(57)【要約】【課題】複数枚で一つの機能またはシステムを構成するプリント基板の設計作業を効率的に行うことが可能なプリント基板設計装置およびプリント基板設計方法を得ること。【解決手段】プリント基板の回路接続情報を読み込む読み込み手段と、複数のプリント基板の回路接続情報のうち、他のプリント基板と相互に接続される部品および部品端子の情報を１つの接続情報に合成する接続情報合成手段と、合成した接続情報およびプリント基板全般の情報を格納する実装設計情報格納手段と、相互に接続される部品および部品端子の情報を格納する基板間接続情報格納手段と、合成した接続情報を個々の回路接続情報に分割する接続情報分割手段と、合成した接続情報および分割した回路接続情報に基づいてプリント基板の配置処理を行う配置処理部と、合成した接続情報および分割した回路接続情報に基づいてプリント基板の配線処理を行う配線処理部と、を備える。【選択図】        図１
2006252285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚を接続することで所定の装置を構成するプリント基板の設計を行うプリント基板設計装置であって、
前記プリント基板の回路接続情報を読み込む読み込み手段と、
前記複数のプリント基板の回路接続情報のうち、他の前記プリント基板と相互に接続される部品および部品端子の情報を１つの接続情報に合成する接続情報合成手段と、
前記合成した接続情報および前記プリント基板全般の情報を格納する実装設計情報格納手段と、
前記相互に接続される部品および部品端子の情報を格納する基板間接続情報格納手段と、
前記合成した接続情報を個々の回路接続情報に分割する接続情報分割手段と、
前記合成した接続情報および前記分割した回路接続情報に基づいて前記プリント基板の配置処理を行う配置処理部と、
前記合成した接続情報および前記分割した回路接続情報に基づいて前記プリント基板の配線処理を行う配線処理部と、
を備えることを特徴とするプリント基板設計装置。
【請求項２】
前記プリント基板用情報および装置全体用情報として、配置情報、配線情報、基板構造情報および設計制約情報を管理するデータ管理手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載のプリント基板設計装置。
【請求項３】
前記プリント基板固有の基板構造を基に、前記装置全体の設計制約情報を演算処理する制約条件演算手段を備えること
を特徴とする請求項２に記載のプリント基板設計装置。
【請求項４】
前記複数のプリント基板の設計作業を並行して実施する場合に、
前記各プリント基板の設計処理において、前記実装設計情報格納手段および前記基板間接続情報格納手段に格納された情報を相互に共有させるための制御を行う共有制御手段と、
前記共有制御手段の制御により共有化された情報について、同一情報の同時編集を回避する制御を行う排他制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板設計装置。
【請求項５】
複数枚を接続することで所定の装置を構成するプリント基板の設計を行うプリント基板設計方法であって、
前記プリント基板の回路接続情報を読み込む読み込み工程と、
前記プリント基板の回路接続情報のうち、他の前記プリント基板と相互に接続される部品および部品端子の情報を１つの接続情報に合成する接続情報合成工程と、
前記合成した接続情報および前記プリント基板全般の情報を格納する実装設計情報格納工程と、
前記相互に接続される部品および部品端子の情報を格納する基板間接続情報格納工程と、
前記合成した接続情報を個々の回路接続情報に分割する接続情報分割工程と、
前記合成した接続情報および前記分割した回路接続情報に基づいてプリント基板の配置処理を行う配置処理工程と、
前記合成した接続情報および前記分割した回路接続情報に基づいて前記プリント基板の配線処理を行う配線処理工程と、
を含むことを特徴とするプリント基板設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板設計装置およびプリント基板設計方法に関し、特に、複数枚で１つの機能またはシステムなどを構成するプリント基板の設計を行うプリント基板設計装置およびプリント基板設計方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板を設計するプリント基板設計装置は、一枚のプリント基板をブロック化、オブジェクト化することにより、一枚の基板を複数の作業者が並行して作業を進めることができる特徴を有している。そして、従来の技術によれば、たとえば一枚のプリント基板を機能ごとに分割し各部分ごとにＣＡＤ設計を可能とする基板設計方法が提供されている。
【０００３】
このような基板設計方法についてより詳細に説明すると、たとえば、各設計工程においてそれぞれ用いられる、ＣＡＤシステムで使用する部品データを統合化して部品データベースを構成する。すなわち、回路設計工程、回路設計工程で決定された部品を配置する実装設計工程、及び、回路設計データと実装設計データからプリント基板のパターン設計工程、の各設計工程においてそれぞれ用いられる、ＣＡＤシステムで使用する部品データを統合化して部品データベースを構成する。また、前述のＣＡＤシステムから出力される設計データは共通な形式とした構成とされている。
【０００４】
また、回路を分割した部分回路単位をオブジェクトとする。そして、オブジェクト単位で回路設計、実装設計、及びパターン設計を行い、且つ、オブジェクト単位で回路、部品配置、パターン、及び設計制約などの設計データを保持する。
【０００５】
つぎに設計動作について説明する。まず、１枚のプリント基板の回路設計において、回路単位を設計上任意の数（たとえばｎ個）のオブジェクトに分割する。つぎに、オブジェクト１に対して、回路設計および実装設計を実施する。この際、オブジェクトが独立していない場合には、実装設計は仮実装となる。その後、パターン設計を実施する際、パターン配線長制限等の設計制約情報を参照し、該設計制約条件に沿った設計を実施する。
【０００６】
この際にも、パターンオブジェクト、制約オブジェクトが独立していなかった場合には、パターン設計は仮パターンとなる。そして、オブジェクト１の設計が完了した段階で、つぎにオブジェクト２の設計を上記と同様に実施する。その後、オブジェクト３、オブジェクト４、・・・と、オブジェクトｎまで上記と同様に実施する。このように、一枚のプリント基板を複数のオブジェクトに分割し、分割した全てのオブジェクトの設計が終了した段階で設計が終了となり、この時点で独立していなかったオブジェクトにおける仮設計情報はなくなる（たとえば、特許文献１参照）。このような従来のプリント基板設計方法によれば、一枚のプリント基板を任意の数のオブジェクトに分割し、一枚のプリント基板内を分割したオブジェクト単位で設計することにより設計をオブジェクト単位で並行して行うことができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１８４９０８号公報（図３および図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、大規模システムにおいては複数のプリント基板で構成されることが一般的である。上述した従来のプリント基板設計方法により、大規模システムのプリント基板を設計しようとした場合には、実装条件、設計制約条件を最適に遵守したプリント基板設計が困難であるという問題があった。また、大規模システムを構成する複数のプリント基板のうち、１枚または複数のプリント基板の設計が完了しないと、設計結果に沿った実装条件、設計制約条件の確認、再設定ができない。そして、これが終了しないと、残りのプリント基板の設計が開始できず、これにより設計期間が増大するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数枚で一つの機能またはシステムを構成するプリント基板の設計作業を効率的に行うことが可能なプリント基板設計装置およびプリント基板設計方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるプリント基板設計装置は、複数枚を接続することで所定の装置を構成するプリント基板の設計を行うプリント基板設計装置であって、プリント基板の回路接続情報を読み込む読み込み手段と、複数のプリント基板の回路接続情報のうち、他のプリント基板と相互に接続される部品および部品端子の情報を１つの接続情報に合成する接続情報合成手段と、合成した接続情報およびプリント基板全般の情報を格納する実装設計情報格納手段と、相互に接続される部品および部品端子の情報を格納する基板間接続情報格納手段と、合成した接続情報を個々の回路接続情報に分割する接続情報分割手段と、合成した接続情報および分割した回路接続情報に基づいてプリント基板の配置処理を行う配置処理部と、合成した接続情報および分割した回路接続情報に基づいてプリント基板の配線処理を行う配線処理部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、複数のプリント基板の各種回路接続情報を一つに合成、また必要に応じて複数に分割する機能を有することにより、回路接続情報を任意に切り替え、相互接続することにより配置情報、配線情報、設計制約情報の一括管理が可能であり、複数枚で一つの機能またはシステムを構成するプリント基板の設計を効率良く行うことができる。これにより、複数枚で一つの機能またはシステムを構成するプリント基板の設計作業を効率的に行うことができ、設計作業の効率化を実現し、設計期間の短縮、短期間の納期の実現、低コスト化、および設計品質の向上を図ることができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるプリント基板設計装置およびプリント基板設計方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１３】
実施の形態
図１は、本実施の形態にかかるプリント基板設計装置の機能構成を示す機能構成図である。図１に示すように、本実施の形態にかかるプリント基板設計装置は、実装設計部１１と、統合管理部１２と、実装設計情報格納部１３と、基板間接続情報格納部１４と、回路接続情報合成処理部１５と、回路接続情報分割処理部１６と、制約条件演算部１７と、共有制御部１８と、排他制御部１９と、データ管理部２０と、出力部２１と、を備えて構成されている。
【００１４】
実装設計部１１は、既知のプリント基板設計装置が有する回路情報読取機能、部品配置機能、パターン配線機能、物理情報出力機能等を兼ね備えた実装設計手段である。統合管理部１２は、本発明の主たる特徴とするもので任意の数のプリント基板の各種情報を扱う処理を管理制御する管理モジュールである。
【００１５】
実装設計情報格納部１３は、プリント基板全体の層構成、部品、配線パターン、設計制約条件などの情報を格納している管理モジュールである。また、実装設計情報格納部１３には、回路接続情報合成処理部１５において合成された接続情報も格納される。基板間接続情報格納部１４は、複数のプリント基板の回路接続情報の内、基板相互に接続される部品および部品端子の情報を格納する管理モジュールである。
【００１６】
回路接続情報合成処理部１５は、実装設計部１１で読み取りを行った回路情報を基にプリント基板個々の相互間で接続されるべき情報があった場合にはその回路接続情報を一つの接続情報に合成して実装設計情報格納部１３に格納するとともに、合成した際の部品及び部品端子情報等を基板間接続情報格納部１４に格納する合成処理手段である。回路接続情報分割処理部１６は、実装設計情報格納部１３と基板間接続情報格納部１４に格納された回路接続情報を元に戻す際に使用する分割処理手段である。
【００１７】
制約条件演算部１７は、プリント基板個々の板厚、層数等の異なる基板構造を考慮しつつ回路接続情報もしくは実装設計部１１から与えられた装置全体の設計制約情報を演算、処理する演算手段である。共有制御部１８は、本発明によるシステムを用いて並行して設計作業を行う場合に実装設計情報格納部１３、基板間接続情報格納部１４、制約条件演算部１７などを共有してデータを共有使用するための制御を行う情報共有手段である。排他制御部１９は、共有制御部１８で共有したデータに関して共有違反、すなわち同一情報の同時編集が行われることを防止するための制御を行う手段である。
【００１８】
データ管理部２０は、実装設計情報格納部１３内に格納された個々のプリント基板のデータが更新されようとする都度、統合管理部１２の処理全体のデータを監視してデータの共有、排他違反を検知し、必要に応じて共有制御部１８、排他制御部１９へ処理を中継し、該共有制御部１８、排他制御部１９において該当データの共有、排他制御を実施させる。出力部２１は、公知の技術によるデータの出力手段である。
【００１９】
図２は、本実施の形態にかかるプリント基板設計装置により設計を行う装置３０の基板構成を示した図である。ここでは、一つの装置３０が３枚のプリント基板により構成されており、図２に示すようにある所定の機能を有するプリント基板Ａ３１と、他の所定の機能を有するプリント基板Ｂ３２と、プリント基板Ａ３１とプリント基板Ｂ３２とを電気的に結合し、一つの装置として統合するためのプリント基板Ｃ３３と、により構成されている。
【００２０】
次に本実施の形態にかかるプリント基板設計装置の動作について説明する。図３は、図２に示した３枚のプリント基板で構成される装置を設計する際の処理の流れを示したフローチャートである。以下、図３を参照しながら説明する。
【００２１】
まず、実装設計部１１において、１枚目のプリント基板であるプリント基板Ａ３１の回路接続情報を読み込む回路接続情報読み込み処理を行う（ステップＳ１０１）。つぎに、読み込んだプリント基板Ａ３１の回路接続情報に他のプリント基板と相互に接続される部品および部品端子の情報が存在するか否かを統合管理部１２において判断する（ステップＳ１０２）。
【００２２】
ここで、読み込んだプリント基板Ａ３１の回路接続情報に上記の情報が存在する場合には（ステップＳ１０２肯定）、該当する回路接続情報を一つの基板間接続情報に合成する合成処理を行う（ステップＳ１０３）。そして、これを実装設計情報格納部１３に格納するとともに、合成した際の部品及び部品端子情報等を基板間接続情報格納部１４に格納する格納処理を行う（ステップＳ１０４）。
【００２３】
一方、ステップＳ１０２の判断において読み込んだプリント基板Ａ３１の回路接続情報に上記の情報が存在しない場合には（ステップＳ１０２否定）、上述したステップＳ１０３およびステップＳ１０４を行わずにつぎのステップＳ１０５に移行する。
【００２４】
つぎに、プリント基板Ａ３１の格納処理（ステップＳ１０４）が終了すると、またはステップＳ１０２の判断において読み込んだプリント基板Ａ３１の回路接続情報に上記の情報が存在しない場合（ステップＳ１０２否定）には、実装設計部１１は、読み込むべき他のプリント基板の回路接続情報があるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。
【００２５】
ステップＳ１０５の判断において、読み込むべき他のプリント基板の回路接続情報がある場合には（ステップＳ１０５肯定）、ステップＳ１０１に戻る。また、ステップＳ１０５の判断において、読み込むべき他のプリント基板の回路接続情報がない場合には（ステップＳ１０５否定）、次の設計作業であるステップＳ１０６に移行する。
【００２６】
ここでは、読み込むべき他のプリント基板の回路接続情報として２枚目のプリント基板であるプリント基板Ｂ３２の回路接続情報と、３枚目のプリント基板であるプリント基板Ｃ３３の回路接続情報と、があるためステップＳ１０１に戻る。そして、プリント基板Ｂ３２の回路接続情報に対して上記のステップＳ１０１〜ステップＳ１０５を行い、さらにプリント基板Ｃ３３の回路接続情報に対して上記のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４を行う。そして、プリント基板Ｃ３３の回路接続情報に対してステップＳ１０５を行った後、次の設計作業であるステップＳ１０６に移行する。なお、上記のＳ１０１〜ステップＳ１０４の一連の作業については、これ以降の設計作業へ移行した後も任意に再度の実施が可能である。
【００２７】
ここで、公知の回路設計ＣＡＤで作成された回路接続情報には既に設計制約条件が付加されている場合も多いが、本実施の形態にかかるプリント基板設計装置においては実装設計部１１を用いて設計制約条件を新たに付加することも可能である。
【００２８】
そこで、本実施の形態にかかるプリント基板設計装置では、新たに付加する設計制約条件を設定する制約条件設定処理を実装設計部において行う（ステップＳ１０６）。この際、本発明においては、すでに回路接続情報合成処理部１５で接続情報が合成済みであるため、プリント基板個々の配線制約条件を設定することも可能であり、また装置全体を通じての制約条件を簡単に設定することも可能となる。これにより、設計自由度の高いプリント基板設計を容易に行うことができる。ここで設計制約条件とは、たとえば、配線パターンの線長であったり、近隣に存在する他の配線パターンとの間隙制約であったり、周辺に存在する部品間隙などである。
【００２９】
つぎに、実装設計部１１において、合成した基板間接続情報に基づいて回路接続情報に定義された部品の配置を行う配置処理を実施する（ステップＳ１０７）。また、必要に応じて、回路接続情報分割処理部１６において前記の合成した基板間接続情報を個々の回路接続情報に分割し、該情報に基づいて配置処理を実施する。つぎに、実装設計部１１において、回路設計情報、合成した基板間接続情報および上記の配置処理で配置された部品の部品配置情報に基づき配線を行う配線処理を実施する（ステップＳ１０８）。また、必要に応じて、回路接続情報分割処理部１６において合成した基板間接続情報を個々の回路接続情報に分割し、該情報に基づいて配線処理を実施する。
【００３０】
そして、配置処理（ステップＳ１０７）、配線処理（ステップＳ１０８）による設計作業においては、設計制約条件を考慮した設計作業を行う。この場合、制約条件演算部１７において装置全体の制約条件と、プリント基板個々の制約条件と、がそれぞれ処理されている。なお、１枚のプリント基板内で独立している制約条件については、個々の制約条件として処理される。また、複数のプリント基板に関連する設計制約条件については、制約条件演算部１７において、プリント基板個々の設計作業を進める都度、装置全体の制約条件として満足しているか演算し、合否判定を実施する。
【００３１】
そして、以上の配置処理（ステップＳ１０７）、配線処理（ステップＳ１０８）が終了した段階で、公知の技術による出力部２１を用いて製造用、検査用データなどの出力を行う。
【００３２】
以上のように、本実施の形態にかかるプリント基板設計装置においては、１枚または複数のプリント基板の回路接続情報を合成または分離する機能を有しているため、回路接続情報を任意に切り替え、相互接続することにより配置情報、配線情報、設計制約情報の一括管理が可能であり、複数枚で一つの機能またはシステムを構成するプリント基板の設計を効率良く行うことができる。そして、このプリント基板設計装置においては、複数の作業者が並行して上述した個々のプリント基板の設計作業を実施することが可能である。個々のプリント基板の設計作業を並行して実施する場合に、前述の回路接続情報を合成または分離する機能により回路接続情報を任意に切り替え、相互接続することにより配置情報、配線情報、設計制約情報の一括管理が可能であり、複数のプリント基板の設計を並行して効率良く行うことができる。
【００３３】
また、たとえば並行して複数のプリント基板の設計作業を行う場合においては、データ管理部２０が実装設計情報格納部１３内の個々のプリント基板のデータが更新されようとする都度、統合管理部１２の処理全体のデータを監視し、データの共有、排他違反を検知する。そして、必要に応じて共有制御部１８、排他制御部１９へデータの更新処理を中継し、該共有制御部１８、排他制御部１９が各作業者に対して該当データの共有、排他制御を実施する。これにより、複数のプリント基板の設計作業を並行して行う場合においても、データの共有違反を生じることなく、正確なプリント基板設計を行うことができる。
【００３４】
したがって、本実施の形態にかかるプリント基板設計装置によれば、設計作業の効率化を実現し、設計期間の短縮、短期間の納期の実現、低コスト化、および設計品質の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかるプリント基板設計装置は、複数枚で１つの機能またはシステムなどを構成するプリント基板の設計を行う場合に有用であり、特に、基板個々の設計を複数人で分担し、並行して作業を行う場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態にかかるプリント基板設計装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態にかかるプリント基板設計装置により設計を行う装置の基板構成を示した図である。
【図３】３枚のプリント基板で構成される装置を設計する際の処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１１  実装設計部
１２  統合管理部
１３  実装設計情報格納部
１４  基板間接続情報格納部
１５  回路接続情報合成処理部
１６  回路接続情報分割処理部
１７  制約条件演算部
１８  共有制御部
１９  排他制御部
２０  データ管理部
２１  出力部
３１  プリント基板Ａ
３２  プリント基板Ｂ
３３  プリント基板Ｃ
【図１】
2006252285.tif 000003
【図２】
2006252285.tif 000004
【図３】
2006252285.tif 000005