追加して、マルチボードアセンブリを完成させるために読み込むことができます。STEPモデルを追加するには、メインメニューから設計 » STEPパーツの挿入コマンドを使用します。

 

複数基板アセンブリで衝突(2つのオブジェクトの表面が接触または交差する状況)をチェックするには、メインメニューからTools » Check Collisionsコマンドを選択します。衝突がある場合は、メッセージパネルを通じて報告され、設計スペース内で強調表示されます。なお、結合された表面は衝突とみなされません。

マルチボードアセンブリパネルは、アセンブリ構造のツリービューを表示し、アセンブリ内のすべてのPCB、作成されたメイト、追加されたSTEPモデルを含みます。ツリーと右クリックメニューコマンドを使用して、マルチボードアセンブリをナビゲートおよび管理します。

物理的なマルチボードアセンブリの作成についてもっと学ぶ。

製造図面の作成

マルチボードアセンブリが完成したら、製造図面を作成して注釈を付けることができます。マルチボード設計のための製造図面は、Draftsmanエディタで作成されています。

新しいマルチボードアセンブリドキュメントをマルチボード設計に追加するには、プロジェクトパネルのプロジェクトエントリを右クリックし、コンテキストメニューからAdd New to Project » Draftsman Documentコマンドを選択します。新規ドキュメントダイアログが開き、ここから事前定義されたドキュメントテンプレートまたは空白のA4ドキュメントを作成する[Default]オプションを選択できます。OKをクリックすると、新しいDraftsmanドキュメントが設計スペースに表示されます。


新しく作成されたDraftsmanドキュメントが、デザインスペースでアクティブなドキュメントになります。

  • ドラフトマンドキュメントのオプション、例えばシートサイズは、デザインスペースでオブジェクトが選択されていない時にプロパティパネルで設定されます。
  • ドラフトマンはマルチボードアセンブリドキュメントから直接設計データを抽出します。マルチボードアセンブリデータが変更された場合、メインメニューからTools » Import Changes From <MultiBoardAssemblyDocumentName>.MbaDocコマンドを選択して、ドラフトマン内のデータを更新できます。

マルチボード設計プロジェクトの製造図面では、以下のビューが利用可能です:

  • マルチボードビュー - マルチボードアセンブリを構成するPCBと3Dモデルのアウトラインの自動グラフィック合成。
  • セクションビュー - 配置されたマルチボードビューを通過する指定された「カット」ポイントからのプロファイルスライス、または断面図。
  • ボード詳細ビュー - マルチボードビューの定義されたエリアの浮動拡大ビュー。
  • ボードリアルビュー - 現在のマルチボードアセンブリのスケーラブルな3Dレンダリング。

図面ビューを配置するには、DraftsmanエディターのPlaceメニューから必要なビュータイプのコマンドを選択します:マルチボードビューまたは追加ビューメニューからのコマンド。


メインメニューのPlaceから図面ビューを配置します。

  • マルチボードビューまたはボードリアルビューコマンドを選択した後、カーソルの下のビューと十字線が表示される配置モードに入ります。デザインスペースをクリックしてビューを配置します。
  • セクションビューまたはボード詳細ビューコマンドを選択した後、それぞれ配置されたマルチボードビュー上でカットラインの位置または詳細ビューエリアを定義します。

図面ビューが配置されると、デザインスペースでビューが選択されているときにプロパティパネルでそのプロパティを設定できます。


ドラフトマン文書のシートに配置されたいくつかのビュー:2つのマルチボードビュー、セクションビュー、ボード詳細ビュー、およびボードリアルビュー。

重要な詳細を図面に追加するために、ドラフトマンは追加の注釈、寸法、および表ツールを提供します:

  • オブジェクトのアウトラインの長さ、サイズ、角度やオブジェクト間の距離を示すために、寸法グラフィックをボードビューに配置することができます。Placeメインメニューの寸法配置コマンドのグループを使用して、必要な寸法タイプを選択してください。
  • 図面に重要な情報を追加するために、追加の注釈ツール、例えばコールアウト、表面仕上げ指標、自動ノートリストが提供されています。Place » Annotationメニューのコマンドをメインメニューから選択して、必要な注釈ツールを選択してください。
  • 製造図面に部品表(BOM)データを追加するために、部品表テーブル(Place » Bill Of Materials)を配置することができます。部品表テーブルは、マルチボード設計プロジェクトに追加されたActiveBOMドキュメントからデータを引き出し、それを反映します。また、カスタムデータで埋めることができる一般的なテーブルも利用可能です(Place » Table)。
  • 図面ドキュメントに基本的な自由形式の描画要素を配置するために、さまざまなグラフィカルエレメントツールも提供されています。Placeメインメニューのグラフィカルオブジェクト配置コマンドのグループを使用して、必要なオブジェクトタイプを選択してください。
製造図面の作成についてもっと学ぶには、こちらをご覧ください。
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注記

利用できる機能は、Altium 製品のアクセスレベルによって異なります。Altium Designer ソフトウェア サブスクリプション の様々なレベルに含まれる機能と、Altium 365 プラットフォーム で提供されるアプリケーションを通じて提供される機能を比較してください。

ソフトウェアの機能が見つからない場合は、Altium の営業担当者に連絡して 詳細を確認してください。

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