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November 04, 2009

新しい電子CADへの提案

IC図記号の明日へ02 & ソフトとハードと図記号と2
 最近、使われている、ECU:Electronic Control Unitは、ICのピン数を省略するため、設定によってピンの機能が異なる設定あ可能な構造となっている。PIC12F683の場合、8pinの構造であるが、電源ピンのVSS、VDDを除けば、2個以上の機能を持つことができるICのピンとなっている。各ピンは、GP0、GP1、GP2、GP3、GP4、GP5というコードが割り当てられ、それぞれをどのように機能を割り当てるかが重要となる。
Pic12f683
Pic12f683_1
従来、電子CADを使うにあたって、下記のような問題点があった。
<1>回路図表記では、プログラムによる機能の変更を記載できない表記方法となっている
<2>基板上の部品配置や実装方法についても表記することができない
<3>部品の電子的特性および機械的特性が不明である
 現在の電子CADでは、<3>の電子的特性について、部品の電子的特性をパラメータで設定することで、シミュレーションが可能なように開発されているものが多く、自分でパラメータの設定が可能となっているものもある。ただ、放熱による熱伝導解析といった機械的な特性のシミュレーション機能は、現在の電子CADに搭載されていない。<2>の基板設計は、現在の電子CADで可能となり、部品配置および実装方法についても記載できるようになっていることから、基板設計にヒートシンクといった、機械的な熱伝導解析等のシミュレーション機能が追加されることが望ましい。(どっかで、開発してくれないかなぁ・・・)
<1>については、新JISの図記号表記によって、回路図上に記載することがある程度は可能である。ここから、回路側のシミュレーションと連動させることが可能となるが、ここまで開発されている電子CADはまだないと思う。(ここらへんもまだまだである)
 現在の電子CADにないからと言って、明日の電子CADにないということはない。非常に多くの困難が伴うことは理解できますが、開発は可能な追加機能だと思います。こういった機能の不足を考えると、まだまだ、本当の意味で電子CADというのは、存在していないのかなあというのがあったりします。

 今回、光と音のシンフォニーでは、PIC12F683を使い、GP0とGP1をAN0、AN1に割り当て、GP3をDigital inputでDI3を割り当て、GP2、GP4、GP5をDigital outputでDO2、DO4、DO5に割り当て、内部クロックでの駆動という設定を、プログラム上でおこなています。この設定を含めて、図記号を設定すると、下図のような描き方ができるかと思います。
12f683new
 正確な表記方法であるかどうかは、確認していませんが、表記方法としてそんなに間違ってはいないと思います。回路図上で、できる限り表記を可能とすることで、電子CADの回路図上で、各種シミュレーションが可能になるかと思います。また、回路図上でソフトウェアの設定を描くということは、ソフトウェアの仕様について、回路図によって表記することが可能であるということです。ハードウェアとソフトウェアの連携強化をはかるためには、こういった対応も必要となってくるのではないでしょうか?
 新JISから想定される、新たな電子CADの仕様としては、図記号表記によって、各種ハードウェアに必要な回路シミュレーションを可能とすることが求められていると考えられます。これは、回路の開発・設計で必要な内容と考えられます。 
 ソフトウェア設計上の仕様についても、連携が取れていることから、テスト評価プログラムの作成をハードウェアの設計と同時に進めていくことができるようになるのではないでしょうか?

 今のところ、実装については、今後の課題というところになっているようです。基板設計用のエディタと電子CADの連携がすすんでいるところからすれば、熱設計によるヒートシンクの配置を含めたシミュレーションや、ノイズ・シミュレーションによる、基板設計支援ツールについても、今後は必要な機能となっていくのではないでしょうか?

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