JP2006293701A - ネット表示プログラムおよびネット表示方法 - Google Patents

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寿康 坂田
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一徳 熊谷
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Abstract

【課題】 電気系CADシステムの配線表示に関し、より詳細には指定された部品間の信号線の接続を追跡し、指定部品間で電気的接続がなされている場合にその部品の端子間を直接接続して表示するネット表示プログラムおよびネット表示方法を提供することを目的とする。
【解決手順】 画面上の部品から複数の部品の指定を受け付ける指定受付手順と、指定された部品から任意の1つを選び、その部品に接続する信号線を追跡する信号線追跡手順と、追跡した信号線の接続先が残りの指定部品であったときそれらの指定部品の端子間を接続線で結び表示する接続線表示手順とで構成する。
【選択図】 図1

Description

電気系CAD(Computer Aided Design)システムの配線表示に関し、より詳細には指定された部品間の信号線の接続を追跡し、指定部品間で電気的接続がなされている場合にその部品の端子間を直接接続して表示するネット表示プログラムおよびネット表示方法に関する。
プリント基板の設計はCADによる設計が主流になりつつある。基板設計CADはレイアウトCADと位置づけられ、上流の回路設計CADの情報を引き継いで設計される場合が多い。このため、回路設計CADで作成されたネットリスト(回路の接続情報)や部品リスト(使用される部品の情報)は基板設計CADにおいて利用し、シームレスにデータの受け渡しがなされているのが一般的である。
図9は、このような回路設計CADで作成されたデータを用いた基板設計CADの一般的な例を示すもので、基板構造設計110、部品配置設計120および配線設計130の3つの設計フェーズから構成される。それぞれの内容は次の通りである。
基板構造設計110では、部品を搭載する基板の構造設計を行う。装置の基板仕様140に基づいて外形寸法を入力して外形を定め、基板の取り付け孔や切欠き等があればここで入力する。また、部品搭載面や半田面の設定、部品の搭載領域や配線領域もここで設定する。
部品配置設計120では、基板構造設計110で設計した基板に搭載する部品の配置をCADシステムと対話設計により行う。このとき、回路設計CADで作成した部品リスト150から部品を呼び出して配置する(自動的に基板の周辺に部品リスト150から呼び出した部品を置く場合もある。部品の配置は、周辺に置かれた部品を基板の搭載領域内に移動して配置する)。部品リスト150には部品の種別や入出力の端子情報、外形寸法、パッドの寸法等の情報が含まれる。
配線設計130では、回路設計用のCADで作成したネットリスト160を基に配置された部品間の配線を定められた配線ルール(配線幅、配線ギャップなど)に基づいて自動により行う。自動配線で未結線が生じた場合は、編集機能を用いてオペレータが対話的に配線パターンを入力する。
以上が基板設計CADの概要である。この中で部品配置設計120は部品配置の善し悪しが次の自動配線の配線の引き回しに大きく影響するためオペレータ(実装設計者)の技量が問われる箇所でもある。従って、オペレータは回路の電気信号の流れを良く見極めて部品の配置を行う。電気信号の流れを見るため、ネットリスト150を基に部品の端子間を直接結んだラッツネスト表示がよく用いられるが、全ての搭載部品に対して接続状態を表示するため接続線が交錯し全体の接続の流れを見るには必ずしも満足し得るものではない。
上記に示した部品配置を行うための接続の流れを見る目的とは異なるが、配線が行われた配線パターンの接続状態を見易く表示してチェックする方法が提案されている。この提案は、所望するネット名を指定するとそのネットに接続する部品を判定し、その部品が抵抗やコンデンサなどの受動部品で有った場合に接続先が能動部品と成るまで追跡し、能動部品間の配線部分と受動部品を色を変えて表示するものである。本方法により、能動部品間の接続状態が容易に判断できる(例えば特許文献1)。
特開平7−200651号公報
上記に述べたように、部品配置は次に行う配線のやり易さに大きく影響するため、部品間の接続の流れを把握する必要があった。そして、この接続の流れを知る方法として従来ではラッツネストによる表示を行っていたが、全ての部品を接続するため搭載部品の数が多くなるとその表示は複雑となり、適切な機能と言えなかった。
特許文献1に提案された方法は、能動部品間の接続状態を他の配線パターンや部品と異なる色で表示でき接続の状態を容易に判断できるが、部品配置設計で必要なことは指定した部品間の接続の状態を知ることにあり途中に接続される部品を透過(スルー)して表示したい、と言う要求を満たすものではない。また、提案された方法は、その目的から配線設計が終了した配線パターンに対するものであり、単に接続状態を確認するものとは異なる。
本発明は、基板上または基板周辺に置かれた部品を指定すると、その間に他の部品の接続があっても指定された部品間を直接接続して表示するネット表示プログラムおよびネット表示方法を提供する。
本発明のネット表示プログラムおよびネット表示方法は、以下のように構成される。
(1)第1の発明
図1は第1の発明の原理を示すもので、ネット表示プログラムは指定受付手順10、信号線追跡手順20および接続線表示手順30から構成する。
指定受付手順10は、画面に表示した部品に対しオペレータから複数個の部品の指定を受けるものである。画面に表示される部品は、基板上または基板周辺に置かれた部品である。
信号線追跡手順20は、指定受付手順10で複数指定された部品の任意の1つを第1の部品として、この第1の部品が有する端子(接続端子)に接続する信号線に対し信号伝搬方向、またはその逆の伝搬される方向に接続先を追跡する。
接続線表示手順30は、指定受付手順10で複数指定された部品から第1の部品を除いた部品を第2の部品とし、信号線追跡手順20で追跡された信号線の接続先にこの第2の部品の端子が含まれるとき、この第1と第2の部品の端子間を接続線で結んでこの接続線の表示を行う。
上記の構成によれば、指定された部品間の接続関係が直接接続線で表示されるので信号の流れを容易に知ることができる。
(2)第2の発明
第2の発明は、指定した部品の中の端子を指定することでその端子に接続する信号線の指定部品間に於ける接続を表示するものである。
第1の発明の指定受付手順では、画面に表示した部品の中から複数個の部品を指定すると共に、その指定した部品の端子の中から1つ以上の端子の指定を受けることを行う。そして信号線追跡手順は、指定された端子の部品の内の任意の1つ部品を第1の部品とし、その第1の部品で指定された端子に接続する信号線について、電気信号が伝搬する方向、または伝搬される方向に接続先を追跡する。以降は、第1の発明と同様に行い指定された部品間で接続がなされていれば直接接続線で接続し表示を行う。
上記の構成によれば、指定された部品間で指定した信号線の接続関係を容易に知ることができる。
(3)第3の発明
第3の発明は、第1と第2の発明において指定された部品間にそれ以外の部品(指定された部品以外の部品)を経由して接続がなされているとき、経由した部品が予め指定された種類の部品であればその部品を経由した接続の表示を行うものである。
即ち、第1と第2の発明の信号線追跡手順において、信号線の追跡が指定された部品以外の部品を経由して追跡がなされ、接続線表示手順で経由した部品が予め指定された部品の種類がであるときに第1と第2の部品の端子間を結ぶ接続線をその部品を経由して接続して表示する。
上記の構成によれば、予め部品の種類を指定しておけば部品間を結ぶ接続線を部品経由で表示できる。
(4)第4の発明
第4の発明は、第1から第3の発明においてラッツネストで表示するものである。
(5)第5の発明
第5の発明は、第1の発明におけるネット表示方法である。
第1の発明により、信号の流れを把握した部品配置に対する支援が可能なネット表示プログラムの提供ができる。
第2の発明により、ネット毎の細かい指定ができ、部品配置および接続チェックに対する支援が可能なネット表示プログラムの提供ができる。
第3の発明により、部品の種類を指定しておけば経由部品を接続して表示するので、部品配置および多様な接続チェックに対する支援が可能なネット表示プログラムの提供ができる。
第4の発明により、ラッツネスト表示に第1から第3の発明を適用できるので、部品配置および接続チェックの支援が可能なネット表示プログラムの提供ができる。
第5の発明により、信号の流れを把握した部品配置に対する支援が可能なネット表示方法の提供ができる。
本発明の実施例を図2から図8を用いて説明する。
図2は本発明によるネット表示装置の構成例を示すものである。ネット表示装置200は、データやプログラムを制御するCPU210、ディスプレイ221やマウス222、キーボード223の入出力機器を制御する入出力制御部220、基板に搭載する部品の情報を記憶した部品リスト230、接続情報を記憶したネットリスト240および本発明のネット表示プログラム250から構成する。
ネット表示プログラム250は、さらに部品/端子指定部251、表示方法指定部252、信号線追跡部253、接続線生成部254および表示部255から構成する。次にこれらのプログラムの概要を説明する。
部品/端子指定部251は、ディスプレイ221に表示されている基板に搭載されている部品、あるいは基板の周辺に置かれている部品に対して、オペレータが指定したものを認識する。また、指定した部品の中の端子が指定された場合も同様に認識する。指定を認識したプログラムは、例えば部品リスト230の対応する部品IDの適切なフィールドに指定された部品、あるいは端子であることを識別する記号を付けておく。
表示方法指定部252は、接続線の表示方法の指定を受け付け、表示部255で表示の際に指定された方法で表示を行う。表示方法は、例えばラッツネスト表示、配線パターン表示、ワイヤ表示(後述する)の何れかの表示方法の指定を受け付け、さらに経由部品を接続する場合には接続する部品の種類(例えば、受動部品か能動部品か、さらに受動部品でも抵抗器やコンデンサ、ダイオード等の指定)を受け付ける。
信号線追跡部253は、指定された部品の端子に接続する信号線を抽出し、その接続先の部品を調べる。接続先の部品からさらに先に電気信号が伝搬する信号線が有る場合は、その信号線を追跡し接続先を調べる。これを伝搬する信号線が無くなるまで繰り返し、接続先の部品ID、端子IDを順次記録する。
接続線生成部254は、信号線追跡部253が記録した接続先の部品ID、端子IDの情報に指定された種類の部品があるかどうかを調べ、その部品があればその部品の端子を含めて接続線で結ぶ。このとき、表示方法指定部252で指定された表示方法に基づいて接続線を結ぶ。例えば、ラッツネスト表示であれば端子間に直線を生成して結び、配線パターン表示であれば既に配線済の配線パターンを強調表示することになるので、配線パターンに識別記号を付けることになる。ワイヤ表示は所定の方法で接続線を生成する。また、表示方法指定部252で経由部品の種類が指定がされていれば指定部品の端子間を直接接続するのではなく、その経由部品(但し、種類が該当するもの)の端子も接続する。
表示部255は生成された接続線を表示するが、表示方法指定部252で配線パターンの指示なされていれば、配線パターンを強調表示する。
続いて、部品リスト230とネットリスト240のデータ例を説明する。
図3は部品リスト230のデータ例を示すもので、基板に搭載する部品の情報を記憶したものである。この情報は、回路設計CADで作成したものを基本とし、そこに基板設計CADで必要とする情報を付け加えたものである。図3に示すよう、部品リスト230は個々の部品に付けられた「部品ID」、部品の種類を示す「種別」、「端子数」(ピン数)、端子番号に対する入出力と機能の情報を示す「入出力端子情報」、本プログラム(ネット表示プログラム)で指定部品であることを識別する「部品指定」および「端子指定」の各フィールドを含むものである。部品リスト230には、以上に掲げたフィールドの他に搭載される部品を搭載する基板面の情報、角度、配置座標、外形やパッド寸法等の情報もここに記憶されているが、発明に直接関係がないのでここでは省略する。部品リスト230の最初のデータ例は、部品番号が「I01」で種別は「IC」、端子数は「8」であり、01と02の番号の端子は入力端子で、NANDゲートを経て07が出力端子、同様に03と04は入力端子で、NANDゲートを経て08が出力端子、05は電源端子、06はグランド端子である。また、このICは部品指定および端子の指定がされていることを示している。この部品指定と端子指定は、本ネット表示プログラムで指定されてもので内容は後述する。
図4はネットリスト240のデータ例を示すもので、信号線に対する端子との接続の情報を記憶したものである。信号線を識別する「信号線ID」、この信号線と接続する端子を示す「接続ノード(1)〜(n)」の各フィールドから構成する。ネットリスト240の最初のデータは、信号線IDが「NET−A」で「I01.01」、「C01.01」、・・・と接続していることを示している。「I01.01」は部品ID「I01」の端子番号「01」であることを示すものである。
次に、ネット表示プログラム250の処理フローについて図5を用いて説明する。このプログラムの起動に当たっては、ディスプレイ221画面上に基板とその基板に搭載する部品が表示されているものとする。搭載する部品は回路設計CADで作成された部品リストを基に搭載すべき全ての部品が基板上または基板の周辺に置かれた状態にある。そして、これらの部品の接続情報がネットリスト230に記憶されているものとする。また、これから述べる処理は複数の部品指定(端子の指定はない)、ラッツネストによる直接接続(経由部品の接続表示はしない)の例で説明する。
以上の前提で、オペレータは画面上に表示されている部品をマウス222を用いて複数個指定する。ここでは、3個の部品を指定したものとする。指定された部品は、例えば図3の部品リスト230の「部品指定」フィールドに例えば「1(指定部品)」を識別記号として設定する(無指定は「0」)。また「端子指定」フィールドは、端子の指定はないので「ALL」(このALLは、信号線の端子に対して「全て」であり、電源端子、グランド端子は除く)が設定される。もし、端子の指定があれば、その端子番号が設定されることになる。続いて、ラッツネスト表示で経由部品なしで表示するよう表示方法を指定する。(S100、S110)。
次に、指定された3の部品の任意の一つを選択し、この部品に接続される信号線を抽出する。これは、ネットリスト240の接続ノードのフィールドを参照することで選択された部品IDの端子に接続する信号線IDを知ることができる。例えば、図4においてI01が選択された部品とすれば、この部品の端子番号01(即ち、I01.01)にはNET−Aの信号線IDの信号線が、端子番号02にはNET−Bの信号線IDの信号線が接続されており、このようにして信号線が抽出される(S120、S130)。
抽出した複数の信号線の信号線IDから任意の信号線IDを1つを選択する。続いて、選択した信号線IDは既に調査した信号線IDかどうかを調べる。ここでは、初めての追跡であるので当然調査済ではないが、選択した全ての部品の全ての抽出した信号線IDについて追跡を行うことになるので、通常は次に述べる調査済信号線の記憶領域を調べ、そこにこれから追跡を行う信号線IDが記憶されているかどうかを調べる。記憶されていなければ調査済信号線として記憶領域に一旦登録し、追跡を開始する(S140〜S160)。
この信号線IDの信号線に接続する部品(正確には部品の端子)をネットリスト240から求め、その部品がS100で指定された部品(正確には、指定された部品からS120で選択した部品を除いた部品)かどうかを調べる。指定された部品でなければ、この信号線の入力(信号の伝搬と逆であれば出力)に対応する信号線の出力(信号の伝搬と逆であれば入力)を部品リスト230の端子番号から調べ、その端子番号の信号線のIDをネットリスト240を参照して求め、この信号線IDの信号線が調査済でないことを確認して再び追跡を行う。もし、対応する信号線がなければ(例えばコネクタの端子等に接続されてい場合)、この信号線に対する追跡は終了し、S140で次に抽出された別の信号線IDの信号線について追跡を行うことになる。また、信号線に接続する部品が有る場合は指定部品かどうかを調べて、指定部品でなければその部品の先の信号線を求めることを再び行う。もし、信号線に接続する部品が指定部品であればそれまでの信号線IDを接続信号線として記憶領域に登録する(S170〜S250)。このようにして、抽出した信号線に対して全て同様に調べる(ループB)。全ての信号線の追跡を終了したら、先のS120で任意に選択した部品に対して別の部品を選択して同様の処理を行う。ここではS100で3個の部品を指定したので、残りの2個から1個を選び、その部品について接続する信号線を抽出し、同様に調べることになる(ループA)。
以上の処理が終了した後に、接続信号線として登録された信号線IDを調べることにより、指定部品の端子間の接続が分かるのでその端子間を直接結ぶ接続線を生成し、その接続線を表示する(S260、S270)。
図6に、このような処理を行い接続した例を示す。図6(a)は、基板の内と周辺に置かれた部品の接続関係を直接結んで表示した例で、従来のラッツネスト表示である。ここに示される部品の内、部品Aと部品B、および部品Cの3つの部品を指定した場合(即ち、指定部品は部品A〜Cである)、前述した処理により図6(b)のように部品A〜C間を直接接続線で結び表示する。図6(a)では指定部品間に他の部品を経由している場合はその部品にも接続しており、しかも全ての部品の接続を表示しているため、所望する部品間の接続の状態は見にくいものであった。図6(b)により、その状態はよく分かり、部品配置において接続の流れを考慮した配置が可能になる。
処理フロー例ではラッツネスト表示をするよう指定したが、ワイヤ表示を指定した場合の表示例を図7に示す。ここでは、2つの部品(部品Aと部品B)を指定し、直接端子間を直線で接続するのではなく、緩い曲線を含んだ見易い表示方法(ワイヤ表示)で表示している。
また、既に例えば自動配線を行った後に部品と信号線を指定した表示例を図8に示す。ここでは、部品Aと部品Bを指定し、更にN1の信号線を指定した例である。図8(a)は従来の表示例で、N1の信号線を指示するとそのN1の配線パターンのみが強調表示されていたが、本発明では図8(b)のように、途中に経由する部品から先に接続する配線パターンN2をも強調表示でき、接続の状態が一目にして知ることができる。
以上の実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
基板に搭載する部品間の接続を表示するネット表示プログラムであって、
コンピュータに、
画面に表示した部品の中から指定された複数個の部品を受け付ける指定受付手順と、
前記指定された部品の内の任意の1つの部品を第1の部品として、該第1の部品の端子に接続する信号線に対して、電気信号が伝搬する方向、または伝搬される方向に接続先を追跡する信号線追跡手順と、
前記第1の部品以外の指定された部品を第2の部品として、該第2の部品の端子が前記追跡した信号線の接続先に含まれるとき、該第1と該第2の部品の端子間を接続線で結び、該接続線を表示する接続線表示手順と
を実行させることを特徴とするネット表示プログラム。
(付記2)
前記指定受付手順は、画面に表示した部品の中から指定された複数個の部品と、該複数個の部品の端子の中から指定された1つ以上の端子を受け付け、
前記信号線追跡手順は、前記指定された端子の部品の内の任意の1つの部品を第1の部品として、該第1の部品の端子に接続する信号線について、電気信号が伝搬する方向、または伝搬される方向に接続先を追跡する
ことを特徴とする付記1記載のネット表示プログラム。
(付記3)
前記信号線追跡手順において、信号線の追跡が前記指定された部品以外の部品を経由して追跡がなされ、
接続線表示手順は、前記経由した部品が予め指定された部品の種類であるとき、前記第1と前記第2の部品の端子間を結ぶ接続線を該部品を経由して接続して表示する
ことを特徴とする付記1または付記2記載のネット表示プログラム。
(付記4)
前記接続線表示手順は、ラッツネストで表示する
ことを特徴とする付記1乃至付記3記載のネット表示プログラム。
(付記5)
基板に搭載する部品間の接続を表示するネット表示方法であって、
コンピュータに、
画面に表示した部品の中から指定された複数個の部品を受け付ける指定受付手順と、
前記指定された部品の内の任意の1つの部品を第1の部品として、該第1の部品の端子に接続する信号線に対して、電気信号が伝搬する方向、または伝搬される方向に接続先を追跡する信号線追跡手順と、
前記第1の部品以外の指定された部品を第2の部品として、該第2の部品の端子が前記追跡した信号線の接続先に含まれるとき、該第1と該第2の部品の端子間を接続線で結び、該接続線を表示する接続線表示手順と
を実行させることを特徴とするネット表示方法。
(付記6)
前記接続線表示手順における接続線は、既に配線パターンが形成されている場合は該配線パターンを強調表示する
ことを特徴とする付記3記載のネット表示プログラム。
(付記7)
前記接続線表示手順は、所定のワイヤ表示で表示する
ことを特徴とする付記1乃至付記3記載のネット表示プログラム。
(付記8)
前記指定受付手順は、画面に表示した部品の中から指定された複数個の部品と、該複数個の部品の端子の中から指定された1つ以上の端子を受け付け、
前記信号線追跡手順は、前記指定された端子の部品の内の任意の1つの部品を第1の部品として、該第1の部品の端子に接続する信号線について、電気信号が伝搬する方向、または伝搬される方向に接続先を追跡する
ことを特徴とする付記5記載のネット表示方法。
発明の原理図である。 ネット表示装置の構成例である。 部品リストのデータ例である。 ネットリストのデータ例である。 ネット表示プログラムの処理フロー例である。 ラッツネスト表示例である。 ワイヤ表示例である。 配線パターン表示例である。 従来の基板設計CADの例である。
符号の説明
10 指定受付手順
20 信号線追跡手順
30 接続線表示手順
40 第2の警報送出手段
50 制御手段
110 基板構造設計
120 部品配置設計
130 配線設計
140 基板仕様
150 部品リスト
160 ネットリスト
200 ネット表示装置
210 CPU
220 入出力制御部
221 ディスプレイ
222 マウス
223 キーボード
230 部品リスト
240 ネットリスト
250 ネット表示プログラム
251 部品/端子指定部
252 表示方法指定部
253 信号線追跡部
254 接続線生成部
255 表示部

Claims (6)

  1. 基板に搭載する部品間の接続を表示するネット表示プログラムであって、
    コンピュータに、
    画面に表示した部品の中から指定された複数個の部品を受け付ける指定受付手順と、
    前記指定された部品の内の任意の1つの部品を第1の部品として、該第1の部品の端子に接続する信号線に対して、電気信号が伝搬する方向、または伝搬される方向に接続先を追跡する信号線追跡手順と、
    前記第1の部品以外の指定された部品を第2の部品として、該第2の部品の端子が前記追跡した信号線の接続先に含まれるとき、該第1と該第2の部品の端子間を接続線で結び、該接続線を表示する接続線表示手順と
    を実行させることを特徴とするネット表示プログラム。
  2. 前記指定受付手順は、画面に表示した部品の中から指定された複数個の部品と、該複数個の部品の端子の中から指定された1つ以上の端子を受け付け、
    前記信号線追跡手順は、前記指定された端子の部品の内の任意の1つの部品を第1の部品として、該第1の部品の端子に接続する信号線について、電気信号が伝搬する方向、または伝搬される方向に接続先を追跡する
    ことを特徴とする請求項1記載のネット表示プログラム。
  3. 前記信号線追跡手順において、信号線の追跡が前記指定された部品以外の部品を経由して追跡がなされ、
    接続線表示手順は、前記経由した部品が予め指定された部品の種類であるとき、前記第1と前記第2の部品の端子間を結ぶ接続線を該部品を経由して接続して表示する
    ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のネット表示プログラム。
  4. 前記接続線表示手順は、ラッツネストで表示する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項3記載のネット表示プログラム。
  5. 基板に搭載する部品間の接続を表示するネット表示方法であって、
    コンピュータに、
    画面に表示した部品の中から指定された複数個の部品を受け付ける指定受付手順と、
    前記指定された部品の内の任意の1つの部品を第1の部品として、該第1の部品の端子に接続する信号線に対して、電気信号が伝搬する方向、または伝搬される方向に接続先を追跡する信号線追跡手順と、
    前記第1の部品以外の指定された部品を第2の部品として、該第2の部品の端子が前記追跡した信号線の接続先に含まれるとき、該第1と該第2の部品の端子間を接続線で結び、該接続線を表示する接続線表示手順と
    を実行させることを特徴とするネット表示方法。
  6. 前記接続線表示手順における接続線は、既に配線パターンが形成されている場合は該配線パターンを強調表示する
    ことを特徴とする請求項3記載のネット表示プログラム。
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