JPH1115870A - プリント基板設計支援システム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、プリント基板で扱う電源各々のプリ
ント基板上に於けるバイパスコンデンサの有効範囲を電
源の種別毎にその電源エリア内に表示することを特徴と
する。 【解決手段】バイパスコンデンサ配置評価ツール１２
は、選択された電源のバイパスコンデンサの有効範囲を
画面上に楕円で描画する際に、電源エリアとのアンド
（ＡＮＤ）をとって、電源のバイパスコンデンサの有効
範囲がその電源エリア内に於いてのみ表示されるように
描画処理を行なう。これにより電源エリアを食み出した
部分の有効範囲が描画されないことから、同時に複数の
電源を表示させても楕円が２つ以上の電源にまたがって
表示されず、従って各電源のバイパスコンデンサの有効
範囲を容易かつ正確に把握することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板上の
バイパスコンデンサの配置状態を評価する機能をもつプ
リント基板設計支援システム及びプリント基板設計ＣＡ
Ｄシステムに適用される記録媒体に関する。

【０００２】又、本発明は、電子回路を構成する回路基
板のレイアウト設計を行なうためのプリント基板設計Ｃ
ＡＤシステムに於いて、基板上に配置するバイパスコン
デンサの評価機能を有するプリント基板設計支援システ
ム及び記録媒体に関する。

【０００３】

【従来の技術】コンピュータシステム等、マイクロプロ
セッサを搭載する電子機器に於いては、ＣＰＵをはじめ
その周辺回路等に高周波数帯のクロック信号又はそれに
同期した各種の信号が多層回路基板上の信号路入出力さ
れる。

【０００４】この種、高い周波数で動作する回路基板に
於いては、特に深刻な問題となる放射ノイズや電源ノイ
ズを抑制するための主な手段として、基板全体にバイパ
スコンデンサを挿入する方法が一般に用いられている。

【０００５】一方、近年、回路基板上に電子回路を構成
するためのレイアウト設計に、コンピュータを利用した
所謂プリント基板設計ＣＡＤ（computer aided design
）システムが用いられている。

【０００６】このプリント基板設計ＣＡＤシステムによ
り、基板レイアウト設計時に於いて、バイパスコンデン
サの有効な配置場所を決定する必要がある。従来では、
この種、バイパスコンデンサの配置場所を、レイアウト
設計者の経験に基づいて決定していた。即ち、従来では
個々のバイパスコンデンサの特性や基板上の局所的なプ
レーン層の特性などを簡単に把握する手段が存在しない
ため、初期設計後に実測してノイズ抑制効果が十分であ
るか否かを確認し、不十分な場合には配置場所を修正す
るなど試行錯誤を繰り返すことにより設定を行なってい
た。このため、従来では回路基板レイアウト設計に要す
る時間が膨大となり、ＣＡＤシステムの効率性が必ずし
も活かされていない結果となっていた。

【０００７】そこで、バイパスコンデンサの配置が適当
であるか否かを基板レイアウト設計の段階で評価するた
めに、プリント基板設計ＣＡＤの画面上で、バイパスコ
ンデンサの配線形状からその有効範囲を近似的に算出
し、円で表示する機能の実現が望まれる。これにより、
利用者はこの円が基板全体を覆うように設計を行なうこ
とで電源やグラウンドに関するバイパスコンデンサによ
る放射ノイズ対策を行なうことができる。

【０００８】しかしながら、この際、一枚の基板上に複
数の電源エリアが存在するとき、以下のような不都合が
生じる。即ち、バイパスコンデンサは、通常、その中の
接続された１つの電源にのみ有効である。ここで複数の
電源エリアにまたがって円が描かれている場合、接続さ
れていない電源エリアに描かれた範囲は無効であり、一
見、円が基板全体を覆っているように見えても、そうで
ない箇所が存在することになる。よってどの円がどの電
源エリアに対して有効かを、当該表示機能の利用者が判
断することになるが、バイパスコンデンサの数が多く、
円が重なっている場合は現実的に難しいという問題が生
じる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、バイ
パスコンデンサの配置が適当であるか否かを基板レイア
ウト設計の段階で評価するために、プリント基板設計Ｃ
ＡＤの画面上で、バイパスコンデンサの配線形状からそ
の有効範囲を近似的に算出し、円で表示する機能を実現
しようとした場合、一枚の基板上に複数の電源エリアが
存在するとき、一見して、円が基板全体を覆っているよ
うに見えても、そうでない箇所が存在する不具合な事象
が生じ、バイパスコンデンサの数が多く、円が重なって
いる場合に、どの円がどの電源エリアに対して有効かを
容易に認識できない、即ち基板上の各電源毎のバイパス
コンデンサの有効範囲を明確に認識することができない
という問題が生じる。

【００１０】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
プリント基板上のバイパスコンデンサの配置状態を評価
する機能をもつコンピュータ支援設計システムに於い
て、基板上の各電源毎のバイパスコンデンサの有効範囲
を明確に認識することができるプリント基板設計支援シ
ステム及びプリント基板設計ＣＡＤシステムに適用され
る記録媒体を提供することを目的とする。

【００１１】又、本発明は、電子回路を構成する回路基
板のレイアウト設計を行なうためのプリント基板設計Ｃ
ＡＤシステムに於いて、回路基板レイアウト設計時にバ
イパスコンデンサの配置場所に関係する性能評価を各電
源毎に視覚的に把握できるようにして、各電源毎のバイ
パスコンデンサの配置場所の決定を効率的に行なうこと
のできる、バイパスコンデンサの評価機能を有するプリ
ント基板設計支援システム及び記録媒体を提供すること
を目的とする。

【００１２】又、本発明は、プリント基板上のバイパス
コンデンサの配置状態を評価する機能をもつプリント基
板設計支援システムに於いて、基板で扱う電源各々のプ
リント基板上に於けるバイパスコンデンサの有効範囲を
電源の種別毎にその電源エリア内に表示することによ
り、各電源毎のバイパスコンデンサの有効範囲を明確に
しかも容易に認識でき、配置場所の決定を効率的に行な
うことのできるプリント基板設計支援システム及びプリ
ント基板設計ＣＡＤシステムに適用される記録媒体を提
供することを目的とする。

【００１３】又、本発明は、プリント基板上のバイパス
コンデンサの配置状態を評価する機能をもつプリント基
板設計支援システムに於いて、基板に存在する電源毎に
バイパスコンデンサの有効範囲を円で表示させ、その円
を、対象となる電源エリアの内部のみ表示することで、
複数の電源が一枚の基板に存在する場合であっても、そ
の個々の電源エリアに対するバイパスコンデンサの有効
範囲を常に正しくかつ容易に把握することのできる環境
を提供できるプリント基板設計支援システム及びプリン
ト基板設計ＣＡＤシステムに適用される記録媒体を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子回路を構
成する回路基板のレイアウト設計を行なうためのプリン
ト基板設計ＣＡＤシステムに於いて、配置場所によるバ
イパスコンデンサの有効範囲を決定する手段と、決定さ
れたバイパスコンデンサの有効範囲を電源単位で視覚的
に表示する表示手段を備えたことを特徴とする。

【００１５】具体的には、プリント基板設計ＣＡＤシス
テムに設けられたバイパスコンデンサの配置評価ツール
（ソフトウェア）により、回路基板のレイアウト設計上
必要な基板レイアウト情報を利用して、各電源毎にバイ
パスコンデンサの配線路に関するパラメータを決定し、
このパラメータに基づいて算出したインピーダンス特性
から各電源毎のバイパスコンデンサの有効範囲を決定す
る。バイパスコンデンサの配線路に関するパラメータと
は、バイパスコンデンサの配線路の配線長、抵抗率、配
線幅、配線厚などである。更に前記ツールは決定した各
電源毎のバイパスコンデンサの有効範囲を近似的楕円と
して、ディスプレイの画面上に電源単位で表示する。

【００１６】このような機能を備えたプリント基板設計
ＣＡＤシステムを用いることにより、回路基板のレイア
ウト設計者は、バイパスコンデンサの配置評価ツールを
呼び出して実行することで、ディスプレイの画面上に表
示された各電源毎のバイパスコンデンサの有効範囲を近
似的楕円として視覚的に確認することができる。従っ
て、設計後の実測などの試行錯誤を繰り返すことなく、
各電源毎のバイパスコンデンサの有効範囲を容易に把握
することができる。

【００１７】即ち、本発明は、プリント基板上の電源回
路に介在されるバイパスコンデンサの配置状態を評価す
る機能をもつプリント基板設計支援システムであって、
プリント基板のレイアウト情報、プリント基板の構造及
び材質情報を含む入力情報をもとにプリント基板上のバ
イパスコンデンサの有効範囲を算出する手段と、プリン
ト基板で扱う電源各々の種別を示す信号名情報の一覧を
選択可能に表示する手段と、選択された信号名情報に従
う電源のプリント基板上に於けるバイパスコンデンサの
有効範囲を表示する手段とを備え、プリント基板で扱う
電源の種別毎にプリント基板上に於けるバイパスコンデ
ンサの有効範囲を表示することを特徴とする。

【００１８】又、本発明は、プリント基板上の電源回路
に介在されるバイパスコンデンサの配置状態を評価する
機能をもつプリント基板設計支援システムであって、プ
リント基板のレイアウト情報、プリント基板の構造及び
材質情報を含む入力情報をもとにプリント基板上のバイ
パスコンデンサの有効範囲を算出する手段と、プリント
基板で扱う電源各々の種別を示す信号名情報の一覧を選
択可能に表示する手段と、選択された信号名情報に従う
電源のプリント基板上に於けるバイパスコンデンサの有
効範囲を当該電源のエリア内に於いてのみ表示する手段
とを具備し、プリント基板で扱う電源各々のプリント基
板上に於けるバイパスコンデンサの有効範囲を電源の種
別毎にその電源エリア内に表示することを特徴とする。

【００１９】又、本発明は、上記プリント基板設計支援
システムに於いて、入力情報にはユーザにより指定され
る有効範囲を示すインピーダンス情報が含まれることを
特徴とする。

【００２０】又、本発明は、プリント基板のレイアウト
設計を行なうためのプリント基板設計支援システムであ
って、前記プリント基板のレイアウト設計上必要な基板
レイアウト情報を格納した基板レイアウト情報蓄積手段
と、前記基板レイアウト情報に基づいて前記プリント基
板上に配置するノイズ除去用のバイパスコンデンサの配
線路に関するパラメータを決定し、このパラメータに基
づいて算出したインピーダンス特性から前記バイパスコ
ンデンサの有効範囲を決定する手段と、前記バイパスコ
ンデンサの有効範囲を対象となる電源のエリア内のみに
とどめて視覚的に確認できるようにディスプレイの画面
上に表示する表示手段とを具備し、各電源毎に、バイパ
スコンデンサの有効範囲を対象となる電源のエリア内の
みにとどめて視覚的に確認できることを特徴とする。

【００２１】又、本発明は、上記プリント基板設計支援
システムに於いて、バイパスコンデンサの有効範囲を近
似的楕円として算出する算出手段を有し、当該算出手段
により算出された近似的楕円を該当する電源のエリア内
に視覚的に表示することを特徴とする。

【００２２】又、本発明は、上記プリント基板設計支援
システムに於いて、基板で扱う電源各々のプリント基板
上に於けるバイパスコンデンサの有効範囲を単位インピ
ーダンス毎、又は電源の種別毎に異なる表示色により視
覚的に表示することを特徴とする。

【００２３】又、本発明は、プリント基板設計ＣＡＤシ
ステムに適用される機械読取り可能な記録媒体であっ
て、プリント基板設計ＣＡＤシステムに、プリント基板
のレイアウト情報とプリント基板の構造及び材質情報と
ユーザ指定による有効範囲を示すインピーダンス情報と
をもつ入力情報をもとにプリント基板上のバイパスコン
デンサの有効範囲を算出する手順、プリント基板で扱う
電源各々の種別を示す信号名情報の一覧を選択可能に表
示する手順、選択された信号名情報に従う電源のプリン
ト基板上に於けるバイパスコンデンサの有効範囲を表示
するための表示データを生成する手順をそれぞれ実行さ
せるためのプログラムを記録し、プリント基板設計ＣＡ
Ｄシステムにて、基板で扱う電源の種別毎にプリント基
板上に於けるバイパスコンデンサの有効範囲を表示でき
るようにしたことを特徴とする。

【００２４】又、本発明は、プリント基板設計ＣＡＤシ
ステムに適用される機械読取り可能な記録媒体であっ
て、プリント基板のレイアウト情報とプリント基板の構
造及び材質情報とユーザ指定による有効範囲を示すイン
ピーダンス情報とをもつ入力情報をもとにプリント基板
上のバイパスコンデンサの有効範囲を算出する手順、プ
リント基板で扱う電源各々の種別を示す信号名情報の一
覧を選択可能に表示する手順、選択された信号名情報に
従う電源のプリント基板上に於けるバイパスコンデンサ
の有効範囲を当該電源のエリア内に於いてのみ表示する
ための表示データを生成する手順をそれぞれ実行させる
ためのプログラムを記録し、プリント基板で扱う電源各
々のプリント基板上に於けるバイパスコンデンサの有効
範囲を電源の種別毎にその電源エリア内に表示すること
を特徴とする。

【００２５】又、本発明は、上記機械読取り可能な記録
媒体に於いて、バイパスコンデンサの有効範囲を近似的
楕円として算出する手順を実行させるためのプログラム
を含み、当該手順により算出された近似的楕円を該当す
る電源のエリア内に視覚的に表示することを特徴とす
る。

【００２６】上記したような本発明による、プリント基
板上のバイパスコンデンサの配置状態を評価する機能を
もつプリント基板設計支援システム又は機械読取り可能
な記録媒体を用いることにより、プリント基板上の各電
源毎のバイパスコンデンサの有効範囲を明確に認識する
ことができる。

【００２７】又、回路基板のレイアウト設計を行なうた
めのプリント基板設計ＣＡＤシステムに於いて、プリン
ト基板レイアウト設計時にバイパスコンデンサの配置場
所に関係する性能評価を各電源毎に視覚的に把握でき、
これにより各電源毎のバイパスコンデンサの配置場所の
決定を効率的に行なうことのできる。

【００２８】又、基板で扱う電源各々のプリント基板上
に於けるバイパスコンデンサの有効範囲を電源の種別毎
にその電源エリア内に表示することによって、各電源毎
のバイパスコンデンサの有効範囲を明確にしかも容易に
認識でき、配置場所の決定を効率的に行なうことができ
る。

【００２９】又、基板に存在する電源毎にバイパスコン
デンサの有効範囲を円で表示させ、その円を、対象とな
る電源エリアの内部のみ表示することで、複数の電源が
一枚の基板に存在する場合であっても、その個々の電源
エリアに対するバイパスコンデンサの有効範囲を常に正
しくかつ容易に把握することのできる環境を提供でき
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。図１は本発明の一実施形態による要部
のシステム構成要素を示す機能ブロック図である。

【００３１】図に於いて、１１はプリント基板設計ＣＡ
Ｄの基本ツール（メイン要素）となる基板レイアウトＣ
ＡＤ処理部であり、１２はその基板レイアウトＣＡＤ処
理部１の一部の要素をなすバイパスコンデンサ配置評価
ツールである。

【００３２】このバイパスコンデンサ配置評価ツール１
２には、図２に示すような、プリント基板毎の使用電源
の種類（Ｖ／Ｇペア）を管理する電源テーブル（Ｔ
Ａ）、各電源毎のバイパスコンデンサの有効範囲を示す
情報を管理するパスコン有効範囲情報テーブル（Ｔ
Ｂ）、図５に示すような各電源毎のバイパスコンデンサ
の有効範囲算出処理ルーチン（ＰＡ）、図６に示すよう
なバイパスコンデンサの有効範囲表示処理ルーチン（Ｐ
Ｂ）等が設けられる。

【００３３】１３はパスコン配置評価ツール１２に、ユ
ーザ入力情報を受け渡す操作入力部であり、例えばユー
ザが見たい有効範囲を示すインピーダンス情報（ｘ
Ω）、表示する電源エリアの指定等、各種の指定入力情
報をパスコン配置評価ツール１２に受け渡す。

【００３４】１４はユーザが設定した各種のパラメータ
を入力するための例えばデータカードによるパラメータ
入力部であり、例えばバイパスコンデンサの有効範囲を
示す円の半径を計算する式の係数の設定等に供される。

【００３５】１５は基板のレイアウト情報が格納される
記憶部であり、ここでは各基板毎の電源エリアの形状を
示すデータ（座標値データ）が含まれる基板データ、各
基板毎の層構造、各層の厚み、材質等のシミュレーショ
ン用のデータが含まれるライブラリ情報等が格納され
る。

【００３６】１６はプリント基板設計ＣＡＤで扱う配線
層のパターンレイアウト等を含む各種の基板情報を表示
出力制御する表示制御部であり、ここでは指定された電
源エリアについて、その各エリア毎のバイパスコンデン
サの有効範囲をＣＡＤの表示部１８に表示出力制御す
る。

【００３７】１７は配線規則に違反するバイパスコンデ
ンサの一覧を表示出力制御する配線規則違反コンデンサ
一覧表示制御部であり、ここでは図５に示す各電源毎の
バイパスコンデンサの有効範囲算出処理ルーチン（Ｐ
Ａ）に於いてチェックされた配線規則違反コンデンサの
一覧をＣＡＤの表示部１８に表示出力制御する。

【００３８】１８Ａ，１８ＢはそれぞれＣＡＤの表示部
１８に選択的に表示出力されるバイパスコンデンサの有
効範囲表示画面であり、操作入力部１３の指示に従う電
源エリアの有効範囲表示画面が選択的に表示出力され
る。この実施形態では、図に示すように、プリント基板
で扱う電源各々のプリント基板上に於けるバイパスコン
デンサの有効範囲が電源の種別毎にその電源エリア内に
おいてのみ（該当する電源エリアから食出した円が切欠
かれ除去された状態で）表示される。

【００３９】図２は本発明の実施形態に於ける全体の動
作説明図である。ここでは、操作入力部１３より表示し
たい電源エリアの指定情報（電源の信号名）が入力され
ると、バイパスコンデンサ配置評価ツール１２に於い
て、電源テーブル（ＴＡ）上で上記指定情報に従う電源
の信号名（ここでは＋５Ｖ電源）が選択され、更に、こ
の電源の信号名から、パスコン有効範囲情報テーブル
（ＴＢ）上で、当該電源の各バイパスコンデンサそれぞ
れの有効範囲を示す楕円の情報が抽出されるとともに、
記憶部１５の基板データ格納部より電源エリアの形状を
示すデータが抽出される。そして上記バイパスコンデン
サそれぞれの有効範囲を示す楕円の情報に従い表示用の
楕円データ（楕円パターンデータ）が生成され、その楕
円パターンのうち電源エリアより食出した部分が電源エ
リアの形状データをもとに削除されて、指定された電源
のバイパスコンデンサ各々の有効範囲が電源エリア内に
楕円パターンで表示される。

【００４０】図３は上記実施形態に於けるバイパスコン
デンサ表示設定パネルの一構成例を示したもので、ここ
ではバイパスコンデンサ各々の有効範囲をインピーダン
ス値を違えて複数の同心円（楕円）で表示することを可
能としており、その表示する円の数を指定する選択子
（円１，円２，…）を有している。又、基板毎の電源の
の種類（信号名；＋５Ｖ，Ｂ３Ｖ，Ｂ５Ｖ等）を選択可
能に一覧表示する。

【００４１】図４は上記実施形態に於ける電源毎のバイ
パスコンデンサの有効範囲表示アルゴリズムを示す図で
ある。図５は上記実施形態に於ける各電源毎のバイパス
コンデンサの有効範囲算出処理ルーチン（ＰＡ）を示す
フローチャートである。

【００４２】図６は上記実施形態に於けるバイパスコン
デンサの有効範囲表示処理ルーチン（ＰＢ）を示すフロ
ーチャートである。図７乃至図９はそれぞれ本発明の実
施形態に於いて、バイパスコンデンサの有効範囲を近似
楕円として描画する際の処理動作を説明するための動作
原理図である。実装されたバイパスコンデンサに対する
楕円の直径の算出アルゴリズムを図７及び図８を参照し
て説明しておく。図７（Ａ）はＺ１のイメージ、図７
（Ｂ）はインピーダンス特性を示したものである。図７
（Ａ）に於いて、Ｚ１はバイパスコンデンサの接続され
ている電源セルＶＣＣとグラウンドセルＧＮＤ間の配線
路のインピーダンスと定義する。ここで電源／グラウン
ドセルとは電源層／グラウンド層と配線を電気的に接続
する孔のことである。Ｚ１を決定するためのパラメータ
は、ａ）．電源セル／グラウンドセル間の配線長Ｌ（バ
イパスコンデンサが接続されている電源セルとグラウン
ドセルの配線長の和）、ｂ）．抵抗率ａ０（コンデンサ
とセルを結ぶ線路の等価抵抗率），ｃ）．配線幅Ｗ、
ｄ）．配線厚Ｔの４つである。電源セル−任意の点Ａ−
グラウンドセルまでのプレーン層上の等価インピーダン
スをＺ２とする。この値は図７（Ｃ）及び図８（Ａ）に
示すように点Ｃから点Ａまでの距離Ｌ２の関数として与
えられる。ａ）．任意点Ａから各セルまでの距離の和Ｌ
２（点ＢからＡを経由して点Ｂまでの総距離）。ｂ）．
インピーダンス特性ａ１（プレーン層のインピーダンス
の特性を示す定数）。

【００４３】そしてこのインピーダンスの和Ｚ＝Ｚ１＋
Ｚ２がＺａオームになるような距離Ｌ２を求め、これを
楕円の直径の半分、また電源セルとグラウンドセルを楕
円の焦点として楕円を描き、このバイパスコンデンサの
有効範囲とする。同様にＺｂ、Ｚｃ、Ｚｄに対しても同
様に計算を行ない、色分け表示をすることでユーザに対
して見易い表示となる（図８（Ｃ）参照）。ユーザはノ
イズの制約の比較的厳しい領域に対しては内側の円で、
又、比較的厳しくない領域に関しては外側の円でバイパ
スコンデンサの配置を評価することができる。

【００４４】図１０はバイパスコンデンサの有効範囲を
楕円として描画する際に、電源エリアを食出した部分を
カット（ここでは電源エリアとのアンドをとって食出し
た部分をカット）して描画した場合と、カットの処理を
行なわないで描画した場合とを対比して示す図であり、
図（Ａ）が上記カットの処理を施した場合、図（Ｂ）が
上記カットの処理を施さない場合をそれぞれ示してい
る。

【００４５】ここで上記各図を参照して本発明の実施形
態に於ける動作を説明する。先ず、図６乃至図９を参照
して、バイパスコンデンサの有効範囲を近似楕円として
描画する原理について説明する。

【００４６】ここでは、図７（Ａ）に示すように、配線
長Ｌ１の電源セルＶＣＣとグラウンドセルＧＮＤ間の配
線路に配置されたバイパスコンデンサＣを想定する。こ
の配線路のインピーダンスＺ１は、配線長Ｌ１、抵抗率
ａ０、配線厚ｔ、及びバイパスコンデンサＣの容量によ
り決定される。ここで抵抗率ａ０は、図７（Ｂ）に示す
ように、Ｌ１とＺ１との傾きとして表現される。さら
に、図８（Ａ）に示すように、配線路から所定の距離Ｌ
３，Ｌ４の任意点Ａを想定した場合に、プレーン層上の
等価インピーダンスＺ２を想定する（図８（Ｂ）を参
照）。この等価インピーダンスＺ２は、任意点Ａから各
セルまでの距離の和Ｌ２の関数として与えられる。この
Ｌ２は「Ｌ２＝Ｌ３＋Ｌ４」である。

【００４７】このインピーダンスＺ２と距離Ｌ２との関
係から、図７（Ｃ）に示すように、傾きとして表現でき
るインピーダンス特性ａ１を決定できる。そして、イン
ピーダンスＺ１とＺ２の和をＺとした場合に、このイン
ピーダンスの和Ｚに対応するＬ２を求めて、これを楕円
（長円部）の直径の半分とし、図８（Ａ）に示すよう
に、電源セルＶＣＣとグラウンドセルＧＮＤを楕円を焦
点とする楕円を描画する。即ち、Ｚ２が一定となるよう
な任意点Ａの軌跡を描く。

【００４８】次に、前述した楕円の直径ｒａｄ１〜ｒａ
ｄ４に対応する楕円１〜４の算出方法を具体例を示して
説明する。Ｚ２はａ１により決定される。長さをｘとし
たときに、「Ｚ２＝ｆ（ｘ）」として表現する。このＺ
２の抵抗値をＺとした場合に、図９（Ａ）に示すよう
に、その範囲により直径ｒａｄ１〜ｒａｄ４に対応する
楕円１〜４が決定される。

【００４９】前記「Ｚ２＝ｆ（ｘ）」から逆関数ｇは、
「ｘ＝ｇ（Ｚ２）」となる。また、「Ｚ＝Ｚ１＋Ｚ２」
から「Ｚ２＝Ｚ−Ｚ１」を求めて、「ｘ＝ｇ（Ｚ−Ｚ
１）」が求められる。従って、図９（Ａ）に示すよう
に、直径ｒａｄ１〜ｒａｄ４を算出することができる。
具体的な計算例を図９（Ｂ）に示す。

【００５０】例えば楕円４について、Ｌ１を「１０ｍ
ｍ」とすると、ｒａｄ４は図９（Ｂ）の計算例から
「３．４７５ｃｍ」である。これから、図９（Ｃ）に示
すように、セル間を結ぶ線分に対して垂直方向に±１．
４２１ｃｍ、水平方向に±１．７３８ｃｍ（＝±３．４
７５／２）の長方形に内接する楕円４を描画することが
できる。

【００５１】基板レイアウトＣＡＤ処理部１１はプリン
ト基板設計ＣＡＤの基本ツール（メイン要素）となるも
ので、その一部の要素に、本発明の実施形態によるバイ
パスコンデンサ配置評価ツール１２をもつ。

【００５２】このバイパスコンデンサ配置評価ツール１
２には、図２に示すような、プリント基板毎の使用電源
の種類（Ｖ／Ｇペア）を管理する電源テーブル（Ｔ
Ａ）、各電源毎のバイパスコンデンサの有効範囲を示す
情報を管理するパスコン有効範囲情報テーブル（Ｔ
Ｂ）、図５に示すような各電源毎のバイパスコンデンサ
の有効範囲算出処理ルーチン（ＰＡ）、図６に示すよう
なバイパスコンデンサの有効範囲表示処理ルーチン（Ｐ
Ｂ）等が設けられる。

【００５３】バイパスコンデンサ配置評価ツール１２
は、操作入力部１３より、例えばユーザが見たい有効範
囲を示すインピーダンス情報（ｘΩ）、表示する電源エ
リアの指定等、各種の指定入力情報を受ける。又、パラ
メータ入力部１４より、例えばデータカードによるバイ
パスコンデンサの有効範囲を示す円の半径を計算する式
の係数の設定情報等を受ける。又、記憶部１５をアクセ
スして、各基板毎の電源エリアの形状を示すデータ（座
標値データ）が含まれる基板データ、各基板毎の層構
造、各層の厚み、材質等のシミュレーション用のデータ
が含まれるライブラリ情報等を取得する。

【００５４】又、バイパスコンデンサ配置評価ツール１
２は表示制御部１６を介してＣＡＤの表示部１８に、プ
リント基板設計ＣＡＤで扱う配線層のパターンレイアウ
ト等を含む各種の基板情報を表示出力制御する。ここで
は操作入力部１３の指示に従う電源エリアの有効範囲表
示画面１８Ａ，１８Ｂを表示出力制御する。この際、表
示するバイパスコンデンサの有効範囲を示す楕円は、電
源エリアの形状により出力規制される。ここでは基板上
に表示するバイパスコンデンサの有効範囲を示す各楕円
と電源エリアの形状とのアンド（論理積演算）がとら
れ、電源エリアから食出した円が切欠かれ除去される。
又、配線規則違反コンデンサ一覧表示制御部１７を介し
て配線規則に違反するバイパスコンデンサの一覧を表示
出力するがここではその詳細を省略する。

【００５５】又、バイパスコンデンサ配置評価ツール１
２には、図示しないが、オペレータ（ユーザ）が選択す
るためのバイパスコンデンサのセル名などの一覧画面
や、バイパスコンデンサの配線路に関するパラメータの
変更画面等を生成する一覧サブウィンドウ生成部、オペ
レータにより検索対象外とされたセル名以外のセル名の
バイパスコンデンサをチェックし、対象となるバイパス
コンデンサの配置場所の座標、配線路の配線長Ｌ１や配
線幅Ｗなどを算出する配線チェック部、配線チェック部
により算出された配線路の配線長Ｌ１や配線幅Ｗなどの
パラメータおよびオペレータにより設定されたパラメー
タに基づいて、所定のアルゴリズムによりバイパスコン
デンサの有効範囲を示す近似楕円の直径の半分を算出す
る計算部、エディタ画面上に一つのバイパスコンデンサ
に対して、４つの同心楕円を描画する描画部、所定の配
線規則に基づいて、極端に配線が長いバイパスコンデン
サ等、配線規則に従わない異常配線によるバイパスコン
デンサをチェックする違反配線チェック部等が設けられ
る。

【００５６】バイパスコンデンサＣは図７（Ａ）に示す
ように、電源セルＶＣＣとグラウンドセルＧＮＤ間の配
線路に接続されている。電源セルＶＣＣとグラウンドセ
ルＧＮＤとは、電源層とグラウンド層と配線を電気的に
接続するための孔である。

【００５７】一覧サブウィンドウ生成部は、抽出された
バイパスコンデンサのセル名や、各種パラメータのデフ
ォルト値の一覧表示画面を生成してＣＡＤの表示部１８
に表示する。この一覧サブウィンドウ画面により、オペ
レータはバイパスコンデンサの配線路に関するパラメー
タを変更したり、対象外のバイパスコンデンサセル名を
指定できる。

【００５８】配線チェック部は、オペレータにより検索
対象外とされたセル名以外のセル名のバイパスコンデン
サをチェックし、対象となるバイパスコンデンサの配置
場所の座標、配線路の配線長Ｌ１や配線幅Ｗなどを算出
する。ここで、配線路の配線長Ｌ１は、図７（Ａ）に示
すように、電源セルＶＣＣとグラウンドセルＧＮＤ間の
配線路の長さである。計算部は、配線チェック部により
算出された配線路の配線長Ｌ１や配線幅Ｗなどのパラメ
ータ及びオペレータにより設定されたパラメータに基づ
いて、所定のアルゴリズムによりパスコンの有効範囲を
示す近似楕円の直径の半分（ｒａｄ１）を算出し、さら
にｒａｄ１から４つの同心楕円を示すｒａｄ４までを算
出する。ここで、計算部のパラメータには、抵抗率ａ
０，配線厚ｔなどが含まれる。違反配線チェック部は、
対象とするバイパスコンデンサが所定の配線規則を満足
するか否かのチェックを行なう。このような処理を経
て、描画部は、図８（Ｃ）に示すように、対象とするバ
イパスコンデンサの有効範囲を近似楕円として描画し、
例えば周波数パラメータ毎に有効範囲が異なる同心楕円
を描画する。ユーザはこの有効範囲の楕円描画による表
示画面から、基板上においてバイパスコンデンサの効力
が薄い箇所や過剰にバイパスコンデンサを配置している
箇所を把握することができる。尚、このバイパスコンデ
ンサの有効範囲を楕円で表示する技術については、特願
平８−２５０５５３号（コンピュータ支援設計システ
ム）にその詳細が開示されている。

【００５９】ここで上記バイパスコンデンサ配置評価ツ
ール１２に於いて、プリント基板で扱う電源各々のプリ
ント基板上に於けるバイパスコンデンサの有効範囲を電
源の種別毎にその電源エリア内においてのみ（電源エリ
アから食出した円が切欠かれ除去して）表示する多電源
に対応した表示機能についてその動作を説明する。

【００６０】表示する電源エリアの指定はＣＡＤのサブ
ウインドウ上で行なう。有効範囲を算出する際に、電源
／グラウンドの信号名を抽出しておき、そのテーブルを
作成しておく。

【００６１】そして図３に示すようなリストパネル（バ
イパスコンデンサ表示設定パネル）で一覧表示を行な
う。利用者はこのリスト中から対象とする電源エリアを
選択して終了ボタンを押下する。

【００６２】この操作により、選択した電源エリアに接
続されるバイパスコンデンサのコンデンサの有効範囲の
みが描画対象となる。この際の表示アルゴリズムを図４
に示す。

【００６３】ここでは、対象となったバイパスコンデン
サの有効範囲を画面上に楕円で描画する際に、電源エリ
アとのアンド（ＡＮＤ）をとって表示する。こうするこ
とで、図１０（Ａ）に示すように、電源エリアを超えた
（食み出した）部分の有効範囲を描画することはなくな
り、同時に複数の電源を表示させても楕円が２つ以上の
電源にまたがって表示されることがないため、各電源の
バイパスコンデンサの有効範囲を容易かつ正確に把握す
ることが可能となる。尚、図１０（Ｂ）は上記アンド
（ＡＮＤ）をとらない（カットの処理を施さない）場合
を示している。

【００６４】ここで本発明の実施形態に於ける各電源毎
のバイパスコンデンサの有効範囲算出処理ルーチン（Ｐ
Ａ）による処理動作を図５を参照して説明する。この各
電源毎のバイパスコンデンサの有効範囲算出処理に於い
ては、ＣＡＤの表示部１８に表示された、電源テーブル
（ＴＡ）に従う電源の信号名一覧（図３参照）から表示
する電源エリアが選択されることにより、その電源に設
けられたバイパスコンデンサのセル名一覧（図示せず）
がＣＡＤの表示部１８に表示される（図５ステップＳ1
）。

【００６５】このセル名一覧から一つのセル名（No.i）
が選択されると（図５ステップＳ2）、その選択された
セル名（No.i）のフラグ（図示せず）をオンする（図５
ステップＳ3 ）。

【００６６】又、上記セル名一覧が表示された状態で、
描画ボタン（図示せず）が押下されると（図５ステップ
Ｓ4 ）、選択されたセル名全てのバイパスコンデンサに
ついて（図５ステップＳ5 ）、それぞれ所定の条件を満
たしているか否か、即ち電源セルＶＣＣとグラウンドセ
ルＧＮＤ間の配線路に接続されているか否かをチェック
し（図５ステップＳ6 ）、正しく接続されていれば（図
５ステップＳ7 ）、配線路の配線長（Ｌ１）、配線幅
（Ｗ）、中心座標（ｘ・ｙ）、信号名（Ｃｉ）等を抽出
し（図５ステップＳ8 ）、所定の配線規則に従う配線ル
ール違反がないことを確認して（図５ステップＳ9 ）、
当該バイパスコンデンサ情報に従いバイパスコンデンサ
の信号名テーブル（図示せず）を更新する（図５ステッ
プＳ10）とともに、有効範囲を示す楕円のデータを算出
してパスコン有効範囲情報テーブル（ＴＢ）を更新する
（図５ステップＳ10）。

【００６７】このようにして、図２に示すような電源テ
ーブル（ＴＡ）、及びその各電源の全てのバイパスコン
デンサを対象としたパスコン有効範囲情報テーブル（Ｔ
Ｂ）が作成された後、図３に示すバイパスコンデンサ表
示設定パネル上で、バイパスコンデンサの有効範囲を表
示するための電源の種類（信号名）が選択されることに
より、その選択された電源のバイパスコンデンサの有効
範囲が、図４及び図１０（Ａ）に示すように、その電源
エリア内に於いてのみ表示される。

【００６８】この際のバイパスコンデンサの有効範囲表
示処理ルーチン（ＰＢ）による処理動作を図６を参照し
て説明する。ここでは先ず図３に示すバイパスコンデン
サ表示設定パネル上で、バイパスコンデンサの有効範囲
を表示するための電源の種類（信号名）が選択される
（図６ステップＳ21，Ｓ22）と、その選択された電源の
フラグ（No.j）をオンする（図６ステップＳ23）。

【００６９】更に、その後、上記バイパスコンデンサ表
示設定パネル上で、描画ボタン（例えば全表示）が押下
されると（図６ステップＳ24）、全てのバイパスコンデ
ンサを対象に、選択された電源の信号名をもつバイパス
コンデンサについて、その各バイパスコンデンサの有効
範囲を示す楕円の描画データが生成され、更にその楕円
の描画データのうち、当該電源の電源エリアから食み出
した部分がカット処理されて表示出力される（図６ステ
ップＳ25〜Ｓ29）。ここでは、対象となったバイパスコ
ンデンサの有効範囲を画面上に楕円で描画する際に、電
源エリアとのアンド（ＡＮＤ）をとって表示する。これ
により図１０（Ａ）に示すように、電源エリアを超えた
（食み出した）部分の有効範囲を描画することはなくな
り、同時に複数の電源を表示させても楕円が２つ以上の
電源にまたがって表示されることがないため、各電源の
バイパスコンデンサの有効範囲を容易かつ正確に把握す
ることができ、基板上に於いてバイパスコンデンサの効
力が薄い箇所や過剰にバイパスコンデンサを配置してい
る箇所を容易にしかも正確に把握することができる。こ
の際、有効範囲が異なる同心楕円を例えば色彩、色調、
又は濃度等の変化により表示出力することにより、より
正確な評価が可能となる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、プ
リント基板レイアウト設計時にバイパスコンデンサの配
置場所に関係する性能評価を各電源毎に視覚的に把握で
き、これにより各電源毎のバイパスコンデンサの配置場
所の決定を効率的に行なうことのできる。

【００７１】又、基板で扱う電源各々のプリント基板上
に於けるバイパスコンデンサの有効範囲を電源の種別毎
にその電源エリア内に表示することによって、各電源毎
のバイパスコンデンサの有効範囲を明確にしかも容易に
認識でき、配置場所の決定を効率的に行なうことができ
る。

【００７２】又、基板に存在する電源毎にバイパスコン
デンサの有効範囲を円で表示させ、その円を、対象とな
る電源エリアの内部のみ表示することで、複数の電源が
一枚の基板に存在する場合であっても、その個々の電源
エリアに対するバイパスコンデンサの有効範囲を常に正
しくかつ容易に把握することのできる環境を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による要部のシステム構成
要素を示す機能ブロック図。

【図２】本発明の実施形態に於ける全体の動作説明図。

【図３】上記実施形態に於けるバイパスコンデンサ表示
設定パネルの一構成例を示す図。

【図４】上記実施形態に於ける電源毎のバイパスコンデ
ンサの有効範囲表示アルゴリズムを示す図。

【図５】上記実施形態に於ける各電源毎のバイパスコン
デンサの有効範囲算出処理ルーチン（ＰＡ）を示すフロ
ーチャート。

【図６】上記実施形態に於けるバイパスコンデンサの有
効範囲表示処理ルーチン（ＰＢ）を示すフローチャー
ト。

【図７】上記実施形態に於いて、バイパスコンデンサの
有効範囲を近似楕円として描画する際の処理動作を説明
するための動作原理図。

【図８】上記実施形態に於いて、バイパスコンデンサの
有効範囲を近似楕円として描画する際の処理動作を説明
するための動作原理図。

【図９】上記実施形態に於いて、バイパスコンデンサの
有効範囲を近似楕円として描画する際の処理動作を説明
するための動作原理図。

【図１０】バイパスコンデンサの有効範囲を楕円として
描画する際に、上記実施形態に於いて電源エリアを食出
した部分をカット（ここでは電源エリアとのアンドをと
って食出した部分をカット）して描画した場合と、カッ
トの処理を行なわないで描画した場合とを対比して示す
図。

【符号の説明】

１１…基板レイアウトＣＡＤ処理部、 １２…バイパスコンデンサ配置評価ツール、 １３…操作入力部、 １４…パラメータ入力部、 １５…記憶部、 １６…表示制御部、 １７…配線規則違反コンデンサ一覧表示制御部、 １８…ＣＡＤの表示部、 １８Ａ，１８Ｂ…バイパスコンデンサの有効範囲表示画
面、 ＴＡ…電源テーブル、 ＴＢ…パスコン有効範囲情報テーブル、 ＰＡ…各電源毎のバイパスコンデンサの有効範囲算出処
理ルーチン、 ＰＢ…バイパスコンデンサの有効範囲表示処理ルーチ
ン。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板の電源回路に介在されるバ
   イパスコンデンサの配置状態を評価する機能をもつプリ
   ント基板設計支援システムであって、 プリント基板のレイアウト情報、プリント基板の構造及
   び材質情報を含む入力情報をもとにバイパスコンデンサ
   の有効範囲を算出する手段と、 プリント基板で扱う電源各々の種別を示す信号名情報の
   一覧を選択可能に表示する手段と、 選択された信号名情報に従う電源のプリント基板上に於
   けるバイパスコンデンサの有効範囲を表示する手段とを
   具備し、 プリント基板で扱う電源の種別毎にプリント基板上に於
   けるバイパスコンデンサの有効範囲を表示することを特
   徴とするプリント基板設計支援システム。
2. 【請求項２】 プリント基板の電源回路に介在されるバ
   イパスコンデンサの配置状態を評価する機能をもつプリ
   ント基板設計支援システムであって、 プリント基板のレイアウト情報、プリント基板の構造及
   び材質情報を含む入力情報をもとにバイパスコンデンサ
   の有効範囲を算出する手段と、 プリント基板で扱う電源各々の種別を示す信号名情報の
   一覧を選択可能に表示する手段と、 選択された信号名情報に従う電源のプリント基板上に於
   けるバイパスコンデンサの有効範囲を当該電源のエリア
   内に於いてのみ表示する手段とを具備し、 プリント基板で扱う電源各々のプリント基板上に於ける
   バイパスコンデンサの有効範囲を電源の種別毎にその電
   源エリア内に表示することを特徴とするプリント基板設
   計支援システム。
3. 【請求項３】 入力情報にはユーザにより指定される有
   効範囲を示すインピーダンス情報が含まれる請求項１又
   は２記載のプリント基板設計支援システム。
4. 【請求項４】 プリント基板のレイアウト設計を行なう
   ためのプリント基板設計支援システムであって、 プリント基板のレイアウト設計上必要な基板レイアウト
   情報を格納した基板レイアウト情報蓄積手段と、 前記基板レイアウト情報に基づいて前記プリント基板上
   に配置するノイズ除去用のバイパスコンデンサの配線路
   に関するパラメータを決定し、このパラメータに基づい
   て算出したインピーダンス特性から前記バイパスコンデ
   ンサの有効範囲を決定する手段と、 前記バイパスコンデンサの有効範囲を対象となる電源の
   エリア内のみにとどめて視覚的に確認できるようにディ
   スプレイの画面上に表示する表示手段とを具備してなる
   ことを特徴とするプリント基板設計支援システム。
5. 【請求項５】 バイパスコンデンサの有効範囲を近似的
   楕円として算出する算出手段を有し、当該算出手段によ
   り算出された近似的楕円を該当する電源のエリア内に視
   覚的に表示することを特徴とする請求項１又は２又は３
   又は４記載のプリント基板設計支援システム。
6. 【請求項６】 基板で扱う電源各々のプリント基板上に
   於けるバイパスコンデンサの有効範囲をインピーダンス
   毎に異なる表示色により視覚的に表示することを特徴と
   する請求項１又は２又は３又は４又は５記載のプリント
   基板設計支援システム。
7. 【請求項７】 基板で扱う電源各々のプリント基板上に
   於けるバイパスコンデンサの有効範囲を電源の種別毎に
   異なる表示色により視覚的に表示することを特徴とする
   請求項１又は２又は３又は４又は５記載のプリント基板
   設計支援システム。
8. 【請求項８】 プリント基板設計ＣＡＤシステムに、 プリント基板のレイアウト情報とプリント基板の構造及
   び材質情報とユーザ指定による有効範囲を示すインピー
   ダンス情報とをもつ入力情報をもとにプリント基板上の
   バイパスコンデンサの有効範囲を算出する手順、 プリント基板で扱う電源各々の種別を示す信号名情報の
   一覧を選択可能に表示する手順、 選択された信号名情報に従う電源のプリント基板上に於
   けるバイパスコンデンサの有効範囲を表示するための表
   示データを生成する手順をそれぞれ実行させるためのプ
   ログラムを記録し、 プリント基板設計ＣＡＤシステムにて、基板で扱う電源
   の種別毎にプリント基板上に於けるバイパスコンデンサ
   の有効範囲を表示できるようにしたことを特徴とする機
   械読取り可能な記録媒体。
9. 【請求項９】 プリント基板設計ＣＡＤシステムに、 プリント基板のレイアウト情報とプリント基板の構造及
   び材質情報とユーザ指定による有効範囲を示すインピー
   ダンス情報とをもつ入力情報をもとにプリント基板上の
   バイパスコンデンサの有効範囲を算出する手順、 プリント基板で扱う電源各々の種別を示す信号名情報の
   一覧を選択可能に表示する手順、 選択された信号名情報に従う電源のプリント基板上に於
   けるバイパスコンデンサの有効範囲を当該電源のエリア
   内に於いてのみ表示するための表示データを生成する手
   順をそれぞれ実行させるためのプログラムを記録し、 基板で扱う電源各々のプリント基板上に於けるバイパス
   コンデンサの有効範囲を電源の種別毎にその電源エリア
   内に表示することを特徴とする機械読取り可能な記録媒
   体。
10. 【請求項１０】 バイパスコンデンサの有効範囲を近似
    的楕円として算出する手順を実行させるためのプログラ
    ムを含み、当該手順により算出された近似的楕円を該当
    する電源のエリア内に視覚的に表示することを特徴とす
    る請求項７又は８記載の機械読取り可能な記録媒体。