パナソニック・ホーム パナソニック プロダクト解析センター > 電子回路解析 > 高速信号回路の「リーン設計技術」

高速信号回路の「リーン設計技術」

リーン(lean)は、ファット(fat)の対義語で、余分な肉がついておらず、細身で健康な状態を指す形容詞です。
私たちの高速信号回路の設計は、まさにこのリーンな状態を目指しています。
例えば、この部品は本当に必要なのか、BGAからの引き出し配線をよりシンプルにできないか、或いは、もっと小型化・省電力化できないか等を常に考え、余分な肉を落としてゆきます。

私たち独自の高速信号回路の「リーン設計技術」は、従来の対処手法ではなく、本質的な商品の差別化、合理化につながる革新的なアプローチです。

独自の「リーン設計技術」

デジタルTVの創生期からの設計参画による技術蓄積を体系化し、独自の高速信号回路の「リーン設計技術」を確立。7つの最適化手法と、解析と計測による検証手法により、お客様の商品の差別化と、合理化を支援します。

7つの最適化手法と解析と測量による検証手法

独自の「リーン設計技法」


例えば、高速伝送路の設計では、波形の反射の影響を抑えるため、レギュレータと抵抗で整合させることが一般的です。しかしながら、この方法では、部品コストと消費電力のアップが避けられません。
「リーン設計技術」では、従来の設計手法とは大きく異なり、波形の整合ではなく、シンプルに配線を短く、かつ配線インピーダンスを下げることで反射の影響を抑えます。これによりレギュレータと抵抗を削除することができ、かつレイアウト面積も小さくすることが可能になります。
ただし、この設計手法を用いるためには、確実な検証が不可欠です。私たちは、高度なシミュレーション技術と計測技術による確実な検証を通じ、常識を覆す設計を常識にしてゆきます。

一般ン設計とリーン設計の違い

    

リファレンスパターンの最適化設計

一般的に、DDR等の高速信号回路の設計では、半導体メーカー指定のリファレンスを用いるため、商品の差別化や合理化が困難です。独自の高速信号回路の「リーン設計技術」は、従来の慣習や、定石にとらわれない斬新な着想で、リファレンスパターンの最適化を行います。

リファレンスパターンの最適化設計(P版製造コストを大幅削減)

DDR

信号品質や要求仕様(面積、電力など)などを満たす設計解をトポロジー検討を用いて求め、反射やクロストーク、ビアやパスコンの配置も考慮したパターン設計を行います。その後、パターン検証によって、所望の波形となっているかや、同時スイッチングノイズやビア間クロストークなど、回路図には現れないリスクまで検証して、安定動作を実現します。

  1.Fly-by 配線 2.Tree配線
終端 ダンピング 直結 ダンピング 終端
(中点)
終端
(分岐後)
配置 終端 ダンビング 直結 ダンビング 終端(中点) 終端(分岐後)
DIO配列 RQ-DQ-DQ RQ-DQ-DQ RQ-DQ-DQ DQ-RQ-DQ DQ-RQ-DQ DQ-RQ-DQ
DDR3
エリア
最小 基準 最大
信号解析 × ×
特徴 信号品質
エリア
消費電力
エリア
終端不要
× 信号品質
エリア
終端不要
× 信号品質
エリア
終端不要
信号品質
信号品質
消費電力
エリア
信号品質
消費電力
× エリア
採用案
面積優先
 
面積優先
周波数調整

コスト優先
   

配線のインピーダンス整合、分岐方法、ダンピング抵抗、終端抵抗の有無や定数をパラメータとして解析を行い、信号品質や面積を総合的に判断して、設計解を導出します

rウィアウトベース解析(ポストシミュレーション)

実際のパターンデータから配線、電源ベタ、GNDベタの相互影響をSパラメータとして抽出し、信号のクロストークノイズ、反射ノイズを統合して伝送信号を解析することで、所望の波形となっているか確認します。

SI解析の詳細については、こちらをご参照ください

差動信号(USB3.0、HDMI、LVDS等)

複数の基板にまたがる差動信号の設計では、基板だけでなく、コネクタやハーネスを含めた伝送線路のシミュレーションが必要です。私たちは、システム全体を計算したSIシミュレーションにより、LSIの設計や筐体検討の段階から、システムマージンを満たすコネクタやハーネスを含めた商品全体の配線レイアウトを提案し、仕様に落とし込みます。

コネクターやハーネス等を含むSIシミュレーション
送信側LSI ドライブ強度、エンファシス強度
送信側基板 配線長、箔幅、箔間、特性インピーダンス値
受信側LSI イコライザ強度
受信側基板 配線長、箔幅、箔間、特性インピーダンス値
コネクタ、ハーネス メーカ、長さ/材質


設計着手までの流れ

お客様からお伺いしましたご要望・課題に対しまして、こちらから「リーン設計」による改善提案をご提示させていただきます。

ご提案内容につきまして、ご不明な点や、更なるご要望等がございましたら、お互い納得のゆくまで、何度でも打ち合わせをさせていただき、アプローチを整合いたします。
その上で、正式にご依頼をいただき、設計に着手いたします。
また、徹底した情報セキュリティ管理により、情報漏えいの発生を防止しております。なお、お客様のご要望に応じまして、秘密保持契約(NDA)にも対応いたします。

まずは、お気軽にご相談ください。



お問い合わせ先:メールまたはフリーダイヤル 0120-872-207【受付時間】平日9:00~17:15



パナソニック・ホーム パナソニック プロダクト解析センター > 電子回路解析 > 高速信号回路の「リーン設計技術」