JP2002312418A - プリント基板設計装置、プリント基板設計方法、及びその制御プログラム - Google Patents

プリント基板設計装置、プリント基板設計方法、及びその制御プログラム

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JP2002312418A JP2001111947A JP2001111947A JP2002312418A JP 2002312418 A JP2002312418 A JP 2002312418A JP 2001111947 A JP2001111947 A JP 2001111947A JP 2001111947 A JP2001111947 A JP 2001111947A JP 2002312418 A JP2002312418 A JP 2002312418A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波で多種の信号に対してクロストークの
発生を防止したプリント基板を設計できるプリント基板
設計装置を提供する。 【解決手段】 各パターンのうちの隣接する2つのパタ
ーンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数が比較さ
れ、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なくとも
一つの要素が異なる場合にクロストークの発生が判定さ
れる。そして、パターン31とパターン32とが隣接す
る領域でクロストークが発生すると判定され、クロスト
ーク危険マーク33が表示される

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、プリント基板設
計装置、プリント基板設計方法、及びその制御プログラ
ムに係り、特に、複数種類の高周波の信号が流れる回路
のプリント基板を設計する場合に用いて好適なプリント
基板設計装置、プリント基板設計方法、及びその制御プ
ログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】プリント基板の設計では、電子機器の性
能や実装方式に応じて、特性、材料及び形状が選択さ
れ、近年では、高密度配線及び高多層化の方向で要求水
準が高くなっている。高密度化に伴い、パターン幅の
0.1mm以下のものが実用化され、パターンの断面積
を確保する形で対応している。各パターンの間隙は、材
料、コーティングの有無、使用電圧で決められる。多層
の場合、スルーホールと隣接パターンとの間隙の検討も
重要である。他の電気特性として、電気容量、特性イン
ピーダンス、クロストークなどが考慮され、パターンの
設計や多層の層構成が決定されてプリント基板設計装置
でプリント基板の設計が行われる。
【0003】従来、この種の技術としては、例えば、文
献;特開平4−312176号公報に記載されるものが
あった。図7は、前記文献に記載された従来のプリント
基板設計装置で用いられる回路図の配線情報を示す図で
ある。同図に示すように、集積回路(以下、「IC」と
いう)1の各入出力ピン“1”,“2”,“3”,
“4”,“5”,“6”には、コネクタ2のピン“A
1”,“A2”,“A3”,“A4”,“A5”,“A
6”が接続されている。入出力ピン“1”とピン“A
1”との間の信号線には、信号名“信号1”及び電圧識
別符号“E”(“E”は、アースラインを示す)が付与
されている。入出力ピン“2”とピン“A2”との間の
信号線には、信号名“信号2”及び電圧識別符号“5”
(“5”は、+5Vラインを示す)が付与されている。
入出力ピン“3”とピン“A3”との間の信号線には、
信号名“信号3”及び電圧識別符号“S”(“S”は、
信号ラインを示す)が付与されている。入出力ピン
“4”とピン“A4”との間の信号線には、信号名“信
号4”及び電圧識別符号“S”が付与されている。入出
力ピン“5”とピン“A5”との間の信号線には、信号
名“信号5”及び電圧識別符号“G”(“G”は、グラ
ンドラインを示す)が付与されている。入出力ピン
“6”とピン“A6”との間の信号線には、信号名“信
号6”及び電圧識別符号“M48”(“M48”は、−
48Vラインを示す)が付与されている。
【0004】図8は、従来のプリント基板設計装置で図
7の配線情報に基づいて作成されたプリント基板のパタ
ーンを示す図である。このプリント基板3では、図8に
示すように、図7の配線情報に基づき、入出力ピン
“1”,“2”,“3”,“4”,“5”,“6”とピ
ン“A1”,“A2”,“A3”,“A4”,“A
5”,“A6”との間に、各パターンが形成されてい
る。この場合、電圧識別符号“E”,“5”,“S”,
“S”,“G”,“M48”を用いて配線時に隣接する
例えばパターン4,5間の電位差が算出され、この電位
差に基づいてクロストークの防止に必要な間隙Dが設け
られている。また、既に形成されているパターンを横切
る裏面のパターン6が形成される場合、透視で交差する
部分について層間における電位差が算出され、この電位
差に基づいてクロストークの防止に必要な間隙が設けら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のプリント基板設計装置では、次のような問題点があ
った。すなわち、従来のプリント基板設計装置では、図
8に示すプリント基板3におけるクロストークは、各パ
ターン間の電位差に基づいて間隙を設けることによって
防止されるようになっている。ところが、近年の電子機
器の内部のプリント基板では、従来よりもさらに高周波
で多種の信号が流れ、各パターン間の電位差に基づいて
設けられた間隙のみでは、クロストークの防止には不十
分なことがあるという問題があった。このため、プリン
ト基板の設計の段階で、高周波で多種の信号に対してク
ロストークの防止を検討する必要がある。
【0006】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、高周波で多種の信号に対してクロストークの発
生を防止したプリント基板を設計できるプリント基板設
計装置、プリント基板設計方法、及びその制御プログラ
ムを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、回路の配線情報に対応した
回路図を入力して該回路図の各配線に対応する各パター
ンを設計するプリント基板設計装置に係り、前記各パタ
ーンに流れる信号の特徴を比較して該特徴が異なる場合
にクロストークの発生を判定し、該クロストークが発生
する箇所に所定のマークを表示する構成にされているこ
とを特徴としている。
【0008】請求項2記載の発明は、回路の配線情報に
対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する
各パターンを設計するプリント基板設計装置に係り、前
記各パターンのうちの隣接する2つのパターンに流れる
各信号の電圧、種類及び周波数を比較し、これらの電
圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異
なる場合に前記クロストークの発生を判定し、該クロス
トークが発生する箇所に所定のマークを表示する構成に
されていることを特徴としている。
【0009】請求項3記載の発明は、プリント基板設計
装置に係り、回路の配線情報に対応した回路図を入力す
ると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の特徴を
表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与する回
路図入力手段と、前記回路図に基づいて前記各配線に対
応する各パターンを設計すると共に、前記各パターンに
対して該当する前記信号名データを付与するパターン設
計手段と、前記各パターンのうちの隣接する2つのパタ
ーンに対応する各信号名データを比較し、前記各信号名
データが特徴の異なる信号を表す場合にクロストークの
発生を判定するクロストーク発生判定手段と、前記各パ
ターンのうちの前記クロストークが発生する箇所に所定
のマークを表示する表示手段とを備えてなることを特徴
としている。
【0010】請求項4記載の発明は、プリント基板設計
装置に係り、回路の配線情報に対応した回路図を入力す
ると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の電圧、
種類及び周波数を表す信号名データを該当する配線にそ
れぞれ付与する回路図入力手段と、前記回路図に基づい
て前記各配線に対応する各パターンを設計すると共に、
前記各パターンに対して該当する前記信号名データを付
与するパターン設計手段と、前記各パターンのうちの隣
接する2つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び
周波数を比較し、これらの電圧、種類及び周波数のうち
の少なくとも一つの要素が異なる場合にクロストークの
発生を判定するクロストーク発生判定手段と、前記設計
された各パターン及び前記信号名データを表示すると共
に、前記各パターンのうちの前記クロストークが発生す
る箇所に所定のマークを表示する表示手段とを備えてな
ることを特徴としている。
【0011】請求項5記載の発明は、回路の配線情報に
対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する
各パターンを設計するプリント基板設計方法に係り、前
記各パターンに流れる信号の特徴を比較して該特徴が異
なる場合にクロストークの発生を判定し、該クロストー
クが発生する箇所に所定のマークを表示することを特徴
としている。
【0012】請求項6記載の発明は、回路の配線情報に
対応した回路図を入力して該回路図の各配線に対応する
各パターンを設計するプリント基板設計方法に係り、前
記各パターンのうちの隣接する2つのパターンに流れる
各信号の電圧、種類及び周波数を比較し、これらの電
圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異
なる場合に前記クロストークの発生を判定し、該クロス
トークが発生する箇所に所定のマークを表示することを
特徴としている。
【0013】請求項7記載の発明は、プリント基板設計
方法に係り、前記回路の配線情報に対応した回路図を入
力すると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の特
徴を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与す
る回路図入力処理と、前記回路図に基づいて前記各配線
に対応するパターンを設計すると共に、前記各パターン
に対して該当する前記信号名データを付与するパターン
設計処理と、前記各パターンのうちの隣接する2つのパ
ターンに対応する各信号名データを比較し、前記各信号
名データが特徴の異なる信号を表す場合にクロストーク
の発生を判定するクロストーク発生判定処理と、前記各
パターンのうちの前記クロストークが発生する箇所に所
定のマークを表示する問題箇所表示処理とを行うことを
特徴としている。
【0014】請求項8記載の発明は、プリント基板設計
方法に係り、前記回路の配線情報に対応した回路図を入
力すると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の電
圧、種類及び周波数を表す信号名データを該当する配線
にそれぞれ付与する回路図入力処理と、前記回路図に基
づいて前記各配線に対応するパターンを設計すると共
に、前記各パターンに対して該当する前記信号名データ
を付与するパターン設計処理と、前記各パターンのうち
の隣接する2つのパターンに流れる各信号の電圧、種類
及び周波数を比較し、これらの電圧、種類及び周波数の
うちの少なくとも一つの要素が異なる場合に前記クロス
トークの発生を判定するクロストーク発生判定処理と、
前記設計された各パターン及び前記信号名データを表示
すると共に、前記各パターンのうちの前記クロストーク
が発生する箇所に所定のマークを表示する問題箇所表示
処理とを行うことを特徴としている。
【0015】請求項9記載の発明は、制御プログラムに
係り、コンピュータに請求項1、2、3又は4記載のプ
リント基板設計装置の機能を実現させることを特徴とし
ている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図1は、この発明の実
施形態であるプリント基板設計装置の構成を示すブロッ
ク図である。この形態のプリント基板設計装置は、例え
ばCAD(Computer Aided Design)装置などで構成さ
れ、同図に示すように、入力手段(例えば、入力部)1
1と、パターン設計手段(例えば、パターン設計部)1
2と、クロストーク発生判定手段(例えば、クロストー
ク発生判定部)13と、表示手段(例えば、表示部)1
4とを備えている。
【0017】入力部11は、例えば、キーボードやマウ
スなどで構成され、オペレータの操作に基づき、回路の
配線情報に対応した回路図を入力すると共に、同回路図
中の各配線に流れる信号の電圧、種類及び周波数を表す
信号名データを該当する配線にそれぞれ付与して回路図
データLを出力する。パターン設計部12は、同パター
ン設計部12全体を制御する中央処理装置(以下、「C
PU」という)12a及び同CPU12aを動作させる
ための制御プログラムが記録された記録媒体(例えば、
リード・オンリ・メモリ、以下、「ROM」という)1
2bを有している。パターン設計部12は、回路図デー
タLを入力し、不要なインダクタンスや抵抗成分などが
生じないように回路図中の各配線に対応する各パターン
を設計すると共に、各パターンに対して該当する信号名
データを付与してパターン設計データMを出力する。
【0018】クロストーク発生判定部13は、同クロス
トーク発生判定部13全体を制御するCPU13a及び
同CPU13aを動作させるための制御プログラムが記
録されたROM13bを有している。クロストーク発生
判定部13は、パターン設計データMを入力し、各パタ
ーンのうちの隣接する2つのパターンに流れる各信号の
電圧、種類及び周波数を比較し、これらの電圧、種類及
び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる場合に
クロストークの発生を判定してクロストークデータNと
共にパターン設計データMを出力する。表示部14は、
例えば液晶表示装置などで構成され、クロストークデー
タN及びパターン設計データMを入力し、設計された各
パターン及び信号名データを表示すると共に、各パター
ンのうちのクロストークが発生する箇所に所定のマーク
を表示する。
【0019】図2は、図1のプリント基板設計装置にお
けるプリント基板設計方法を説明するためのフローチャ
ート、図3が配線に付与された信号名データを示す図、
図4が設計された各パターン及び信号名データを示す
図、図5がクロストークの発生を判定するための判定基
準を示す図、及び図6はクロストークが発生する箇所に
表示されたマークを示す図である。これらの図を参照し
て、この形態のプリント基板設計装置におけるプリント
基板設計方法について説明する。図2に示すように、オ
ペレータの操作に基づき、回路の配線情報に対応した回
路図が入力部11に入力されると共に、同回路図中の各
配線に流れる信号の電圧、種類及び周波数を表す信号名
データが該当する配線にそれぞれ付与されて回路図デー
タLが出力される(ステップA1,A2、回路図入力処
理)。
【0020】信号名データは、X;電圧レベル、Y;信
号種類、Z;周波数、及びN;信号番号とすると、表示
部14で[XY−ZN]の形式で表示される。例えば、
図3に示すように、論理部品21から論理部品22へ信
号a,b,cが送出される場合、例えば、同信号aの電
圧レベルが5.0V、種類がPCI(Peripheral Compo
nent Interconnect )、及び周波数が33MHzとする
と、信号名データは、[050PCI-0331 ]で表示される。
また、信号bの電圧レベルが1.5V、種類がCLK
(クロック)、及び周波数が100MHzとすると、信
号名データは、[015CLK-1001 ]で表示される。信号c
の電圧レベルが5.0V、種類がPCI、及び周波数が
33MHzとすると、信号名データは、[050PCI-0332
]で表示される。
【0021】パターン設計部12では、回路図データL
が入力され、入力された回路図に基づき、不要なインダ
クタンスや抵抗成分などが生じないように同回路図中の
各配線に対応する各パターンが設計され、図4に示すよ
うに、各パターンに対して該当する信号名データが付与
されてパターン設計データMが生成され、同パターン設
計データMがクロストーク発生判定部13を経て表示部
14で表示される(ステップA3,A4、パターン設計
処理)。
【0022】クロストーク発生判定部13では、図5に
示す判定基準に基づいて各パターンのうちの隣接する2
つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数が
比較され、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少な
くとも一つの要素が異なる場合にクロストークの発生が
判定される(ステップA5、クロストーク発生判定処
理)。そして、図4中のパターン31とパターン32と
が隣接する領域でクロストークが発生すると判定されて
クロストークデータNが生成され、図6に示すように、
表示部14でクロストーク危険マーク33が表示される
(ステップA6、問題箇所表示処理)。その後、オペレ
ータは、パターン31,32のクロストークが発生する
領域に対し、例えば間隙を調整することにより、クロス
トークを防止する処理を行う。
【0023】以上のように、この実施形態では、クロス
トーク発生判定部13で各パターンのうちの隣接する2
つのパターンに流れる各信号の電圧、種類及び周波数を
比較し、これらの電圧、種類及び周波数のうちの少なく
とも一つの要素が異なる場合にクロストークの発生を判
定するようにしたので、高周波で多種の信号が流れる回
路におけるクロストークの発生を未然に防止したプリン
ト基板が設計できる。
【0024】以上、この発明の実施形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更などがあってもこの発明に含まれる。例えば、実
施形態では、プリント基板の表面におけるクロストーク
の発生について説明したが、この発明は、多層基板の縦
層間におけるクロストークの発生箇所についても適用で
きる。また、この発明は、図3に示すような論理部品2
1,22が実装されたプリント基板に限らず、例えば、
アナログ回路のプリント基板や半導体の内部のプリント
基板などにも適用できる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、クロストーク発生判定手段で各パターンのうち
の隣接する2つのパターンに流れる各信号の電圧、種類
及び周波数を比較し、これらの電圧、種類及び周波数の
うちの少なくとも一つの要素が異なる場合にクロストー
クの発生を判定して表示手段で表示するようにしたの
で、高周波で多種の信号が流れる回路におけるクロスト
ークの発生を未然に防止したプリント基板を設計でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態であるプリント基板設計装
置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1のプリント基板設計装置におけるプリント
基板設計方法を説明するためのフローチャートである。
【図3】配線に付与された信号名データを示す図であ
る。
【図4】設計された各パターン及び信号名データを示す
図である。
【図5】クロストークの発生を判定するための判定基準
を示す図である。
【図6】クロストークが発生する箇所に表示されたマー
クを示す図である。
【図7】従来のプリント基板設計装置で用いられる回路
図の配線情報を示す図である。
【図8】図7の配線情報に基づいて作成されたプリント
基板のパターンを示す図である。
【符号の説明】
11 入力部(入力手段) 12 パターン設計部(パターン設計手段) 12b,13b ROM(記録媒体) 13 クロストーク発生判定部(クロストーク発生
判定手段) 14 表示部(表示手段)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路の配線情報に対応した回路図を入力
    して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計する
    プリント基板設計装置であって、 前記各パターンに流れる信号の特徴を比較して該特徴が
    異なる場合にクロストークの発生を判定し、該クロスト
    ークが発生する箇所に所定のマークを表示する構成にさ
    れていることを特徴とするプリント基板設計装置。
  2. 【請求項2】 回路の配線情報に対応した回路図を入力
    して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計する
    プリント基板設計装置であって、 前記各パターンのうちの隣接する2つのパターンに流れ
    る各信号の電圧、種類及び周波数を比較し、これらの電
    圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異
    なる場合に前記クロストークの発生を判定し、該クロス
    トークが発生する箇所に所定のマークを表示する構成に
    されていることを特徴とするプリント基板設計装置。
  3. 【請求項3】 回路の配線情報に対応した回路図を入力
    すると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の特徴
    を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与する
    回路図入力手段と、 前記回路図に基づいて前記各配線に対応する各パターン
    を設計すると共に、前記各パターンに対して該当する前
    記信号名データを付与するパターン設計手段と、 前記
    各パターンのうちの隣接する2つのパターンに対応する
    各信号名データを比較し、前記各信号名データが特徴の
    異なる信号を表す場合にクロストークの発生を判定する
    クロストーク発生判定手段と、 前記各パターンのうちの前記クロストークが発生する箇
    所に所定のマークを表示する表示手段とを備えてなるこ
    とを特徴とするプリント基板設計装置。
  4. 【請求項4】 回路の配線情報に対応した回路図を入力
    すると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の電
    圧、種類及び周波数を表す信号名データを該当する配線
    にそれぞれ付与する回路図入力手段と、 前記回路図に基づいて前記各配線に対応する各パターン
    を設計すると共に、前記各パターンに対して該当する前
    記信号名データを付与するパターン設計手段と、 前記
    各パターンのうちの隣接する2つのパターンに流れる各
    信号の電圧、種類及び周波数を比較し、これらの電圧、
    種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異なる
    場合にクロストークの発生を判定するクロストーク発生
    判定手段と、 前記設計された各パターン及び前記信号
    名データを表示すると共に、前記各パターンのうちの前
    記クロストークが発生する箇所に所定のマークを表示す
    る表示手段とを備えてなることを特徴とするプリント基
    板設計装置。
  5. 【請求項5】 回路の配線情報に対応した回路図を入力
    して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計する
    プリント基板設計方法であって、 前記各パターンに流れる信号の特徴を比較して該特徴が
    異なる場合にクロストークの発生を判定し、該クロスト
    ークが発生する箇所に所定のマークを表示することを特
    徴とするプリント基板設計方法。
  6. 【請求項6】 回路の配線情報に対応した回路図を入力
    して該回路図の各配線に対応する各パターンを設計する
    プリント基板設計方法であって、 前記各パターンのうちの隣接する2つのパターンに流れ
    る各信号の電圧、種類及び周波数を比較し、これらの電
    圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異
    なる場合に前記クロストークの発生を判定し、該クロス
    トークが発生する箇所に所定のマークを表示することを
    特徴とするプリント基板設計方法。
  7. 【請求項7】 前記回路の配線情報に対応した回路図を
    入力すると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の
    特徴を表す信号名データを該当する配線にそれぞれ付与
    する回路図入力処理と、 前記回路図に基づいて前記各配線に対応するパターンを
    設計すると共に、前記各パターンに対して該当する前記
    信号名データを付与するパターン設計処理と、 前記各パターンのうちの隣接する2つのパターンに対応
    する各信号名データを比較し、前記各信号名データが特
    徴の異なる信号を表す場合にクロストークの発生を判定
    するクロストーク発生判定処理と、 前記各パターンのうちの前記クロストークが発生する箇
    所に所定のマークを表示する問題箇所表示処理とを行う
    ことを特徴とするプリント基板設計方法。
  8. 【請求項8】 前記回路の配線情報に対応した回路図を
    入力すると共に、前記回路図中の各配線に流れる信号の
    電圧、種類及び周波数を表す信号名データを該当する配
    線にそれぞれ付与する回路図入力処理と、 前記回路図に基づいて前記各配線に対応するパターンを
    設計すると共に、前記各パターンに対して該当する前記
    信号名データを付与するパターン設計処理と、 前記各パターンのうちの隣接する2つのパターンに流れ
    る各信号の電圧、種類及び周波数を比較し、これらの電
    圧、種類及び周波数のうちの少なくとも一つの要素が異
    なる場合に前記クロストークの発生を判定するクロスト
    ーク発生判定処理と、 前記設計された各パターン及び前記信号名データを表示
    すると共に、前記各パターンのうちの前記クロストーク
    が発生する箇所に所定のマークを表示する問題箇所表示
    処理とを行うことを特徴とするプリント基板設計方法。
  9. 【請求項9】 コンピュータに請求項1、2、3又は4
    記載のプリント基板設計装置の機能を実現させるための
    制御プログラム。
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