Altium Designer

คุณสมบัติต่างๆ ของโปรแกรม Altium Designer ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ระดับมืออาชีพสำหรับการ ออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) อย่างครบวงจร โดยเน้นย้ำถึงความสามารถในการทำงานร่วมกันระหว่างสมาชิกในทีมผ่านระบบ PCB Co-Authoring และการจัดการข้อมูลส่วนประกอบผ่าน ActiveBOM เพื่อความแม่นยำในห่วงโซ่อุปทาน นอกจากนี้ยังมีฟังก์ชันขั้นสูงอย่างการออกแบบ Rigid-Flex, การจำลองสถานการณ์ด้วย SPICE Simulation และการจัดการโครงสร้างเลเยอร์ที่ซับซ้อนภายในสภาพแวดล้อมเดียว ผู้ใช้งานจริงต่างชื่นชมในความยืดหยุ่นของระบบที่ช่วยให้สามารถควบคุมรายละเอียดทุกขั้นตอนได้ ตั้งแต่การเขียนแผนผังวงจรไปจนถึงการผลิต โมเดล 3 มิติ ที่สมบูรณ์แบบ แพลตฟอร์มนี้จึงถือเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพในการ ลดระยะเวลาและต้นทุน สำหรับอุตสาหกรรมการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ได้อย่างดีเยี่ยม

Altium Designer มีชุดคุณสมบัติที่ครอบคลุมซึ่งช่วยสนับสนุนกระบวนการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ให้มีความครบวงจรและมีประสิทธิภาพสูง โดยสามารถแบ่งคุณสมบัติหลักออกเป็นกลุ่มสำคัญๆ ได้ดังนี้ครับ:

1. สภาพแวดล้อมการออกแบบที่รวมเป็นหนึ่งเดียว (Unified Design Environment) จุดเด่นสำคัญที่สุดคือการเป็นแพลตฟอร์มที่รวมทุกขั้นตอนไว้ในเครื่องมือเดียว ตั้งแต่การเขียนวงจร (Schematic Capture) ไปจนถึงการวางเลย์เอาต์ (Layout) และการจำลองการทำงาน:

• Complete PCB Package: ผู้ใช้งานสามารถออกแบบโปรเจกต์ทั้งหมดได้ในเครื่องมือเดียว โดยไม่จำเป็นต้องส่งออกไฟล์ Netlist ไปยังโปรแกรมอื่นเพื่อทำเลย์เอาต์ ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนในกระบวนการทำงาน
• Integrated Simulation: มีระบบ SPICE Simulation ในตัว ช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถตรวจสอบและยืนยันความถูกต้องของวงจรที่ซับซ้อนได้โดยไม่ต้องออกจากสภาพแวดล้อมการออกแบบเดิม,
• 3D Modeling: สามารถส่งออกโมเดล 3 มิติของบอร์ดได้ ซึ่งเป็นฟีเจอร์ที่มีประโยชน์อย่างมากสำหรับการทำงานร่วมกับทีมออกแบบเชิงกล

2. ประสิทธิภาพในการจัดการและการนำกลับมาใช้ใหม่ (Efficiency and Reuse) เพื่อความรวดเร็วและลดข้อผิดพลาด Altium Designer มีเครื่องมือที่ช่วยจัดการทรัพยากรต่างๆ:

• Reuse Your Best Solutions: ช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถนำส่วนของวงจรที่เคยออกแบบไว้แล้วกลับมาใช้ใหม่ได้ ช่วยลดต้นทุนและเวลาในการออกแบบ
• Manufacturer Part Search: ลดเวลาในการสร้างคอมโพเนนต์ด้วยการค้นหาชิ้นส่วนจากผู้ผลิตโดยตรง ทำให้ไม่ต้องเสียเวลาสร้างไลบรารีเอง,
• ActiveBOM® Management: ระบบจัดการรายการวัสดุ (BOM) แบบเรียลไทม์ ที่ช่วยจัดการข้อมูลซัพพลายเออร์และการจัดหาชิ้นส่วนได้โดยตรงภายในโปรแกรม พร้อมด้วย Supply Chain Intelligence ที่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับห่วงโซ่อุปทานในขณะออกแบบ

3. รองรับเทคโนโลยีการออกแบบขั้นสูง (Advanced Design Capabilities) สำหรับโครงการที่มีความซับซ้อนสูง โปรแกรมมีฟีเจอร์เฉพาะทางที่ตอบโจทย์เทคโนโลยีสมัยใหม่:

• High-Speed & HDI Design: รองรับการออกแบบ PCB ความเร็วสูง (High-Speed) และการออกแบบที่มีความหนาแน่นสูง (HDI),
• Rigid-Flex & Multi-Board: มีเครื่องมือสำหรับออกแบบ PCB แบบยืดหยุ่น (Rigid-Flex) และการออกแบบระบบที่ประกอบด้วยบอร์ดหลายแผ่นเชื่อมต่อกัน (Multi-Board System Design) เพื่อให้การเชื่อมต่อระหว่างระบบปราศจากข้อผิดพลาด
• Constraint Manager: ระบบจัดการกฎเกณฑ์การออกแบบที่ละเอียดและปรับขนาดได้ รองรับการจัดการที่ซับซ้อนสำหรับโครงการขนาดใหญ่

4. การทำงานร่วมกันและการผลิต (Collaboration and Documentation)

• PCB Co-Authoring: ฟีเจอร์ที่ช่วยให้ทีมงานหลายคนสามารถทำงานในโปรเจกต์เดียวกันได้พร้อมกันอย่างราบรื่น ช่วยให้งานเสร็จเร็วยิ่งขึ้น,
• PLM Integration: สร้างความต่อเนื่องอย่างสมบูรณ์ระหว่างการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์และระบบจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ (PLM) ขององค์กร
• Professional Documentation: สามารถสร้างแบบร่าง PCB และเอกสารสำหรับการผลิตได้อย่างรวดเร็วภายในไม่กี่นาที

5. การตรวจสอบความถูกต้อง (Validation) ระบบมีการตรวจสอบที่แม่นยำ เช่น Schematic Validation ซึ่งสามารถระบุข้อผิดพลาดได้อย่างละเอียด และช่วยให้ผู้ใช้กระโดดจากรายการข้อผิดพลาดไปยังจุดเกิดเหตุในวงจรได้ทันที รวมถึงการรองรับการตรวจสอบความสมบูรณ์ของการเชื่อมต่อด้วยฟีเจอร์ Wire Bonding

Wire Bonding คือกระบวนการผลิตในการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าโดยใช้เส้นลวดขนาดเล็กมาก (เช่น ทองหรืออะลูมิเนียม) เชื่อมระหว่างแผ่นวงจรรวม (Die/IC) เข้ากับขานำสัญญาณของตัวถังอุปกรณ์ (Package) หรือเชื่อมลงบนแผ่นวงจรพิมพ์โดยตรง (Chip-on-Board) ซึ่งเป็นเทคนิคที่มีความละเอียดสูงและมักใช้ในการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กหรือมีความซับซ้อน

Molded Interconnect Devices (MID) หรือการสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ลงบนพื้นผิวของวัสดุที่เป็นรูปทรง 3 มิติโดยตรง ซึ่งแตกต่างจากการออกแบบบนแผ่น PCB แบนราบแบบดั้งเดิม

Altium Designer มีฟีเจอร์ที่รองรับ การเดินลายวงจรและการออกแบบเลย์เอาต์ขั้นสูง หลายประการเพื่อตอบโจทย์ความซับซ้อนของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ดังนี้ครับ:

1. ระบบการเดินลายวงจรอัจฉริยะ (Interactive Routing) มีฟีเจอร์ Best in Class Interactive Routing ซึ่งเป็นระบบการเดินลายวงจรคุณภาพสูงที่ช่วยให้ผู้ออกแบบทำงานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ รองรับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ทุกรูปแบบ

2. การออกแบบความเร็วสูง (High-Speed PCB Design) มีโซลูชันเฉพาะสำหรับ High-Speed PCB Design ที่ช่วยจัดการกับความท้าทายต่างๆ ของสัญญาณความเร็วสูง เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของสัญญาณ

3. การออกแบบที่มีความหนาแน่นสูง (HDI Design) รองรับเทคโนโลยี HDI (High Density Interconnect) ซึ่งจำเป็นสำหรับการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความก้าวหน้าสูงและต้องการวงจรที่มีขนาดเล็กแต่ซับซ้อน

4. การออกแบบบอร์ดแบบยืดหยุ่น (Rigid-Flex) มีเครื่องมือสำหรับ Rigid-Flex PCB Design ที่ช่วยให้การออกแบบแผงวงจรที่มีส่วนผสมระหว่างส่วนแข็งและส่วนยืดหยุ่น (ซึ่งมีความซับซ้อนสูง) ทำได้ง่ายขึ้น

5. เทคโนโลยีโครงสร้างและการเชื่อมต่อพิเศษ นอกจากการเดินเส้นปกติแล้ว ยังรองรับเทคโนโลยีขั้นสูงอื่นๆ ได้แก่:

• Wire Bonding: เพื่อเพิ่มความสมบูรณ์ของการเชื่อมต่อและประสิทธิภาพในการออกแบบ
• True 3D-MID Design: รองรับการออกแบบอุปกรณ์ Molded Interconnect Devices หรือวงจรบนพื้นผิววัสดุ 3 มิติ
• Layer Stackup Design: ระบบจัดการการซ้อนทับชั้นเลเยอร์ของ PCB ที่ละเอียดและจัดการได้มากกว่าแค่การวางชั้นบอร์ดทั่วไป

กระบวนการจำลองการทำงานของวงจรไฟฟ้าในโปรแกรม Altium Designer สามารถแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอนหลักที่สำคัญ ดังนี้:

1. การตรวจสอบและเตรียมโปรเจกต์สำหรับการจำลอง (Verifying & Preparing): ขั้นตอนนี้เป็นการเตรียมการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าจะได้รับผลลัพธ์ที่ถูกต้อง โดยประกอบไปด้วยการวางชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่มีแบบจำลองสำหรับการจำลอง (Simulation Models), การกำหนดแหล่งจ่ายสัญญาณ (Signal Sources) และการกำหนดจุดที่ต้องการวัดค่าในวงจรโดยใช้โพรบ (Probes) นอกจากนี้ ผู้ใช้งานควรใช้แผงควบคุม Simulation Dashboard เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของกฎทางไฟฟ้า (Electrical Rule Check) และแบบจำลองต่างๆ เพื่อหาข้อผิดพลาดและแก้ไขก่อนเริ่มขั้นตอนต่อไป
2. การกำหนดค่าและการสั่งรันการจำลอง (Configuring & Running): การจำลองสามารถทำได้โดยตรงจากหน้าวงจร Schematic และสามารถสั่งรันซ้ำได้ในขณะที่วิเคราะห์รูปคลื่นสัญญาณ ในขั้นตอนนี้ ผู้ใช้งานต้องกำหนดประเภทของการวิเคราะห์ที่ต้องการผ่าน Simulation Dashboard เช่น การวิเคราะห์ผลตอบสนองชั่วครู่ (Transient Analysis) หรือการวิเคราะห์ผลตอบสนองทางความถี่ (AC Sweep Analysis) รวมถึงการตั้งค่าตัวแปรผลลัพธ์ (Output Expressions) ที่ต้องการให้พล็อตกราฟออกมา,,
3. การทำงานกับผลลัพธ์การจำลอง (Working with Simulation Results): ผลลัพธ์ของการจำลองจะถูกแสดงในหน้าต่างแก้ไข SimData editor ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถวิเคราะห์ผลได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ โดยโปรแกรมจะสร้างเอกสารผลลัพธ์ (เช่นไฟล์นามสกุล .sdf) ที่แสดงกราฟและรูปคลื่นสัญญาณ (Waveforms) ต่างๆ ตามที่กำหนดไว้ ผู้ใช้งานสามารถใช้เครื่องมือวัดค่า (Measurement Cursors) เพื่อหาค่าต่างๆ บนกราฟ เช่น จุดตัดความถี่ 3dB หรือค่าเกน (Gain) เพื่อประเมินและแก้ไขจุดบกพร่องของการออกแบบ,