PCB はあらゆる電子機器設計の中心にあり、最も基本的な PCB を除くほとんどすべてが PCB レイアウトソフトウェアを使って設計されています。そのため、PCB 設計の成否は、選択した PCB 設計ソフトウェアの性能と、それを使いこなすあなたの能力に大きく左右されます。数多くの PCB レイアウトソフトウェアが存在する中で、自分の PCB レイアウトのニーズと予算に最も適したものを選ぶことは、困難で時間のかかる作業になり得ます。
そのために、本記事では現在市場で入手可能な最も人気のあるいくつかのPCB設計ソフトウェアパッケージを簡単に取り上げ、それぞれの長所と短所について説明します。これは決して完全な調査ではなく、他にも多くの選択肢が存在することを読者は理解しておくべきです。一般的に言えば、PCB設計ソフトウェアパッケージは、ホビーユーザー向け市場とプロフェッショナルレベルの開発者という、2つの明確なグループに対応しています。本記事では両方のグループから混合してPCB設計パッケージを紹介し、最初のセクションでは商用レベルのPCBパッケージについて、次のセクションではプロフェッショナルレベルについて説明します。PCB設計パッケージ
商用パッケージ
商用パッケージは、正式なプロジェクト管理やチームベースのソリューションが一般的に導入されている、プロフェッショナルレベルの設計環境でよく使用されます。通常、それらには、差動ペアルーティング機能、高速バスルーティング機能、シングルレングスチューニングツールなど、より高度な配線および設計機能が備わっています。統合シミュレーションソリューションや階層型回路図入力が利用できることも一般的です。多くの場合、価格もそれに見合ったものとなるため、ホビイストや教育市場の手の届かないものになることがあります。以下に、現在市場で最も一般的な商用パッケージのいくつかを示します。
• Altium Designer
Altium Designerは、現在市場に出回っているハイエンド PCB 設計ソフトウェアパッケージの中でも、最も人気のある製品のひとつです。オーストラリアに拠点を置く Altium Limited によって開発・販売されています。回路図および PCB モジュールに加え、オートルーターや差動ペアルーティング機能を備えています。配線長のチューニングに対応しており、3D モデリング機能も提供します。
長所- ハイエンドな製品設計が可能でありながら、市場に出回っている同価格帯のいくつかのパッケージよりも、より簡単で扱いやすいです。チームベースの開発をサポートしており、PCB 設計チームに理想的に適しています。
短所・その高価格ゆえに、個人ユーザーやホビイストが設計の実装に利用することは一般的に困難です。習得してしまえば便利な豊富な機能セットも、新規ユーザーにとっては大きな参入障壁となり得ます。そのため、ホビイストやDIYコミュニティで一般的に使われることはありません。また、Windows環境専用で開発されているため、MacやLinuxユーザーが選択肢として検討しにくいという問題もあります。
・OrCAD
OrCADは、現在市場で入手可能な、より確立されたプロフェッショナルレベルの設計スイートのひとつです。カーブ配線、DFM チェック、グループ配線、3D モデリング、高度なオートルーターなど、プロフェッショナルレベルの設計スイートに期待されるハイエンド機能をすべて備えています。OrCAD Lite と呼ばれる無料版を含め、複数のグレードで提供されています。
長所- 比類のない数の信号および設計解析ツールを備えています。高速設計が行われるプロフェッショナルな開発環境に非常に適しており、そのキャプチャ機能により、製造に回される前に設計を徹底的にシミュレーションすることができます。
短所- 新規ユーザーがすぐに使いこなすのは難しく、学習曲線が急です。また、無料版は提供されているものの、すべての機能を備えたバージョンは非常に高価になり得ます。ホビーユーザーやDIYコミュニティでは一般的に使用されていません。Windows環境向けにのみ開発されているため、MacやLinuxマシンの使用に慣れている人々にとっては、その魅力が制限される可能性があります。
・PADS
PADsMentor Graphics によって開発された PCB 設計パッケージです。Standard、Standard Plus、Professional の 3 つのグレードがあり、ハイエンドな商用グレードのソフトウェアパッケージと見なされています。シグナルインテグリティ解析機能、高度なオートルーター、熱設計検討の解析、さまざまなプロジェクト管理機能のサポートなど、多くのハイエンド機能を備えています。
長所- 競争力のある価格帯を備えたプロフェッショナルレベルのパッケージです。partquest.com サイトを通じてオンライン部品ライブラリを公開しており、洗練されたユーザーフレンドリーなインターフェースを備えています。設計ドキュメントの作成を支援し、チームベースのプロジェクト管理機能も有しています。
短所- いくつかの同等のプロフェッショナル向けパッケージよりは低価格ではあるものの、依然としてホビーユーザー向け市場よりはるかに高い価格設定となっている。
・Pulsonix
Pulsonixは、フル機能のPCB設計スイートです。回路図キャプチャモジュール、PCBレイアウトモジュール、統合SPICEシミュレーションモジュールが含まれています。高度なPCBレイアウトソフトウェアパッケージに期待されるハイエンド機能をすべて備えており、配線長調整、差動ペアルーティング、プッシュ＆シャブルーティングなどに対応しています。また、階層回路図をサポートしており、複雑な設計を回路図レベルでサブシステムとして抽象化することができます。なお、Pulsonixには、DesignSparkやEasy-PCを含む、より低コストの派生製品が存在することは重要な点です。
長所- フル機能のPCB設計スイートに期待されるあらゆるハイエンド機能を有効化できるため、高度なプロフェッショナル設計環境に非常に適しています。
短所- すべての追加機能をパッケージに含めると、非常に高額になる場合があります。また、これはプロフェッショナル向けの設計スイートであり、その高度さに見合った急な学習曲線があります。そのため、ホビーユーザーやPCB設計初心者向けではありません。
・Multisim および Ultiboard
Multisim は、National Instruments 社の回路シミュレーションスイートでありUltiboardは、プリント基板（PCB）を作成するための、完全に機能する Multisim 用アドオンプログラムです。National Instruments は、よく知られた電子計測機器メーカーであり、シミュレーションソフトウェア開発企業でもあります。もともとは Electronics Workbench ソフトウェアスイートとしてブランド化されていましたが、National Instruments によって買収された後、Multisim として再ブランド化されました。マイコンシミュレーションを含む非常に強力なシミュレーション機能を備えており、Ultiboard PCB レイアウト用アドオンソフトウェアパッケージと緊密に統合されています。
長所- 非常に人気のあるシミュレーションソフトウェアスイートであり、National Instruments の他のテストおよび計測製品と緊密に統合されています。National Instruments でよく知られている、使いやすいグラフィカルなシミュレーションインターフェースを提供します。Ultiboard は、Multisim と密接に連携した非常に高機能な PCB 設計スイートです。また、それぞれのソフトウェアには複数のエディションが用意されており、幅広い価格帯で提供されています。
短所- Multisim はシミュレーション環境として広く使用されていますが、PCB レイアウト分野では Ultiboard の人気はそれほど高くありません。また、Ultiboard は他のプロフェッショナル向け PCB レイアウトソフトウェアに見られるハイエンド機能をすべて備えている一方で、Multisim/Ultiboard スイートの最上位グレードを購入するにはかなりの費用がかかります。
低価格パッケージ
PCB レイアウトソフトウェア市場のもう一方の部分は、低コストで小規模な設計者に優しい市場セグメントである。このセグメントで販売されているソフトウェアは、一般的に低速かつそれほど複雑でない設計に使用される。いくつかの例外（顕著な例外が KiCad である）を除き、これらのパッケージの多くには、配線長調整ツールや差動ペアルーティングツールといったハイエンドなツールが欠けている。一方で、この市場セグメントのソフトウェア価格は、商用セグメントの価格のおよそ 10 分の 1 程度である。そのため、もしあなたが PCB 設計の初心者であったり、フル機能の PCB 設計ソフトウェアパッケージを必要としないのであれば、PCB レイアウトソフトウェアを探す際には、これらのソフトウェアパッケージを検討すべきである。
・イーグル
イーグルオープンソースハードウェアコミュニティにおいて、強力で使いやすいPCB設計ツールとして、何十万ものエンジニア、メイカー、学生、さらにはホビイストから高い人気を得ています。Windows、Mac、Linux に対応しており、2枚の回路図シート、2層のシグナルレイヤー、および 80cm² の基板面積という制限付きの無料版が提供されています。
長所- 学習が容易で、FAQ やチュートリアルを備えた非常に大きなオンラインコミュニティがあり、電子工作の初心者でも扱うことができます。幅広いユーザーベースとコミュニティによって、多数のリソースや拡張機能が開発されています。個々のユーザーのニーズに合った豊富なライセンスオプションも利用可能です。最も複雑な設計を除けばほとんどすべてを作成できる十分な能力を備えていますが、他のハイエンドな PCB 設計ソフトウェアパッケージと比べると利便性はやや劣ります。最終的に、複雑な高速設計を行わないユーザーにとっては非常に優れたソリューションです。
短所- これはプロフェッショナルレベルのパッケージとは見なされておらず、商業環境で一般的に使用されてはいません。高速信号設計のレイアウトや、プッシュ＆シャブルーティングのようなその他の配線機能を容易に行うための高度な機能を備えていません。その設計ワークフローは、このソフトウェアの弱点として一般的に認識されています。EAGLE が Autodesk に参加して以来、その低コストという利点は徐々に失われつつあります。
・KiCad
KiCADは、回路図、PCB、およびコンポーネントモジュールを含む、オープンソースで完全に無料の設計パッケージです。プッシュ＆シャブル配線、階層型回路図設計、差動ペアルーティング、PCB設計の3Dモデリングなど、プロフェッショナル向けPCB設計パッケージで見られる多くのハイエンド機能を提供します。CERN も KiCad の開発に積極的に関与しており、その結果として機能面で大きな改善がもたらされています。
長所- KiCad を使用する最も明白な利点は、オープンソースのソフトウェアプロジェクトであるため、完全に無料であるという点です。無料であるという明確な利点に加えて、KiCad は非常に高機能なパッケージでもあり、通常はより高価なソフトウェアパッケージでしか見られないような機能もいくつか備えています。また、KiCad のユーザーコミュニティは非常に大きく、ソフトウェア向けのコンポーネントライブラリをサポートし、公開しています。
短所- 学習コストが高く、独特なワークフローを持っています。各モジュール同士の統合が十分ではなく、異なるモジュール間を行き来する操作に慣れるまでかなり時間がかかります。ドキュメントやサポートは限られているか、内容が古くなっています。
・DipTrace
DipTrace は、比較的充実した機能を備えた、人気があり予算にやさしい PCB 設計ソフトウェアパッケージです。主なモジュールは 3 つあり、統合回路図エディタ、PCB レイアウトモジュール、コンポーネント管理モジュールで構成されています。オートルーターと 3D PCB プレビュー機能も含まれています。また、Windows、Mac、および Linux（Wine 使用）向けに提供されています。
長所- 学習が容易で、無料だが機能が制限されたバージョンが用意されており、無制限版の価格も非常に良心的です。PCB の作成に不慣れな人やホビーユーザーに非常に適しています。
短所- プロレベルのPCB設計パッケージで利用できる、より高度な機能の一部が欠けています。小規模なプロジェクトやホビーユースにはまったく問題なく適していますが、プロフェッショナルな環境で使用するには適切ではありません。
・PCBウィザード
PCB Wizard は、ユーザーが片面および両面の PCB 設計を作成できる、強力な PCB 設計スイートです。使いやすいドラッグ＆ドロップインターフェースにより、習得が容易になるよう設計されています。回路図キャプチャコンポーネント、ボードレイアウトコンポーネントに加え、自動 PCB 部品配置機能およびオートルーターを備えています。また、これを開発している企業である New Wave Concepts の他製品と密接に統合されており、Livewire を介した設計のシミュレーションや、Control Studio 2 を介したプロトタイプのシミュレーションが可能です。さらに、複数種類の製造用ファイル形式の生成や、部品表（Bill of Materials）レポートの作成にも対応しています。
長所- 非常にユーザーフレンドリーなインターフェースと限られたコンポーネントセットを備えており、PCB設計分野を始めたばかりの人やホビーユーザーに最適です。フリーウェアとして提供されているため、非プロフェッショナルユーザーにもさらに適しています。
短所- 単面および両面PCBボードの製造に限定されています。また、他のいくつかのソフトウェアパッケージで見られる3D表示コンポーネントが欠けています。
上記で紹介したソフトウェアパッケージからも分かるように、ここで取り上げていないものまで含めれば、PCB設計者は設計用パッケージの選択肢に事欠きません。紹介した多くのパッケージは無料トライアルや機能制限版を無償で提供しており、購入前に試すことができます。これは、多額の費用負担を伴う高価な商用パッケージに対して特に有用です。最終的には、あなたが選ぶパッケージは、あなたの設計ニーズと予算を反映したものであるべきです。
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