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回路設計・パターン設計・シミュレーション

最新の技術を用い高速信号伝送や、ノイズ対策に対応します。

高速信号伝送やノイズ対策に対応したプリント配線板のパターン設計とシミュレーションを行います。最新の高速DRAM・シリアル伝送対応、半導体動作にともなう電源電圧変動の抑制、およびパワー半導体搭載時の雑音端子電圧の低減まで幅広く対応します。

対象課題

  • 回路設計から一括依頼したい
  • 高速信号を使う予定だが、設計方法が分からない
  • ノイズ抑制をはかりたいが、やり方がわからない
  • 熱対策をしたいが、やり方がわからない
  • 短納期で設計・製造がしたい
  • 設計品質の向上をはかりたい

特長

高速信号伝送対応

高速メモリバス

  • 1. 回路図をもとにしたパターン設計ルールの作成(プレシミュレーション)
  • 2. パターン設計データに基づく波形やタイミング検証(ポストシミュレーション)
  • 3. 半導体への電源供給の安定化等によるジッタの低減

 

高速シリアル

  • 1. コネクタやケーブルなど伝送経路を含む波形シミュレーション
  • 2. 層間接続構造(スルーホール)を含む信号経路全体の特性インピーダンスコントロールによる信号品質の確保
  • 3. SDI(シリアル・デジタル・インタフェース)などリターンロス規格のあるインタフェースについて、コネクタ~半導体デバイス間の設計最適化による規格合致
ノイズ対策
  • 1. 放射ノイズ抑制ルール準拠による放射ノイズ抑制
  • 2. 半導体動作にともなう電源端子ノイズの抑制
  • 3. パワー半導体やモジュール搭載時の雑音端子電圧の抑制
熱対策

半導体の温度を規定以下にするため筺体設計を含めた対処。

実績

テーマ 結果
回路設計・FPGA設計

画像測定機器、放送・通信機器

高速信号伝送設計

28Gbps、14Gbps、10Gbps、PCI-Express Gen3、12G-SDI、USB3.0、SATAⅢ

ノイズ対策設計

VCCI、CISPR11、CISPR22、FCC

パワー回路・アナログ回路対応設計

雑音端子電圧低減

熱対策設計

半導体発熱温度低減

短納期設計

同時並行設計、24時間対応、休日対応

関連事例

信号配線から発生しているノイズを、パターン設計だけで低減したい

信号速度の高速化に伴い、プリント基板の配線パターンに高周波の電流が流れると不要輻射となることがあります。高密度・高多層のプリント基板になってくるとリターン経路を人手により確認しなが設計するのは、かなり困難となります。弊社ではEMI抑制設計支援ツール(NEC製DEMITASNX)を活用し、最適パターン設計を行います。

電源からノイズが発生している可能性があり、その対策をしたい

電子機器の高速化と大電流化によりLSIから発生した電源ノイズが不要輻射の原因になることがあります。「層構成を変更しGNDを強化する方法」または「電源層をパターン化しノイズ拡散を抑制する方法」により、144MHzと388MHzにおいて、それぞれ15dBμV程度ノイズを低減することが出来ました。

高速差動信号伝送の波形実測

高速差動信号伝送の波形実測での注意点について、アイパターンと通常波形に分けて説明し、波形品質劣化の要因切り分けの方法を紹介しています。

高速差動信号伝送におけるスリット跨ぎとスルーホール

プリント基板上に生じ差動信号配線の阻害要因であるリファレンスプレーンに生じたスリット跨ぎやスルーホールを通過場合の信号品質への悪影響を低減する為の工夫や手段を紹介しています。

高速差動信号伝送におけるペア内スキューの影響

差動伝送のペア配線は、トータル配線長を揃えようと短い配線側で余長処理を行います。

しかし同じ長さでも、結合配線までの配線や結合配線内といった個別箇所単位でスキューが生じているケースがほとんどです。

そのような場合、伝送特性にどのような影響が生じるかを実験結果からまとめました。

高速差動信号伝送におけるプリント配線板の伝送損失とペア内結合

同一配線層に結合度の違う3種類の差動配線を準備し、伝送損失の測定をしました。

結合度に差異がある事から、配線幅に違いが生じてます。

伝送損失の低減を望む場合、配線幅の太い(結合が希薄)配線が最善のように考えられていますが・・・

SDIリターンロス規格合致のための設計変更

SDI(シリアル・デジタル・インタフェース)が搭載されるプリント配線板を開発する際には、リターンロス規格への合致が課題となります。

このために、スペックアウトした現品を対象とした、実測とシミュレーションによる具体的なプリント配線板の改版指針の決定方法の事例を紹介します。

プリント基板の放射ノイズ対策

A社が製造している製品ではノイズ抑制が課題であり、弊社に相談を受けました。
弊社では、解析・チェックツールによる原因と特定と、弊社ノウハウによる設計変更により、放射ノイズを約10dBμV/m低減することが出来ました。

保有設備

パターン設計用CAD

CR5000BD, CR5000PWS (図研) Allegro PCB (Cadence)

シミュレーションソフト・ルールチェックソフト

HyperLynx SI (Mentor) ADS (Keysight) Microwave Office (AWR) HSPICE (Synopsys) SIwave (ANSYS) DEMITASNX (NEC)

品質チェックソフト

Valor NPI(Mentor)

よくある質問

回路設計からの依頼は可能でしょうか?

可能です。要求仕様書があれば、そちらをご提供いただきたくお願いいたします。

回路設計する際のCADは何を使っていますでしょうか?

CR5000SDやOrCADが主力CADとなります。

FPGA設計を依頼することは可能でしょうか?

可能です。Altera、Xilinxどちらも可能です。RTLの言語は、VerilogHDL、VHDLで対応しています。

パターン設計のCADは何を使っていますでしょうか?

CR5000BD(図研)、CR5000PWS(図研)、Allegro(Cadence)が主力CADです。

パターン設計を依頼する際に必要なデータを教えてください。

回路図、外形図(公差含む)、ネットリスト、部品表、設計指示書、などが必要となります。

パターン設計を依頼する際に必要なネットリストの種類を教えてください。

Accel_Ascii、Allegro、Protel、Telesis、など約40種類のフォーマットに対応しています。

対応可能なシミュレーションの内容を教えてください。

伝送路解析、ノイズ解析、熱解析などが可能です。それ以外も内容によっては対応可能ですので、お問合せをお願いいたします。

シミュレーションツールは何を使っていますでしょうか?

HyperLynx SI (Mentor) ADS (Keysight)  Microwave Office (AWR)  HSPICE (Synopsys)  SIwave (ANSYS)  DEMITASNX (NEC)  

伝送線路系のシミュレーションに必要な情報を教えてください。

回路図、部品表、対象信号、対象デバイスのモデル(IBIS、SPICE)が必要となります。

パターン設計の品質チェックはどのような形でされていますでしょうか?

Valor NPI(Menter)を使ってチェックを行っています。基準は弊社製造を前提としていますが、指定基準をお送りいただければ、そちらでも対応可能です。

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