PCB技術 - オープンソースPCB設計

電子設計分野の主な傾向の1つは、オープンソースハードウェアとそのサポートされているオープンソース原理図とPCBレイアウト図を使用することである。オープンソースハードウェアとそのサポートリソースを使用することで、エンジニアは既存の設計ソリューションを簡単に使用でき、効率を高め、市場投入時間を短縮できます。エンジニアたちが従来のPCBとオープンソースPCB設計の違いをより深く理解するにつれて、この傾向はさらに発展する可能性が高い。

従来のPCB設計と比較して、電源とデジタル部品、高速データ部品のリピート可用性など、オープンソースPCB設計にはいくつかの主要な利点があり、エンジニアはオープンソースPCB設計に傾いている。過去の設計では、エンジニアたちは電源レイアウトの問題に直面していました。オープンソース設計では、回路基板がより高速になり、無線周波数アーキテクチャが搭載されているため、電源レイアウトがより複雑になり、エンジニアはより注意する必要があります。回路基板の線幅、線間隔、貫通孔。オープンソースPCB設計環境では、レイアウトが有効であることを証明するだけで、最初から再設計する必要なくコピーして使用できます。

成長傾向

より高速な回路基板レイアウト（または同様の性能を持つレイアウト）を設計する場合、多くのエンジニアは一般的に、PDF版の回路基板を使用して紙の配線をスケーリングして測定するなど、アプリケーションの説明を参照したり、メーカーにヘルプを求めたりすることに慣れています。そのため、エンジニアは、多様化と複雑なレイアウトに関連するアプリケーション設計に直面すると、オープンソースPCBを好むようになります。オープンソース設計は使いやすい。エンジニアは、PCB設計プロセスにおけるすべてのモジュール設計を完了することができ、「レイアウトエキスパート」になる必要はありません。特に特別な問題に遭遇した場合、エンジニアはレイアウトの圧力を感じないことは明らかです。例えば、従来のPCB設計では困難だった電源モジュールの場合、既存のオープンソース設計を採用すると、レイアウトがより簡単になります。電源、高速インタフェース、回路、インピーダンス整合回路のレイアウトなどの複雑なPCB設計レイアウトは、オープンソースを介して簡単に高速に再使用または複製することができます。

課題とメリット

オープンソース設計の統合は、より多くのノイズ問題など、いくつかの課題に直面しています。回路基板に大電流スイッチを使用すると、ノイズが他の回路に分散します。しかし、オープンソース設計が直面する最大で最も重要な課題は学習曲線の変化である可能性がある。簡単な例を挙げると、エンジニアはオープンソースレイアウトを簡単にコピーして貼り付けることができますが、間隔の設定、必要な線幅、インピーダンスマッチングなど、完全な設計の基礎知識を学ぶ機会を失うこともあります。

これはエンジニアを苦境に陥れているに違いありません。オープンソース設計を使用しないと、設計中にコンポーネント設計の問題が発生し、オープンソース設計を使用すると深い設計知識を学ぶことができない可能性があります。エンジニアが設計の基本原理を理解できなければ、将来のユニークな設計課題に対応するのは難しいことがわかります。

一方、オープンソース設計を使用すると、エンジニアにPCB設計プロセスの新しい視点を提供することができます。言い換えれば、方法が正しい場合、オープンソース設計を使用することによる学習障害は真の学習機会に転化することができる。

オープンソース設計を使用すると、エンジニアの設計学習の開始点を提供できます。エンジニアたちがオープンソースレイアウトを参考点にすれば、PCB設計の知識を深く学ぶことができます。この参考点から、エンジニアは、従来のPCB設計モデルでは提供できなかった既存の設計から新しい方法を学ぶために、いくつかのレイアウトが何らかのレイアウト方法を採用している理由をよりよく理解するために、後方に考えることができます。

前述の電源設計に戻ると、エンジニアが設計中にオープンソースレイアウトを使用している場合、電源設計で使用する特定のコンポーネント、線間隔、銅線の数に基づいて、結果から設計プロセスを反転することができます。これにより、熱管理、インピーダンスマッチング、電源レイアウトなどの設計の基礎知識を実践から学ぶ絶好の機会がエンジニアに提供されます。

ヒント

エンジニアは、すべてのオープンソース設計が「検証」されているわけではないので、オープンソース設計を使用するかどうかを慎重に決定する必要があります。たとえば、一部のエンジニアは、オープンソースレイアウトを作成する際に、他のエンジニアの設計レイアウトに適しているかどうかを十分に考慮していない可能性があります。オープンソース設計の熱管理を例にとる。設計ソリューション間の違いを完全に理解していないエンジニアは、設計に失敗する可能性があります。簡単に言うと、使用されているオープンソースレイアウトのソースを知らないことがあるので、信頼性を予測するのは難しい。

再度、オープンソースレイアウトに基づく電源モジュールの設計を例にします。最初は、エンジニアは回路基板の動作が良いと考え、設計に組み込むことができました。しかし、試験段階に入ると、放射線や伝導による電磁干渉（EMI）などの特定の仕様や要件を満たすために初期設計が十分に試験されていないことが判明する可能性があります。

幸いなことに、オープンソースレイアウトを初めて使用するエンジニアは、以下の注意事項を参考にすることができます。半導体ベンダーのPCBレイアウトは、オンライン公告、Webサイト、フォーラムのレイアウトよりも強固で信頼性が高い可能性があります。eピラーオープンソースディスカッショングループのエンジニアがeピラープラットフォームに集まって議論するのが好きなように、同業界の他のPCB設計エンジニアもフォーラムを特定のオープンソースレイアウトの成否を議論するチャネルの1つと見なしている。PCB設計方法がオープンソースモデルに徐々に変化するにつれて、オープンソースPCB設計がもたらす挑戦、優位性、独自の学習機会を明確に認識しなければならない。これはエンジニアやメーカーだけでなく、PCB業界全体の発展にも役立つだろう。