JP2000293565A - プリント基板のパターンカット図生成装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のパターンカット位置決定システムでは、
ノイズ対策処理が考慮されていないため、パターンをカ
ットし、論理的に正しい接続をしたにも関わらず、実際
の改造基板ではノイズにより正しい動作が得られない場
合があった。 【解決手段】パターンカット位置決定に際し、パターン
カット後の残存パターンを通る信号の種別、残存パター
ンの長さにより、パターンカットが必要な区間に対して
事前にノイズ対策処理を行うべきか否か判断し、ノイズ
対策処理が必要な場合にはパターンカット数を一つから
複数のカットに自動的に変更し、パターンカット位置決
定段階で事前にノイズ対策を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、設計変更に伴うプ
リント基板改造のためのパターンカット図生成装置およ
びその方法に関し、特に電気ノイズの影響を受けやすい
高速信号配線にも対応可能なパターンカット図生成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】伝送装置等に使われる電子部品には高額
なものが少なくなく、その電子部品を実装し、試作した
プリント基板の機能変更には、パターンのカット、ジャ
ンパ線接続が行われる。このパターンカットのパターン
カット図の自動生成については、パターンカットを必要
とする部品ピンの接続区間情報からパターンカット位置
を自動決定し、パターンカット図を生成する方法が提案
されている。この提案に関連するものとして、特開昭６
４−３２６９６号公報、特開平３−２４６６７９号公
報、特開平４−２１０７４公報が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、設計
変更に伴う論理接続の変更により、パターンカットが必
要な区間を抽出した後、パターンのカット位置を決定す
ることにのみ着目し、パターンカット後の残存パターン
が受け、さらにその残存パターンに接続している部品ピ
ンが受ける電気的なノイズ対策として、できるだけ残存
パターンを短くするといった電気条件が考慮されていな
い。このため、論理的に正しいパターンカットを行った
にも拘わらず関わらず、実際の改造基板ではノイズによ
り正しい動作が得られない場合があるという問題があっ
た。

【０００４】本発明の目的はパターンカット位置決定に
際し、パターンカット後の残存パターンに接続している
部品ピンが受ける電気ノイズを考慮し事前に対策を施す
ことで、パターンカット実施後に再度ノイズ対策用にパ
ターンカットを実施することを防止することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、パターンカット位置決定に際し、パターンカットが
必要な区間の信号の種別及びパターンカット後の残存パ
ターンの長さにより、パターンカットが必要な区間に対
して事前にノイズ処理を行うべきか否か判断する。その
結果、ノイズ対策処理が必要な場合には、部品ピン間を
接続する一つの区間に対して、部品ピンからの残存パタ
ーンが短くなるように自動的に一回から複数回パターン
カットを実施するようにする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態であるパ
ターンカット図生成装置の実施例を図１から図６を用い
て説明する。

【０００７】まず、図４と図６を用いてパターンカット
図生成装置の全体構成を説明する。ここで、図４は、パ
ターンカット図生成装置のブロック図である。また、図
６は、パターンカット図生成装置の外観図である。

【０００８】このパターンカット図生成装置は、改造前
のパターンデータ４１と設計変更を織り込んだ最新論理
接続データ４２とを入力し、改造差分抽出部４３によ
り、パターンカットすべきパターンとジャンパ布線すべ
き経路を抽出し、その情報を改造データ編集部４４に渡
す。この改造データ編集部４４では、改造データ自動決
定部４５または改造データ対話決定部４６にこれらのデ
ータを渡すとともに、決定したパターンカット位置およ
びジャンパ布線経路を取り込み、結果をマージして改造
データ結果ファイル４７に出力する。

【０００９】パターンカット位置およびジャンパ布線経
路は、改造データ対話決定部４６にて画面上に表示され
たパターン上で対話にてパターンカット位置または、ジ
ャンパ布線経路をいくつか指示した後、残り分について
改造データ自動決定部４５にデータを渡し、改造データ
自動決定部４５は、カット条件４Ａ、部品情報４Ｂ、ネ
ット属性情報４Ｃを参照して、パターンカット位置やジ
ャンパ布線経路を自動決定することができる。また反対
に、改造データ自動決定部４５にて決定したパターンカ
ット位置やジャンパ布線経路を改造データ対話決定部４
６にて修正することも可能である。

【００１０】このようにして作成されたパターンカッ
ト、ジャンパといった改造データは改造データ結果ファ
イル４７に出力され、改造図面出力部４８によりパター
ンカットやジャンパ布線の作業指示図面４９の出力を行
う。

【００１１】ノイズ対策を考慮したパターンカットの自
動生成は、改造データ自動決定部４５の中のパターンカ
ット位置決定処理４５２と改造データ対話決定部４６の
中のパターンカット位置入力処理４６３とに組み込まれ
て使用される。

【００１２】図６に、パターンカット図生成装置の外観
図を示す。パターンカット図生成装置は、通常のコンピ
ュータと同様に、入力表示部６１と印字出力手段６２と
ＣＰＵ６３と外部メモリ６４と内部メモリ６５と、さら
に、外部メモリ６４は、配線パターンデータ６４１、部
品情報６４２、ネットの属性情報６４３、論理接続デー
タ６４４からなり、図４に示した改造差分抽出、改造デ
ータ対話決定、改造データ自動決定、改造データ編集な
どの機能は、内部メモリ６５に記憶されたソフトウェア
を用いて入力表示部６１からの操作によりＣＰＵ６３で
実現されている。

【００１３】以下、図１から図４を用いて、ノイズ対策
を考慮したパターンカットの自動生成手順を説明する。

【００１４】実施例１：ここで図１は、ノイズ対策を考
慮したパターンカット生成処理のフローチャートを示し
ている。図２はノイズ対策要否を判定するパターンカッ
トの許容残存パターン長の決定ルールを説明する図であ
り、図３はパターンカットの生成過程を説明する平面図
である。まず図１のステップ１１で、ショートしている
配線パターンの有無を判定する。次にステップ１２から
ステップ１３でショートしている配線パターンのネット
（ネット１およびネット２）とネットの属性情報を取り
出す。これらのステップは図４の改造差分抽出部４３で
抽出した情報を改造データ編集部４４経由で改造データ
自動決定部４５に渡されるまでの処理である。ここで属
性情報とは、たとえば、電気レベル、信号種別、動作周
波数を意味する。

【００１５】図２の表２１は、ネット属性別の許容残存
パターン長を示す表であり、電気レベル２１１はＴＴ
Ｌ、ＥＣＬ等の電気的レベルの分類、信号種別２１２は
データ、クロック等の分類、動作周波数２１３は動作速
度の違いを分類してあり、これらの組み合わせから許容
残存パターン長２１４を決定するための表である。な
お、このルールに規定されていない組み合わせの場合
は、許容残存パターン長は無限大がセットされ、この値
は後のステップで残存パターン長がどんなに長くなって
もノイズの影響は受けないと判定させるために使われ
る。また、図２の表２２は、プリント基板上のネットの
属性情報を示す表であり、各ネットのネット名２２１、
電気レベル２２２、信号種別２２３、動作周波数２２４
が定義されている。

【００１６】図１に戻って、ステップ１４とステップ１
５では、図２の表２２より各ネットの電気レベル２２
２、信号種別２２３、動作周波数２２４のネット属性を
取り出し、その取り出したネットの属性が図２の表２１
の中でどの場合に相当するのか検索し、それに対応する
許容残存パターン長２１４を抽出する。このときのネッ
ト１の許容残存パターン長をＡ、ネット２の許容残存パ
ターン長をＢとする。この例では、図２の表２２と図２
の表２１から、ＡがＬＴ１、ＢがＬＴ３となる。次にス
テップ１６にて、このＡ、Ｂを加算した値をＬＴとす
る。

【００１７】次に、ステップ１７でショート配線パター
ン（以下要パターンカットセグメント）の長さを抽出
し、長さをＬとする。以下、要パターンカットセグメン
トとは、一つのネットに属していたピン、バイアなどの
ネット要素を、改造によって複数のネットに分断するた
めにカットを必要とするネット要素のことをいう。図３
の例では、部品３１のピン３２と部品３３のピン３４と
が同一のネット０であった（図３（ａ））が、図３
（ｂ）に示すように、論理変更により部品３１のピン３
２がネット１へ、部品３３のピン３４がネット２へ変更
になった場合のピン３２とピン３４を接続するパターン
３５が要パターンカットセグメントに該当する。

【００１８】次にステップ１８にて、ＬＴとＬを比較
し、その結果、ＬＴがＬより大きい場合は、ステップ１
９に進み、ＬＴがＬ以下の場合はステップ１Ａに進む。
図３の場合は、ＬＴがＬより大きいので、ステップ１９
に進み、部品ピン３２からネット１の許容残存パターン
長分の区間３６と部品ピン３４からネット２の許容残存
パターン長分の区間３７が重なる区間３８（図３
（ｄ））にパターンカット位置３９を決定する（図３
（ｅ））。カット位置決定方法は、例えば部品等を障害
物として考慮する方法による自動パターンカット位置探
索により決定する。次にステップ１１に戻り、全てのパ
ターンカット位置が確定した場合、求まったパターンカ
ット位置３９を、図４の改造データ編集部４４に渡し
て、改造データ結果ファイル４７に出力する。そして最
終的には改造図面出力部４８にてパターンカット位置の
指示を行う図面を出力する。

【００１９】ステップ１８からステップ１Ａに進んだ場
合（図３（ｃ）’）は、ピン３２からネット１の許容残
存パターン長分の区間３Ａ内にカット位置３Ｃを決定し
（図３（ｄ）’）、さらにピン３４からネット２の許容
残存パターン長分の区間３Ｂ内にカット位置３Ｄを決定
する（図３（ｅ）’）。カット位置決定方法は、ステッ
プ１９同様に、自動パターンカット位置探索により決定
する。

【００２０】次にステップ１１に戻り、全てのパターン
カット位置が確定した場合、求まったパターンカット位
置３Ｃ及び３Ｄを、図４の改造データ編集部４４に渡し
て、改造データ結果ファイル４７に出力する。そして最
終的には改造図面出力部４８にてパターンカット位置の
指示を行う図面を出力する。

【００２１】実施例２：図３に示すパターンカットの例
において、パターンカット位置を操作者の対話入力によ
り決定する実施例について説明する。

【００２２】図１におけるステップ１２のショート配線
パターンの取り出し、ステップ１３のショートしている
ネットの属性抽出、ステップ１４のネット１の許容残存
パターン長抽出、ステップ１５のネット２の許容残存パ
ターン長抽出、ステップ１６のネット１とネット２それ
ぞれの許容残存パターン長の加算、ステップ１７の許容
残存パターン長計算は、前記実施例と同様に自動で行
う。

【００２３】ステップ１２でショートしている配線パタ
ーン（要パターンカットセグメント）３５を抽出した
後、改造データ対話決定部４６において、入力表示部６
１に当該要パターンカットセグメント３５を表示色、線
の太さ、点滅表示などの表示属性を変えて表示すること
により、対話操作者が入力表示部６１よりパターンカッ
ト位置を入力することを容易にする。次に、自動決定の
前記実施例と同様、ピン３２とピン３４双方のネット
１、ネット２に対して、順次パターンカットの処理を行
う。

【００２４】この際、ネット１またはネット２において
ノイズ対策のパターンカット位置を更に決定する必要が
ある場合は、改造データ対話決定部４６において、対話
操作者にパターンカット位置の入力を促す。例えば図３
（ｄ）’の例で、対話操作によりカット位置３Ｃを決定
した場合を考える。ネット２において部品ピン３４から
カット位置３Ｃまでの残存パターンが許容残存パターン
長ＬＴ３を超えているので、ノイズ対策のパターンカッ
ト位置の対話入力が必要となる。この際、残存パターン
を、前記パターンカットセグメントの表示と同様に、表
示属性を変えて表示することにより、対話操作者が入力
表示部６１よりパターンカット位置を入力することを容
易にする。また、対話入力したパターンカット位置３Ｄ
に対する残存パターン長が許容残存パターン長を超える
場合には、残存パターンを表示属性を変えて表示させ
て、条件を満たすパターンカット位置が入力されるま
で、再度パターンカット位置を入力し直すことを対話操
作者に促す（再度パターンカット位置が入力された場合
は、前回のパターンカット位置は放棄する）。このよう
にして、条件を満たすパターンカット位置が入力された
場合に初めてパターンカット位置を確定して次のステッ
プに進む。

【００２５】その他の処理については、自動決定の前記
実施例と同様である。

【００２６】実施例３：図１及び図５を用いて、パター
ンが３つに分岐した場合についてノイズ対策を考慮した
パターンカット位置自動決定の処理手順を説明する。

【００２７】まず、実施例１と同様の手順で、ステップ
１２でショートしている配線パターン５８を取り出す。
この図５の例では、部品５５のピン５６が改造後の一方
のネット（ネット１）に属し、部品５１のピン５２と部
品５３のピン５４及びバイア５７が改造後の他方のネッ
ト（ネット２）に属するとした場合、ネット１とネット
２を分断するためには、図５（ｂ）に示すように、パタ
ーンカット位置をパターン５８の上に求める必要があ
る。ステップ１３で接続ネット（ネット１およびネット
２）の属性を抽出、ステップ１４で５Ａで示すネット１
の許容残存パターン長ＬＴ３を抽出、ステップ１５にて
５９で示すネット２の許容残存パターン長ＬＴ１の抽
出、ステップ１６にてネット１、ネット２の許容残存パ
ターン長を加算した値ＬＴを計算、ステップ１７にてシ
ョート配線パターン（要パターンカットセグメント）５
８のパターン長Ｌの計算を行う。

【００２８】次に、ステップ１８にて図５（ｃ）に示す
ように、ピン５６からネット１の許容残存パターン長分
の区間５Ａの長さＬＴ３とバイア５７からネット２の許
容残存パターン長分の区間５９の長さＬＴ１の合計ＬＴ
と、要パターンカットセグメント５８の長さＬを比較す
ると，ＬＴよりＬのほうが大きいので、ネット１とネッ
ト２の許容残存パターン長分の区間が重なるパターン区
間５Ｂ（図５（ｄ））上に、カット位置５Ｃを決定する
（図５（ｅ））。カット位置決定方法は、実施例１と同
様に、自動パターンカット位置探索により決定する。

【００２９】次に、ステップ１１に進むと、全てのパタ
ーンカット位置が確定しているので、求まったパターン
カット位置５Ｃを、図４の改造データ編集部４４に渡し
て、改造データ結果ファイル４７に出力する。そして最
終的には改造図面出力部４８にてパターンカット位置の
指示を行う図面を出力する。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、パターンカットした改
造プリント基板を実機テスト後、問題が発生したパター
ンに対してノイズ対策を行うといった手戻りを防止でき
る。また、ノイズ対策の為のパターンカット位置を自動
で求めるため、改造設計者が人手にてどこをパターンカ
ットすれば良いか検討する工数が不要になった。

【００３１】さらに、ノイズ対策のための追加パターン
カット指示は、必要な時のみ出力されるので、不要なノ
イズ対策による余分なパターンカット工数の増加を防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるノイズ対策を考慮したパ
ターンカット生成処理のフローチャートである。

【図２】本発明の実施例である許容残存パターン長基準
と各ネットの属性を説明する図である。

【図３】本発明の実施例であるパターンカットの生成過
程を説明する平面図である。

【図４】本発明の実施例であるパターンカット図生成装
置のブロック図である。

【図５】本発明の実施例であるパターンカットの生成過
程を説明する平面図である。

【図６】本発明の実施例であるパターンカット図生成装
置の外観図である。

【符号の説明】

３１…ネット０から論理変更によりネット１に接続する
ピンを有する部品１、３２…ネット０から論理変更によ
りネット１に接続するピン１、３３…ネット０から論理
変更によりネット２に接続するピンを有する部品２、３
４…ネット０から論理変更によりネット２に接続するピ
ン２、３５…ショート配線パターン、Ｌ…要パターンカ
ットセグメントのパターン長、３６…ネット１の許容残
存パターン長分の区間、３７…ネット２の許容残存パタ
ーン長分の区間、ＬＴ１…ネット１の許容残存パターン
長、ＬＴ３…ネット２の許容残存パターン長、３８…ネ
ット１の許容残存パターン長分の区間とネット２の許容
残存パターン長分の区間の重なり部、３９…ノイズ対策
を考慮したパターンカット位置を示すマーク、３Ａ…ネ
ット１の許容残存パターン区間の別例、３Ｂ…ネット１
の許容残存パターン区間の別例、ＬＴ１’…ネット１の
許容残存パターン長分の区間の別例の長さ、ＬＴ３’…
ネット２の許容残存パターン長分の区間の別例の長さ、
３Ｃ…ネット１側のノイズ対策を考慮したカット位置を
示すマーク、３Ｄ…ネット２側のノイズ対策を考慮した
カット位置を示すマーク、４１…改造前パターンデー
タ、 ４２…最新論理接続データ、４３…改造差分抽出
部、 ４４…改造データ編集部、４５…改造デー
タ自動決定部、 ４６…改造データ対話決定部、４７…
改造データ結果ファイル、４８…改造図面出力部、４Ａ
…カット条件、４Ｂ…部品情報、４Ｃ…ネット属性情
報、５１…ネット０から論理変更によりネット２に接続
するピン１を有する部品１、５２…ネット０から論理変
更によりネット２に接続するピン１、５３…ネット０か
ら論理変更によりネット２に接続するピン２を有する部
品２、５４…ネット０から論理変更によりネット２に接
続するピン２、５５…ネット０からネット１に接続する
ピン３を有する部品３、５６…ネット０から論理変更に
よりネット１に接続するピン３、５７…ネット０から論
理変更によりネット２に接続するバイア、５８…要パタ
ーンカットセグメント、Ｌ…要パターンカットセグメン
トのパターン長、５９…ネット２の許容残存パターン長
分の区間、５Ａ…ネット１の許容残存パターン長分の区
間、５Ｂ…ネット１の許容残存パターン長分の区間とネ
ット２の許容残存パターン長分の区間の重なり部、５Ｃ
…パターンカット位置を示すマーク、６１…入力表示
部、 ６２…印刷部、 ６３…ＣＰＵ、６４…外部
メモリ、 ６５…内部メモリ、６４１…配線パターンデ
ータ、６４２…部品情報、６４３…ネット属性情報、６
４４…論理接続データ、６４５…カット条件情報。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青野 昌弘 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 中隈 誠一 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 副島 裕一 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 塚田 茂喜 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 齋藤 圭一 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 Ｆターム(参考） 5B046 AA08 BA04 DA00 GA01 HA09 JA01 5E343 ER51 FF30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板のパターン情報と論理接続情
   報とを入力し、プリント基板の部品ピン間のパターンに
   カットが必要か抽出し、パターンカットの位置を決定
   し、出力するパターンカット図生成装置において、パタ
   ーンカット部の信号種別に応じてノイズ対策要因を判定
   し、ノイズ対策用のパターンカット位置とパターンカッ
   ト数を自動決定することを特徴とするプリント基板のパ
   ターンカット図生成装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のパターンカット図生成装
   置であって、一つのパターンカット区間に複数のパター
   ンカット位置を指定することを特徴とするプリント基板
   のパターンカット図生成装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のパターンカット図生成装
   置であって、配線パターンカット部の信号種別に応じて
   ノイズ対策要因を判定、ノイズ対策用のパターンカット
   位置とパターンカット数を自動決定し、新たにパターン
   カットが必要となるパターンを、表示色、線の太さなど
   の属性を変えて表示する手段と、操作者がパターンカッ
   ト位置を対話的に入力する手段を備えたことを特徴とす
   るプリント基板のパターンカット図生成装置。
4. 【請求項４】プリント基板の実装パターン情報と論理接
   続情報を入力するステップと、前記プリント基板の複数
   の部品ピン間にパターンカットが必要か抽出するステッ
   プと、前記パターンカットの位置を決定するステップ
   と、前記パターンの信号種別に応じてノイズ対策用パタ
   ーンカット位置を判定するステップと、判定結果に応じ
   てパターンカット位置を指定するステップと、その結果
   を図面として出力するステップとを含むことを特徴とす
   るプリント基板のパターンカット図生成方法。
5. 【請求項５】請求項４に記載のパターンカット図生成方
   法であって、前記パターンの信号種別に応じてノイズ対
   策用パターンカット位置を判定するステップにおいて、
   部品ピンからパターンカット候補位置までのパターン
   （以下残存パターンと言う）の長さを計測する手段と、
   パターンカット後の各ネットにおいて許容される残存パ
   ターンの長さ（以下許容残存パターン長という）を求め
   る手段と、残存パターン長と許容残存パターン長の比較
   によってパターンカット位置を判定する手段を有するこ
   とを特徴とするプリント基板のパターンカット図生成方
   法。