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第17号 LPBニュース 2017年8月23日配信
半導体＆システム設計技術委員会編集
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★★★★★ 今回のトピックス ★★★★★
■JEITA LPB集中討議&デベロッパーズワークショップ2017開催のご案内
■コラム第4回 私とLPB
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■JEITA LPB集中討議&デベロッパーズワークショップ2017開催のご案内
参加申し込み、お支払い期限は8月25日（金）です。お早めの登録をお願い申し上げます。
参加申し込みはこちらから
URL:http://www.lpb-forum.com/lpb_developerworkshop2017/
★申込期限：2017年8月25日（金）
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2日目のプログラムのなぜこのボードは安定動作しないのか? ではボード安定動作の観点から
チップ内部の電源特性、モデリング、シミュレーション、実測について議論します。
モデリング・シミレーションでの悩みを、皆で共有し解決方法を話し合いましょう。
<1日目>
12:30- 受付
13:00- 開会挨拶
13:15- LPBフォーマットを使ってみよう！
村田製作所がLPBフォーマットの供給を始めます。
これを使ったEDAの状況を紹介・問題点を議論します
14:30- 2つの会場に分けて勉強会を開催します
講座1 システム解析勉強会
講座2 LPBフォーマット勉強会
15:30- システム品質を上流設計で抑えるための方法を議論しよう！
16:55- 事務連絡
17:00- 自由討議(入浴等)
19:00- 夕飯・懇親会
<2日目>
9:00- なぜこのボードは安定動作しないのか?(第一部)
~チップ内部の電源特性に迫る~
10:40- なぜこのボードは安定動作しないのか?(第二部)
~意外に簡単? チップ電源特性の測り方~
11:50- 閉会挨拶、事務連絡
※プログラム内容は変更になることがあります。ご了承ください。
開催日時：2017年9月1日（金） 13:00 〜 9月2日（土） 12:00
開催会場：四季倶楽部 箱根強羅彩香 （昨年と同会場）
http://www.shikiresorts.com/institution/kanagawa/saika/saika.html
募集人員：40
参加費用：
参加日程 費用
9/1〜9/2 宿泊（２食付）＋懇親会費 12,000円
9/1のみ（懇親会あり）夕食＋懇親会費 5,000円
9/1のみ（懇親会なし） 無料
9/2のみ 無料
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■コラム第4回 私とLPB
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IEEE/IECのDualロゴ化を達成した今、LPBフォーマット開発関係者からの苦労話を掲載する
ことにしました。第4回目は株式会社リコーの大槻隆志さんです。
では、大槻さんよろしくお願いします。
今回はリコーの大槻がコラムを担当させていただきます。
私は今の会社に入社以来、ＬＳＩ関連部門で設計に従事してきました。
私が関わった初めての大きなＬＳＩは入社３～４年目のときで、京都の某大手メーカーのゲーム機器向けのＬＳＩであり、その設計に携わることになり、当時は毎日京都へ通い、設計チームメンバーとして黙々とかつ一生懸命に仕事をし、帰ってきたときは日が変わっているといった日々が続いたものです。今から思えば非常に良い思い出です。私たちが開発したＬＳＩが搭載された製品が大きな舞台で発表され、発売された１９９０年の秋のことはいまだに鮮烈に記憶に残っており、世の中の話題となった製品に少しでも関わったという何と言いますか、満足感、いや達成感、喜びを忘れることはできません。この仕事はハードな業務にも関わらず、チーム内の連携、信頼関係、オンオフの切り替えが非常にうまくいき、チームとしての雰囲気も非常に良く、辛いといったことをほとんど感じなかった事例ではないかと思います。今から振り返るとそのような駆け出しの若造に大きな仕事、経験を私に与えていただいた当時の上司には本当に感謝しています。
さて、ＬＰＢの話に移りますが、上記製品の基本動作周波数は約２１ＭＨｚであり、今のＧＨｚオーダーからはとても考えられないくらいの動作速度です。今ではあまり考えられませんが、当時はＬＳＩ設計に入る前に回路の妥当性を確認するためのディスクリート部品を使ってのブレッドボードと呼ばれる実動作確認のための機能評価用基板を製作していました。この基板は１枚ではなく複数の基板から構成されており何段積にもなっていたように記憶します。このブレッドボードにおける部品間配線はとにかく繋がっておればよいといったもので、回路修正のためのスパゲッティ状配線や空中配線は至る所にありました。それでも動作としてはしていましたし、実動作としての回路確認の役目を果たすものとしては非常に大きいものでした。当時はおそらくＳＩ、ＰＩという言葉はまだ無かったと思いますし、当然ながらＬＰＢ協調設計という概念はありませんでした。そのようなことを考えなくても動いていた時代が確かにありました。現在のＬＰＢにも関連する作業としては、基板における部品配置の検討がありましたが、基板担当者とは部品レイアウトにおける配線効率を目的とした端子配置についての相談をしたくらいで、現在のＬＰＢのような設計構想段階におけるモデルを使ってのシミュレーションによる信号波形、ノイズ、伝送品質等の確認、対策といった開発工程、フローはありませんでした。ＬＰＢ協調設計をしなくてもロジック、回路さえ間違いなければ確実に動作する時代でした。
その後時は流れ、ＬＳＩの性能は飛躍的に進歩し、今やＧＨｚオーダーといった高速化、低電圧は当たり前となっています。私がＬＰＢ協調設計というものを意識し始めたのはＤＤＲ３が世の中に出始めたころからではないでしょうか。それまでもノイズ波形観測や、誤動作解析を行う過程のなかで、ＳＩ、ＰＩといった物理的動作原理に基づく現象は目の前で見ていましたが、理論的な背景に基づく対策というよりは経験からくる対策で急場を凌いでいたことが多かったと思います。しかし、回路の複雑さや高速化、低電圧化に対してはいつまでも経験による対策だけで補えるものでは無くなってきたと同時に、しっかりとした理論的背景を理解し、それに基づく対策を講じることが必要となってきました。今までＬＳＩそのものの設計しかしてこなかった人間がここで初めてＬＰＢというシステム全体を見据えた物理的理論の勉強に取り組みました。実際勉強を始めると今まで経験で体感していた信号波形、ノイズがどのようにして発生しているかが手に取るように面白く理解でき、頭の中が非常にすっきりしたのを覚えています。なんだか今まで解けなかった問題が急に解けたような気分でした。完全にこの分野にのめり込んでしまいました。
私とＪＥＩＴＡの関わりですが、上記のような意識をし始めたころか、それに前後していたころにＪＥＩＴＡというところでＬＰＢ－ＷＧのメンバーを募っているから参加してこいという当時の上司の一言でまだこの分野では右も左もわからない私が関わることになりました。
製品開発において社外のメーカーと関わることはいろいろとありましたが、ある活動のためにさまざまなメーカーの方が集まるといった場に参加するのは初めてであり、ましてやほぼＬＳＩ開発しかやったことのない私が未知の分野の活動に参加するとは思ってもみませんでした。
ＬＰＢ－ＷＧが発足し、第一回目の会合が２０１０年春にありましたが、当然知り合いも全く無く、とにかく会話について行こうとメンバーが話す内容を聞き逃すまいと真剣に聞いていましたが、ＬＳＩしか経験のない私としては理解できない場面もあり、やはり最初は場違いなところに来てしまったかーと思ったものです。しかしわからない単語はメモし、帰ってから調べるということだけは確実に行っていました。そうこうしているうちに会話も理解でき始め、また何よりもメンバーの真剣さ、誠実さ、前向きな姿勢、そして会社を超えた日本の産業に資する活動であるということを感じ始めたことにより、活動の面白みが分かってきたと同時に、個性という言葉が最適かどうかは別としてそれぞれのメンバーの人柄と接すること自体も今後の自分にとって大きな意味を持つと感じるようになりました。それが私とＬＰＢ－ＷＧの出会いでした。
ＪＥＩＴＡの大きな活動として標準化という目標があります。
ＬＰＢ－ＷＧの活動はまずは設計現場において困っている課題を抽出するところから始まりました。そしてその課題を解決するための各社共通の対策を検討するという流れになりましたが、そこで検討されたのがＬＰＢ共通フォーマットです。
このフォーマットは設計現場の第一線で身をもって苦労してきたメンバーが本当にあったらいいなーという思いで作りあげた共通フォーマットです。共通という言葉のなかには各社のノウハウとなる部分との切り分けという意味で非常に議論を尽くされ、厳選され、それでいて設計現場における開発効率ＵＰに寄与するといった非常に困難なことに向かって取り組んだという意味が含まれています。
そのようにして生まれたフォーマットですが、作るだけでは意味がなく、これを設計現場において普及させ、設計者に使っていただくことで設計効率の向上に貢献することこそが、私たちが目指す目的です。そのための手段として私たちはそのフォーマットの標準化に向けての活動を始めました。
そのフォーマットを設計者が使うＬＰＢ関連ツールを開発・販売しているＥＤＡベンダーに採用していただくことでフォーマットの普及を図れ、また採用する側のＥＤＡベンダーの立場からも権威のある標準であれば信頼性という観点からも採用し易くなり、逆に標準をサポートしていないことがユーザーから見た場合のデメリットにもなり得ると想定しました。
ＪＥＩＴＡ自体がＪＥＩＴＡ規格として多くのものを発行していますが、ＬＰＢ関連のツールをリリースしているＥＤＡベンダーの多くは海外が多いため、私たちはまず国際的に通用する標準を目指す活動を行うこととし、その活動を行うためのワーキンググループとして国際標準化ＷＧが新設され、そのリーダーに私が任命されました。２０１３年のことでした。任命に至る経緯は実にあっさりとしたもので、ある日何の前触れもなく私の携帯にＬＰＢ－ＷＧリーダーから突然電話があり、“今度国際標準化ＷＧを新設するのだけれどもそのリーダーをお願いできませんか。“という内容であり、標準化ましてや国際標準化なんて今まで全く経験のない私に何で声がかかったのだろうという懐疑的な思いを抱きながらも、いつの間にか“はい、分かりました”と返事をした自分がそこにはいたのでした。一度“はい“と言ってしまったら後には引き下がれない性格ですので、とにかく新しい経験になるだろうと自分に言い聞かせ、引き受けることにしました。早速、国際標準化ＷＧにおけるメンバーを選出しました。ＬＰＢ－ＷＧのメンバーは本当に役者揃いですので、みんなの協力のもとで何とかなるだろうという思いは心の中ではしっかりと持ってはいました。しかし、何故私に白羽の矢が当たったのかは未だに謎のままです。
国際標準化と言っても様々な標準化団体がありますが、国際標準化ＷＧの最初の仕事はどの標準化を目指すのかというところの議論から始まりました。
議論の末、ＩＥＥＥ標準化を目指した活動を行うことにしました。ＩＥＥＥはＪＥＩＴＡとも非常に密接な関係にあり、またＩＥＥＥは電気分野では最も権威があるＩＥＣともDual Logoという連携もあり、ＩＥＣ国際標準化への道筋もありました。ＩＥＥＥ標準化を目標とすることに決まったものの、とにかく国際標準というものに関しては全くのシロートでありゼロからのスタートでした。
ＩＥＥＥ標準化に向けては様々なステップがあり、また標準におけるドキュメントフォーマットも厳格に定められています。私たちはまずそれらのステップの理解と標準作成手順書の読み込みから始めました。さらにＩＥＥＥの他の標準も参考にして、ＬＰＢフォーマットのＩＥＥＥ標準ドキュメントの全体構成を決めていきました。まあとにかくやる事すべてが目新しいことばかりではありましたが、まじめに取り組み、今までだれもやったことのない世界への挑戦ということで貴重な経験となりました。国際会議においてはＬＰＢ－ＷＧリーダーがチェアマンを勤められ、その采配ぶりには感心するばかりでした。
通常、ＩＥＥＥ標準達成までは３年以上の年月が必要とされていましたが、このＬＰＢフォーマットのＩＥＥＥ標準化は約２年間で達成できました。これはおそらくＩＥＥＥ標準化期間としてはかなり早い達成期間となったのではないかと思います。これだけ早く達成できた理由としては、やはりＩＥＥＥ標準へ持っていくまでにＪＥＩＴＡで策定したＬＰＢフォーマットの完成度が高かったことが挙げられると思います。ＬＰＢ－ＷＧメンバーによる設計現場の課題抽出から始まり、それに対する解決策として必要な要素をフォーマットとして盛り込み、かつ設計フローへの適合、目的を明確にしたフォーマット構成といった非常に分かりやすいものとしてベースが出来上がっていました。この初期バージョンは本当に良く考えられており、ＬＰＢフォーマット策定の中心となって活動した当時のフォーマット策定ＷＧのメンバーを始めとし、この策定に関わった多くのメンバーの知恵と努力の賜物です。このあたりの話は今後のコラムにてメンバーから多くのエピソードが紹介されるものと思います。
２０１５年のＩＥＥＥ標準化達成後、２０１６年にはＩＥＣ国際標準としても達成しました。この標準はＥＤＡ関連の国際標準としては日本発のものとなったことも大きな意味を持っており、迷走を続ける日本産業にあって、なせば成るという事例となれば幸いであるという気持ちで一杯です。ＬＰＢフォーマットは現在多くのＥＤＡベンダーに採用され、またＬＰＢフォーマット自体も時代のニーズに対応したものとして常に進化を続けていますので、それらについてはまたバージョンアップ版としてみなさんにお知らせできると思いますのでご期待ください。
これで今回の私のコラムは終わりとさせていただきますが、ＬＰＢ－ＷＧは現在進化し、半導体＆システム設計技術委員会としてさらに活動範囲をシステム開発にまで広げています。今年の６月３０日に開催された第一回DVCon Japanにおいても私たちはＬＰＢトラックにおいて、システム開発に必要なファンクションとフィジカルの連携をテーマとして発表、議論を行いました。まだまだその連携には時間がかかるとは思いますが、時代の変化、進化に伴う設計技術を如何に取り込んでいくかが今後のシステム開発の大きな鍵になります。ぜひともみなさんからも意見をいただけたらと思います。
最後になりますが、ＬＰＢ－ＷＧ発足時に初めて参加したときはここまでの経験、成果につながるとは予想だにしませんでしたが、一番良かったのはＬＰＢ－ＷＧという場に集まった様々な会社からきたメンバーとの出会いです。いつも前向きでまじめな姿勢であり、誠意を感じることができ、まさしく人と人との連携がうまくできています。そして会合のあとはいつも力を貰って帰ります。このようなメンバーと一緒に仕事ができたことは私自身の大きな宝となりました。みなさんには本当に感謝の気持ちで一杯です。
このコラムを読まれた方で私たちの活動に興味を持たれた方は是非この活動にご参加ください。
大槻隆志
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LSI・パッケージ・ボード（LPB)相互設計規格である国際標準IEC 63055/
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