アノテーションとERCを実施する

今回は、回路図エディタで描いた回路の検査を実行する処理手順について解説します。

シンボルのアノテーション

本投稿では解説用にArduinoUNOの回路図を参考にした簡易互換ボードを設計しました。

純正品と比べて外部からのACアダプター入力の回路などを省略しています。

形状の互換を保ちつつ、電子部品の国内通販で調達が可能なパーツで製作できる互換ボードを目標に設計しています。

USB-シリアル変換部は別投稿「シンボルエディタ実践例:USB-シリアル変換モジュールを登録する」でシンボル作成を行った、秋月電子通商の市販モジュールを使って組立の構造を簡略化したいと思います。

全体の回路図が描けたら「アノテーション」を実行します。

回路図上に配置されたシンボルには、それぞれ識別が出来るように固有の「ラベル」が用意されています。

「アノテーション」とは

「アノテーション」とは、最近ではIT用語としてデータやファイルに関連情報をタグ付けする処理の事を読んでいます。回路CADの用語でもほぼ同様で、配置されているシンボルに個々の番号を割り当てる事で、後の設計作業で識別し易い様にします。もちろんCAD上の自動処理を進めていく上でも部品の識別は必要になりますので、アノテーション処理は忘れずに実行しましょう。

回路図エディタでアノテーション処理を実施する

回路図上にシンボルを配置しただけの状態では、部品番号はその電子部品の分類を示すアルファベットの略号の後ろに「?」が付いた状態で表示されています。

この「?」マークに順番に番号を割り振っていきます。

アイコンが並んでいる中から「回路図シンボルをアノテーション」ボタンをクリックします。

メニューから選ぶ場合は[ツール]-[回路図をアノテーション]の順に選択します。

サブウィンドウが開きますので、個々の設定を行います。

[スコープ]

 アノテーションを実行する範囲を選択します。複数のシートを使用している場合に編集中の回路だけアノテーションをするといった事が選択できます。

[順番]

 シート中のコンポーネントは基本的に図面枠左上から右下に向かって番号の割り当てが行われます。通常は「Y位置でソート」が選択されており、この場合は左上から右端まで番号を割り当てたら1行下の左端から右端へ、を繰り返して右下まで割り当てを繰り返します。

「X位置でソート」を選択した場合は縦方向に左上から1列ずつ、右端まで繰り返して割り当てを実行します。

[オプション]

 割り当ての仕方を選択します。回路図エディタで描いている時点で、手入力で部品番号を決めておきたい場合などがありますので、先に入力済の番号をキープするか、リセットするかといった項目を選択します。

[ナンバーリング]

割り当てる部品番号の先頭をいくつから始めるかを設定します。

各種設定が終わったら、サブウィンドウ下側の「アノテーション」ボタンを押すと部品番号の割り当てが実行されます。

ウインドウ左端の「アノテーションをクリア」ボタンで割り当てを解除して「?」に戻す事が出来ますが、全てのシンボルが一度に解除されますので注意しましょう。

アノテーション処理が終わったら、描いた回路に問題点が無いかを自動チェックする「ERC」を実行します。

回路図の仕上げ「ERC」

ERCは「Electrical Rule Check」の略で、主に未接続や論理回路の接続先にミスが無いか等を検査します。

このアイコンが何故テントウムシ?というのは誰もが一度は疑問に思う事かと思いますが

「回路の検査=ミスチェック=バグ(bug)取り=虫取り=テントウムシ」

なんだろうな、と勝手に納得しています。

ERCを実行する為には、アイコンの列からこの「テントウムシ」のボタンをクリックします。

メニューからは[検査]-[エレクトリカル ルール チェッカー(ERC)]を選択して、サブウィンドウを開きます。

基本的にはサブウィンドウ右下の「実行」ボタンを押して、表示されるメッセージとマーカーが示す箇所を修正していきます。

KiCAD名物??「ピンは他のピンに接続されていますが~」

「実行」ボタンを押すとERCレポートの欄に警告やエラーの数が表示され、回路に何か問題が見つかると下のウィンドウに項目が表示されますので指示に基づいて回路図を修整していきます。

その中で、回路図に特に問題が無いのに表示される項目として

「ピンは他のピンに接続されていますが、駆動するピンがありません」

というものがあります。

この表示が出る時は2個一組で出る事が多いです。

これは回路中に「電源のシンボルからの接続=駆動ピン」が無い事によって出る警告表示です。

警告表示が出ている時は、上の図の様に該当箇所にマーカーが追加されます。

この警告メッセージは電子回路を設計する時にコネクタ等を使って回路の外から電源を供給する場合などに発生しますが、回路自体に問題が無ければ無視してしまっても構いません。

ですが、無視して大丈夫、という癖が後々ミスの元になるのも良くないと思いますので、きちんと対策したいと思います。

コネクタから電源を供給する回路の場合、電源ラインを示している部位に特殊シンボルとして「POWER FLAG」マークを追加する事で警告の発生を回避する事が出来ます。

右側アイコン「電源ポートを配置」を選んで、「PWR_FLAG」をフィルターから検索して配置します。

PWR_FLAGの配置する場所は回路に給電されるピンと、回路中のGNDにそれぞれ1個ずつ接続します。

これで、CADの自動処理に対して「ここから電源が供給されている」事を示してERCの処理を進める事が出来る様になりました。

ERCを実行してレポートの項目が無くなった状態で「終了」とメッセージが表示されれば回路の作成は完了です。

この後はPWBを設計する為に必要な部品の形状とシンボルの割り当て、配線の接続情報であるネットリストの生成を行いますが、それらは次の記事でご説明します。

ABOUT KiCAD MASTER

KiCADの達人
KiCAD歴15年程度。雑誌記事や教育用テキストの執筆経験等複数あり。私大電気電子工学科での指導とフリーランスエンジニアを兼業しながらFab施設の機器インストラクターや企業セミナー講師を歴任し、KiCADの普及と現代の働き方に対応した技術者育成に務める。