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<<   作成日時 : 2012/11/17 18:08   >>

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DOS時代にはOrCAD使いだった。386時代になって、OrCADの386+、そして時代はWindowsになってOrCADのWindows版とアップデートを続けてきたけども、よく言われるようにOrCADはWindows版になって使いにくくなった。しばらく使って辟易してアップデートをやめてしまった。多少機能は劣ってもファイルの受け渡し、グループでの作業、そして雑誌だのwebだので公開するにも、有償のものというのはちょっと厳しいし、なによりあのドングルが邪魔。とうとう、パラレルポートすら無くなって、ドングル自体が使えなくなったことも背中押しで、フリーのものに移行している。

今のところ基板作成に使っているのは次のようなツール類。
  • KiCAD(回路図作成/基板パターン設計)
  • DesignSpark(回路図作成/基板パターン設計)
  • Viewplot(ガーバデータチェック)
  • JWW(基板/パネル加工図面作成)
  • Wings3D(部品の3次元形状作成)
さて、PCB設計CADの基本機能といえば、
  1. 回路設計CAD
    • ・回路図作成
    • ・回路図からネットリスト(接続情報データ)の作成
  2. 基板パターン設計CAD
    • 回路図の部品とフットプリント(部品を載せる部分の基板のパターン)の関連付け
    • ネットリストの読み込み
    • 部品の配置・配線
    • 基板製造データ(ガーバデータ)出力

といった具合になる。PCB設計用CADも、フリーのものから結構なお値段のものまで色々あるけども、このあたりの機能は皆同じ。高価な製品版では、配線を自動的に行うオートルータや、部品の配置も自動的にやるようなツール(オートプレース)、配線時に自動的に周囲の配線を押しのけてくれる機能やら、設計データのチェックツール、アナログ/デジタル回路シミュレータ、基板パターンのインピーダンス設計、差動ラインやクロックラインの設計などで有効な等長配線機能やら、三次元的にレイアウトを確認するツール、不要電波輻射やら熱設計だのといった具合で、至れり尽せり。
フリーなものでもこれらの機能の一部が取り込まれていたりするけども、とりあえず、ネットリストどおりに結線されて、基板製造屋さんの製造基準にのっとった製造データができれば良いやというくらいのレベルだと思っておけばいい。そんなところで、フリーなPCB用CADとして良く見かけるのは次のような感じ。

  • ○EAGLE Light Editiojn
     製品版のEAGLEのフリーな評価版。
    • ・基板サイズは100mmx80mmまで
    • ・設計できるのは2層(両面基板)まで
    • ・回路図エディタは1シートのみ(複数枚に渡る回路図は不可)
    • ・サポートはメールかフォーラムのみ
    • ・非営利目的か評価用に限る
    などの制限はつくけども、一応実際に基板を作るところまでいけることなどもあって、良く使われている。ただ、非営利目的だから、たとえ趣味であっても作った基板を有償で頒布するのも駄目ということだ。
  • CADLUS-X
  • 少ロット対応n基板屋さんで有名なP板.comが提供しているもの。CADLUS OneのP板.com専用版という感じのようだ。機能は製品版並みだけど、大きな制限は製造データ(CAMデータ)がP板.com専用フォーマットのファイルしか出せない事。業界標準なガーバデータが出力できれば色々な基板屋さんが選べるのだけど、CADLUS-Xは専用フォーマットしか出せないので、発注はP板.comにするしかない。
  • PCBE
  • 高戸谷 隆さん作成の、基板のアートワーク(パターン設計)専用のフリーウェア。以前PSoCのミニ開発キット互換ボードを作った時に利用させていただいた。回路図CADとの連携が無いことや、ベタ塗りが基本的に手動(塗りつぶしの枠線を自分で引いていく)という具合で、基板用お絵描きツールのような感じ。ちょっと機能的には寂しいけど、その分分かりやすいので簡単な基板ならいいかもしれない。
  • ○FreePCB
  • フリーウェアな基板のアートワーク用のCAD。こちらは書籍の添付基板作成の時に利用した。16層で縦横60インチ(1インチは25.4mm)基板まで対応している。回路図エディタは付いてないけども、業界で広く利用されているPADS形式(PADSというCADが使っているネットリストフォーマット)のネットリストの入出力機能があるので、他の回路図作成用のCADと組み合わせて使う。フリーなものではたとえばTinyCADなどがある。
     なかなか良く出来ている思うけども、以前使っていて問題になったのが塗つぶし(ベタ領域作成:Cupper)。PCBEとは違って「この範囲の領域で空いてるところは塗りつぶし」とやれば、配線やビアなどを避けて塗りつぶしてくれる。ところが、このときデザインルールの確認をしないようで、デザインルール違反な、非常に細い髭のような塗りつぶし領域ができてしまったりする。これを回避するのは難しくて、結局髭になってしまった領域をこまめに塗りつぶし禁止領域として指定するしかない。ガーバチェックツールでの確認が必須。
  • DesignSpark
  • 部品通販大手のRSコンポーネンツが配布しているツール。機能的には結構優秀で、恐らくフリー版のPCB設計用CADとしては一番優秀だと思う。もちろんお試し版ではないので、制約も無い。自動配置配線機能も一応ある。ただ、どこのCADもそうだけど、オートルータは、バスのように単純な配線が続く時や手動で行う前にちょっとやらせてみて参考にするというくらいだろう。部品屋さんご推奨ということでライブラリはかなり揃っているし、部品表を出すとRSの注文番号が出てくるというあたりも面白いところ。また、DesignSparkでは回路図シンボルとフットプリントをセットにしたモジュールという単位で扱うので、回路図が出来た時点ですぐ基板設計に移行できる。やや面倒なのは配線作業で、ルール違反の配線も出来てしまうし、パターンの移動などもちょっと気が利かない。また、ライブラリなどがバイナリ形式なので、「ちょっとエディタで直して・・」というわけにもいかない。
  • KiCAD</liGPLなフリーのPCB設計CAD。日本語コミュニティもあって、LinuxでもWinでもMacでも使えるところもありがたいだろう。配線中に自動的にDRC(デザイン・ルール・チェック)がかかって、ルール違反の配線がその場でわかったり、45度に曲げた配線の角度を保持したままのドラッグがあるなど、ちょっとしたところに便利さがある。Linuxな文化なのか、回路図シンボルやフットプリントライブラリなどは全部テキストファイルなので、エディタで手直しできてしまうし、多ピンのシンボルやフットプリントなどはawkなどのスクリプト処理言語で出力させて、手直しするという使い方もできるのもなかなか便利。
  • Viewplot
  • PCB設計CADではなく、ガーバデータのビューア兼チェック用ツール。基板屋さんへの製造データとして一番広く利用されているのがガーバデータ(RS-274X:拡張ガーバ形式)というもの。Viewplotはガーバデータを読み込んで表示したり、クリアランスをチェックする機能がある。基板屋さんとの無用のやりとりを繰り返さないためにも、事前にこれで確認しておくといい。

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