EDA（Electronic Design Automation）とは何か？

Python を勉強している過程で、作業の自動化に興味をもち、色々調べている過程で、EDA（Electronic Design Automation）というキーワードを知りました。本記事では「EDAとは何か？」をテーマに書いていきます。

「EDA」とは？

EDAとは、Electronic Design Automation の頭文字を取ったものであり、電子機器など、電気系の設計作業を自動化するためのソフトウェアやハードウェアを意味するものです。

なぜ「EDA」が必要なのか？

EDAを必要とする主な理由は、以下の点だと思います。

・開発期間の短縮
・開発費用の削減
・品質維持

１つ目の「開発期間の短縮」については、ひとつの製品開発に何年も要していては、開発を開始した当初は最新のトレンドであった技術が、販売開始時には既に世の中に出回っている技術になってしまい、先に販売した競合他社に負けてしまいます。そういったことを回避するため、EDAを用いて開発工程を自動化することで、開発期間を大幅に短縮することができます。

２つ目の「開発費用の削減」については、良い製品を安く作ることができれば、原価率が下がり、より多くの利益を得ることができます。EDAを用いて開発工程を自動化することで、人員工数が大幅に削減され、開発費用を削減することができます。

３つ目の「品質維持」については、先進国に目を向けると、その多くが高齢化社会になっています。つまり、それまでに培ってきたノウハウを持った人材が高齢化して辞めていくことで、ノウハウが引き継がれず、品質低下につながり、クレームにつながります。特に電子機器は、かなり多くのノウハウが詰まったものだと思うので、ノウハウの継承は非常に重要だと思います。EDAにノウハウを組み込んで開発工程を自動化することにより、誰が設計しても、一定の品質を担保することが可能になります。また、一度起こった不具合をフィードバックすることで、クレームの再発防止にも役立てることができます。

その他、電子機器の開発工程に目を向けると、回路を設計し、回路図を作成し、テスト基板を起こし、評価を行っています。しかし、時代の変化とともに回路は複雑化し、小型化が進んでおり、一度で設計がうまくいくことは稀で、何度もやり直しを強いられることが多いと思います。最近はシミュレーションの活用が進んできていますが、電子機器の開発においては、まだまだ発展途上だと思います。

そういった背景を踏まえると、EDAの必要性は今後さらに高まることが予想され、これからさらに伸びていくトレンドではないかと思います。

「EDA」ツールの例

EDAツールは既にいくつもあるようです。少しインターネットで調べてみたところ、その大半が米国企業によって作られているEDAツールのようです。具体的なツール名までは書きませんが、以下のような分野で使えるEDAツールがあります。

・半導体デバイス設計
・回路設計
・VHDL設計（論理、タイミング）
・LSIレイアウト設計
・プリント基板レイアウト設計
・EMI、EMC設計
・熱設計

「EDA」がつくる将来の設計工程

EDAの活用が積極的に行われるようになると、将来的には次のような設計作業が一連の流れで、すべて自動化していくのではないかと思っています。

電気的仕様をユーザーが入力
　↓
設計プログラム開始（以下全自動）
　↓
回路方式の決定
　↓
部品データベースから情報取得
　↓
部品アプリケーションノートから情報取得
　↓
設計ノウハウを組み合わせ
　↓
動作シュミレーション・諸特性の調整
　↓
損失解析・熱設計
　↓
回路図作成
　↓
プリント基板レイアウト設計
　↓
基板ガーバーデータ作成
　↓
設計プログラム終了

また、上記の流れに加えて、機械学習なども加わると、今までには無かった設計手法が生まれてきそうな気がします。