電子回路用語集(A-Z)

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数字

3端子レギュレータ

リニアレギュレータ(シリーズレギュレータ)の3端子な部品、とくにトランジスタ状のパッケージの部品を「3端子レギュレータ」と呼ぶ。

「3端子レギュレータ」というとほかのレギュレータと違ってなにか特別なことがあるのかと思うが、実際にはただのリニアレギュレータそのもの。

高い電圧から所定の電圧を作るのに使われる。

 

3-state

「High出力」「Low出力」「ハイインピーダンス」の3種類の状態があるピンのこと。

High/Lowを出せてもハイインピーダンスになれないピンもあるので、それと区別するために表記する。

 

5Vトレラント

普通のICやCPUは電源電圧以上の電圧を信号ラインにいれると壊れる。

だが、5Vトレラントと謳っている場合は、電源電圧によらず5Vの信号を入れても問題ない。

電圧が違う信号を入れたいことはよくあるため、5Vトレラントがあると結構便利。

 

 

8bitマイコン

計算を8bit単位で行う計算能力の低いマイコン。

そのかわり、高電圧動作(5V)ができたり、消費電力が小さかったり、安かったりするという利点がある。

最近は8bitマイコン並みに低消費電力で安い16bitマイコンが出たりしているので、棲み分けが変化してきている。

 

A

ADC(AD変換)

Analog Degital Converter

アナログをデジタルに変換するということで、アナログ入力機能。

CPUのGPIOはHighかLowの2パターンしか識別できないが、例えばMax.3.3Vの10bitのADCであれば、

0-3.3Vを1024段で区切るので、約3.3mVの解像度で入力電圧を知ることができる。

 

AES

暗号のひとつ。

セキュリティ系のマイコンではこの暗号化のためのアクセラレーションが載っていることが多い。

 

AND回路

二つの入力の両方がHのときのみ、Hを出力する論理回路のこと。

 

ARIB

社団法人電波産業会

日本国内のいろんな電波規格を標準化している所。

なにかの電波の測定方法を知りたいときは、だいたいここの文書を見て標準的な測定方法を調べてそれに従う。

 

ARM

CPUの設計を売っている企業。

最近ではCortexシリーズなど、組み込みCPUでもARMのコアを使用したCPUが増えている。

 

ASIC

特定用途向け集積回路のこと。

ロジックIC・メモリ・CPUなどを除いたほとんどのICがこれに分類され、ありとあらゆるものがASICといえる。

 

AVR

Atmel社が出している8bitマイコン

8bitながらフリーのCコンパイラが使えるためアマチュアでも人気。

Arduinoでも使用されている。

 

B

 

BALL(ボール)

BGAパッケージの裏面から出ている端子のこと。

通常のICは横から足が突き出ている形状だが、BGAパッケージは裏面に碁盤目状に端子がついている。

各端子にはハンダが盛られて玉のようになっているのでボールと呼ぶ。

 

BAT

Battery。電池のこと。

こういう風に適当な省略語がよく出てくるので注意。

 

BGAパッケージ

普通のICはピンが上下左右から出ているが、それではピン数に限界がある。

ICの裏面に格子状に端子が配列することで数百ピンといったピン数を実現しているのがBGAパッケージ。

ただし、実装の難易度が高いため、実装コストが高い。

さらに、目視でハンダ状況が判断できないため、実装不良の発見が難しいという問題がある。

 

Bluetooth

2.4GHz帯を使う無線通信方式。

日本では特定小電力無線局に該当して、製品を出荷するには工事設計認証などを取る必要がある。

認証済みモジュールをそのまま利用する場合は特に必要ない。

 

 

C

Cache

キャッシュ

データを一時的に蓄えるための高速メモリ。

CPUに内蔵されており、毎回低速なRAMにアクセスしなくて済むので処理速度が向上する。

 

CAN

Controller Area Network

車載向けの通信プロトコルだが、産業用途であちこちで使われている。

2線で通信し、特に速くはないが、仮に一本切れて1線でも通信可能、といった車載っぽい高信頼性がある。

 

 

CE

EUの規格。

EUに出荷する場合はこの規格を通す必要がある。

 

CE(ChipEnable)

多くのICについているピンで、動作の有効・無効を切り替える。

ロジックICであれば出力がハイインピーダンスになり後ろの回路に影響を与えなくなる。

SPI通信などがあるICであれば通信が無効になったり、内部の回路が動作停止したりする。

 

C言語

組み込みソフトウェア開発でよく使用されるプログラミング言語。

メモリの管理を自前でやるため、少ないメモリを効率的に活用できる。

その分、煩雑な部分も多く、メモリ関係のバグは出やすい。

 

CMOS

nMOS FETとpMOS FETを組み合わせたデジタル回路。

従来のトランジスタを使ったデジタル回路より消費電力が非常に小さい。

今のIC・LSIはほぼ全てCMOSである。

 

CORE

CPUの計算する部分を指す。

「コアの性能」「このCPUは2コアだ」みたいに使う。

 

CPLD

プログラムすることで所望の機能を実現できるLSI.

FPGAと近いが、実現している仕組みが異なる。

FPGAより小規模なことが多い。

 

CPU

中央演算処理装置のことで、本来は計算をする機構のこと。

通信機能などの周辺機器とCPUを一体にしたものを「MPU」と呼ぶ。

実際にはMPUもCPUもごっちゃにして使われていて、明確に区別されていない。

 

 

D

 

DAC

Degital Analog Converter

デジタルをアナログに変えるということで、アナログ出力のこと。

例えばCPUから2.3Vみたいな中途半端な電圧を出したり、デジタル信号から実際のオーディオ信号を出呂kする部分で使用される。

 

DMA

Direct Memory Access

指定したデータ範囲を勝手にメモリ間でコピーしてくれる機能のこと。

CPUのメインルーチンの中でメモリをコピーするのと違って、コピーしている間もCPUは他の動作ができる。

 

DCDCコンバータ

DC(直流)→DC(直流)に変換するから「DCDCコンバータ」

3Vを5Vにするような昇圧タイプも有れば、12Vを3.3Vにするような降圧タイプも有る。

 

DDR

クロックの立ち上がりと立ち下がりの両方でデータを転送するメモリの規格。

大容量のRAMは大抵これ。

DDR1,DDR2,DDR3,DDR4とあるが、組み込みで使うのはDDR1-2あたりが多い。

 

DSP

信号処理(積和計算)に特化したプロセッサーのこと。

画像処理や音声処理などで使用される。

 

DXF

AutoCADというソフトのデータ形式だが、実際には2DCADの業界標準フォーマットとなっている。

基板の形状や部品の形状はたいていこのデータ形式でやりとりされる。

 

D級アンプ

アナログ信号をデジタル(PWM)で増幅するアンプ。

A級やB級とちがって損失が非常に小さいので、低発熱かつ省電力。

スマホなどの最近のデジタル機器のオーディオアンプはほとんどこれ。

 

E

ECC

エラー訂正符号。

データに冗長性(追加データ)をもたせて、一部のビットが反転してしまってもそれを検出して訂正できる数学的技術。

NANDメモリなどエラーがあるメモリにデータを保存するさいに使用される。

 

EEPROM

不揮発性のメモリ。

USBメモリなどに使われるフラッシュメモリより書き換え可能な回数が多く(約百万回)、小さなバイト単位で読み書きが可能。

設定データの保存に使用される。

基本的に小容量のため、大容量データの保存にはコスト的にも適さない。

 

eMMC

MMC(ほぼSDカード)を実装型にしたもの。

SDカードと同じようにSD I/Fでマイコンと通信をするが、ソケットに取り付けるのではなく、基盤に直接はんだ付けする。

ただのNAND FLASHだとエラー訂正やウェアレベリングをマイコン側でやる必要があって大変なので、そういったことが不要なeMMCが好まれる。

 

EMI

電磁気妨害

機器が発生するノイズが他の機器に影響すること。

EMI対策は発生するノイズを抑えることに相当する。

 

ESD

Electrostatic Discharge

静電気放電のこと。

これからICを保護するために様々な保護部品が存在している。

 

ESR

等価直列抵抗

各部品に含まれる抵抗成分の示す言葉。

「コンデンサのESR」「インダクタのESR」などという。

 

 

F

FCC

アメリカで運用されている規格。

アメリカに出荷しようとするとこれに通す必要があり、最低でも数十万と数カ月の対応が必要。

個人的にはやりたくない。(英語で説明書とか作らないといけないし)

 

FET

電界効果トランジスタ

トランジスタと同じように増幅作用がある。

ただしトランジスタはベースに電流を流して使用するが、FETはゲートに電圧をかけて使用するという違いがある。

電流がほとんど流れないため、余計な電流が不要で、駆動力が弱い信号で制御できる(ハイインピーダンス入力)。

ただし、静電気には非常に弱い。

 

FETプローブ

オシロスコープの通常のプローブは10pF以上の寄生容量がついている。

そのため、高速信号や微弱な信号を捉えようとすると、この容量が邪魔して波形が変わってしまう。

この寄生容量を1pF以下に押さえて信号を正確に捉えられるのが、FETプローブ。

しかし、非常にデリケートなため、過電圧で簡単に壊れる。また、非常に高価。

 

FG

フレームグラウンド。筐体を接地すること。

回路設計では、基板上のGNDと筐体のGNDは分けて考える。

筐体のGNDと基板のGNDは接続する場合もあれば接続しない場合もある。

2つのGNDを接続する場合も、一点で接続するようにしてあまり密接には繋げない。

そして、静電気など好ましくないノイズをフレームグランドに逃がす設計にする。

 

Flash

不揮発性メモリ。

数キロバイト~数百キロバイトのブロック単位の読み書きになるので、数バイト単位の頻繁な読み書きは遅いが、大容量で容量に対して安価。

大きなデータの格納やOSイメージの格納に使用される。

SDカードやUSBメモリの中身。

 

FPGA

プログラム可能なゲートアレイ。

要は好きなロジック回路をソフトウェアで作ることができる。

大規模なものであれば中にCPUを作ることもできる。

「専用の集積回路で高速な計算をする必要がある」という場合、数が少なければ集積回路の開発なんて予算的に出来ない。

そういう場合に、大規模なFPGAを買ってきてプログラムして実現する。

FPGAの単価は普通の集積回路より高いので、数十万台も作るとなればLSIを作ったほうが良い。

 

FPU

浮動小数点数の計算をするハードウェア。

これを内蔵しているCPUは浮動小数点を高速に計算できるが、内蔵していないとソフトウェアエミュレーションになるので物凄く遅くなる。

 

FRAM

強誘電体を使用した次世代メモリ。

不揮発性で書き換え可能な回数がフラッシュメモリやEEPROMと比べて桁違いに多い。

書き換え可能回数の参考値:フラッシュメモリ 1000~10万回/EEPROM 100万回/FRAM 10兆回~

ただし高価なので、使われている製品は少ない。

 

FR-4

基板の材質の名称。

ガラスエポキシ基板。

難燃性で低誘電率。

よほど安い製品か高発熱な製品以外では、だいたいこれが使われる。

 

FSK

Frequency Shift Keying

周波数変調

周波数を変えることで信号を表現する変調方式。

幅広く使用されている。

 

 

G

GND

Ground.地面

回路の中の基準となる電圧のこと。

要は0V。

地面のことを指す単語だが、実際には地面に接続されていないことも多い。

(つまり地面と電位差があることも多い)

 

GPIB

PCと測定器(マルチメータなど)を接続するときの規格。

現在ではGPIBをエミュレーションしたUSB接続などに移行している。

 

GPIO

CPU(MPU)の汎用I/Oポートのこと。

ソフトウェアから直接High/Lowを操作して外部の機器を制御したり、外部のデジタル信号を取り込む。

 

H

HBM

human body modelの略。

部品などの静電気耐性の表記で使用される。

人体のモデル、つまり人が静電気を帯びたときを模して静電気試験をしたことを示す。

「HBM 2kV」と書いてあれば、2kVの静電気を帯びた人体を模した静電気試験を行って正常動作したことを示す。

 

HDL

ハードウェア記述言語。

ASIC/CPLD/FPGAの設計に利用する言語のこと。

 

HDMI

一本のケーブルで映像と音声をデジタル伝送する規格。

通信速度が非常に早いので、基板設計はかなりきっちりやる必要がある。

 

hFE

トランジスタの増幅率のこと。

この数字が大きいほど少ないベース電流に対しておおきなコレクタ電流が流れる。

一般的にばらつきが大きいので、増幅率の変化で特性が変化する回路はあまりよくないとされる。

 

HPF

ハイパスフィルターの略。

高周波数だけを通すアナログ回路のこと。

 

I

I2C

CLOCKとDATAの2線だけで、双方向通信が出来てマルチスレーブができる便利な通信プロトコル。

ただし、低速であり最高400kbps。

速度が必要とされない、RTCやEEPROMなどで使用される。

 

I2S

IC間で音声データをやり取りするためのデータバスの規格。

 

If

ダイオードのフォワー電流を示す。

 

IGBT

MOSFETとトランジスタを組み合わせた素子。

制御はMOSFETと同じで電圧で制御可能。

そして、実際の電流を流す部分はトランジスタになっているので、大電流を流したときの損失が少ない。

(MOSFETは大電流を流すと電流の二乗分が損失になる)

 

I/O

Input/Outputのこと。

「なんとかIO」と書いてあったら、そのなんとか機能の入力・出力のことを指している。

 

IVH

Interstitial Via Hole

非貫通のVIAのこと。

6層や8層基板の内層の接続に使用される。

 

J

JIS

日本工業規格

日本の工業製品に関する規格や測定法などを定めた日本の規格。

ありとあらゆる規格が入っていて、特に試験基準などで参照することが多い。

 

JTAG

本来はピン数が多いICの導通確認用の規格だったが、CPUなどに必ず搭載されている規格のため各メーカー独自に拡張して別物となっている。

現在では導通確認よりもプログラム書き込み用のI/Fとして使用されていることが多く、大抵のCPUはJTAGでプログラムを書き込んだりデバッグをすることができる。

 

L

 

LCD

液晶ディスプレイのこと。

 

LED

発光ダイオードのこと。

電流を流すと発光するダイオードで、状態の表示や照明など光に関するあらゆる場所で使われている。

なので、今時の電子機器で電球とかまず使わない。

 

LDO

「Low Dropout」の略。

これだけではなんだか分からないが、要は「ドロップアウトが小さいリニアレギュレータ」のこと。

普通のレギュレータは2V以上の電圧差が必要なので、5Vから3.3Vをつくるといったことができない。

LDOは品種によるが、0.5~0.2V程度の電圧差で動作可能。(3.3Vから2.8Vを作ったりすることが可能)

 

LNA

Low noise amprifier

低ノイズの増幅器のこと。

 

LPF

ローパスフィルタの略。

低い周波数の信号だけを通すアナログ回路。

 

N

 

NANDフラッシュメモリ

安価で大容量な不揮発性メモリ。

ただし、書き込み・消去はブロック単位になるため、数バイト単位の頻繁な書き換えには向かない。

また、エラービットが一定の確率で存在することから、誤り訂正符号などと組み合わせて使用する必要がある。

 

 

M

MEMSセンサー

微細加工技術で作られたセンサーのこと。

加速度センサーなどが代表的。

部品を使う方からすると結局SPIやI2Cで接続するだけなので、特に特別な点はない。

 

MIPS

CPUが一秒間に実行できる命令数。

1MIPSで100万回/秒。

CPUごとに特性が違うので一概には比較できないが、この数字が大きいほうがだいたい計算能力が高い。

 

MII

Media Independent Interface

EthernetのMACとPHYを接続するインターフェースのこと。

 

MOSFET

FETの一種。

大電力をオンオフするのに向いているため、普通のデジタル回路でも多用される。

回路設計者が「FET」というとき、MOSFETのことを言っている場合が多い。

 

MOQ

最小購入数のこと。

部品によるが、2000,3000など。

電子部品を正規代理店から買う場合、こういった数量で買うことになる。

 

MPU(マイクロプロセッサー)

CPUと様々な周辺機能(通信・タイマーなど)を一つにパッケージした部品。

 

MTBF

平均故障間隔。

連続可動できる平均時間のこと。

これが長いほど信頼性が高い製品と言える。

 

O

OrCAD

回路図のCADソフト。

ちなみに自分が使っているソフト。

 

OTP

One Time Programmable

一度だけ書込み可能なメモリ。

セキュリティ系のマイコンではOTPなメモリを内蔵していることが多い。

 

 

P

PC

パソコンのことではなく、Program Counterのこと。

現在のプログラム実行番地を示しているレジスタ。

例えば、これを0にするとプログラムが最初に移動する。

レジスタの中である意味一番重要なもの。

 

PFM

「Pulse Frequency Modulation」の略。

周波数が変化する変調方式。

DCDCコンバータの軽負荷時に使用される。

軽負荷の時に低い周波数になるため、電力効率が良くない。

 

PHY

Ethernetの物理層を実現するLSIのことを指す。

「Ethernet内蔵」といっているCPUでも大体MIIという通信インターフェースを持っているだけで、直接LANコネクタに接続できるわけではない。

Ethernet内蔵CPU→MII I/F→PHYのLSI→パルストランス→LANコネクタ

という形でPHYを挟んで初めてLANコネクタに繋がる信号になる。

 

PIC

Microchip社が出しているワンチップマイコン。

ラインナップがたくさんあり、小規模な制御に利用されている。

DIP品があるのでアマチュアでも人気がある。

 

PLL

位相同期回路

といっても意味がわからないが、要はもとのクロックからn倍のクロックを生成するための機構。

 

PWM

「Pulse Width Modulation」の略

一定周期のパルスの幅を変える変調方式。

詳しくは他所のサイトをご覧になって下さい(手抜き)

https://toshiba.semicon-storage.com/jp/design-support/e-learning/brushless_motor/chap3/1274512.html

 

主な使い方

・CPUのPWM発生機能

→ONとOFFを50%の比率にすると普通の矩形波。その信号をつかってブザーを鳴らす。

→DACがないCPUでアナログ電圧を出力した場合、PWMで出力したものをローパスフィルタで平滑化してアナログ電圧を生成する。

・DCDCコンバータ

→大抵のDCDCはPWM/PFMで動作する。高負荷時はPWMモードで動作して、低負荷時はPFMモードで動作する

 

Q

QFP

ICのパッケージの一つで、4方向にピンが出ている形状のこと。

CPUなどの規模が大きい部品になると、たいていQFPかBGAが多い。

 

QUAD SPI

データ線を4本にすることで転送速度を4倍にしたSPIインターフェース。

メモリとCPUを接続する際などに使用される。

 

R

RAM

Random Access Memory

揮発性のメモリー。

必要なRAM容量が数十kB程度なら、RAM内蔵のMPU一つあれば済むが、

RAM容量が数メガバイト以上となるとラインナップがないため、外付けメモリを使用する。

メモリの配線は非常に多く、しかも高速なため、アートワークの難易度と手間がかなりかかる。

そのため、RAM外付けの基板をつくるとなるとかなり大変。

 

RF

無線のこと。

「RF部」と言ったら、電波を処理する回路を指す。

 

RoHS指令

EUが定めた電子機器の有害物質制限のこと。

現在の大抵の電子部品はRoHSを満たしている(はず)

 

ROHM

日本の半導体メーカー。

電源IC・ダイオード・トランジスタ・LEDなど一通り揃っていて使いやすい。

(普通のメーカーは特定分野に特化していることが多い)

信頼性・サポート対応を重視して日本製の部品を使うという条件になると、ROHMの部品ばかりになる。

 

ROM

Read Only Memory

不揮発性のメモリー。

本来は一度書いたら消せないメモリーのことを指しているが、最近では読み書き可能なFlashメモリーもROMと呼ぶことがある。

要は、実際に読み込み専門(Read Only)でなくても、電源OFFの状態でプログラムを保持するためのメモリは慣例的に「ROM」と呼ばれる。

 

RSSI

Received Signal Strength Indication(受信強度)

無線通信機器が受信する信号の強度を測定する回路のこと。

 

RTC

Real Time Clock

いわゆる時計機能のこと。

数uAの低消費電力で一秒ごとにカウントアップしていく周辺機器。

単体のICの場合もあれば、CPUに内蔵されていることもある。

 

S

SMD

表面実装部品のこと。

 

SoC

System on Chipの略。

通常複数のLSIが必要な製品を、一つのLSIにまとめたもの。

スマホやルーターなどで使用されているメインCPUは大体SoC。

 

SPI

Serial Peripheral Interface

クロック、マスター→スレーブ通信線、スレーブ→マスター通信線で通信する規格。

基板内のIC間の通信で多用される。

 

SPICE

電子回路のアナログ挙動をシミュレーションするソフトウェア。

もともとバークレーで開発されたものだが、カスタマイズされて各社で違う名前のソフトとして提供されている。

(LTSpiceなど)

 

SRAM

リフレッシュ操作が不要なRAMメモリ。

CPUに内蔵されているような小容量のRAMはこれ。

外付けのDDR RAMなどはDRAMのため、これとは異なる。

 

T

TE Connectivity

元タイコエレクトロニクス。

コネクタなどを取り扱っているメーカーだが、ポリスイッチなどの保護素子も取り扱っている。

 

TELEC

電波関係の測定や認証を行う機関。

試験機関は他にもあるが、かつて「日本唯一の指定証明機関」だったこともあり、実質的に今もTELECが総本山になっている。

 

Timer

CPUに内蔵されている周辺機器。

「タイマー」というとカウントアップやカウントダウンするものだと想像してしまうが、実際には色々な機能が含まれたもの。

定期的に割り込みを発生させたり、PWMの生成にも使用される。

機能多すぎて一言で説明できなくて、データシートを読むと頭が痛くなる機能。

 

U

UART

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter

直訳すると「汎用非同期なReceiver/Transmitter」。

つまり、クロックがない送受信データバス。

TXD/RXDの2本で双方向通信ができるので、線が少なくて済む。

ただし、クロックがないので通信するお互いで速度を決めておかないと通信が成り立たないという点は不便。

基板内の通信や1-2m程度の短い配線での通信に使用される。

(それ以上だとRS-232C/RS-485/RS-422などに変換して通信する場合がほとんど)

 

USB

Universal Serial Bus

組み込み機器でもよく使うが、USB3.0を使うことはまれ。

今でもUSB2.0が現役。

 

V

Vbe

トランジスタのベース・エミッタ間電圧。

約0.6V。

トランジスタをスイッチとして使う場合でもこの電圧だけは考えないといけないので、頭においておく必要がある。

 

VCCI

情報処理装置等電波障害自主規制協議会のこと。

妨害電波の放出基準を決めている日本の機関で、情報機器を日本国内で販売するときはメーカはこの規格を自主的に守る。

(この規格は自主規格なので、場合によっては無視する場合もまれにある)

設計が悪いとノイズが凄く出るので、この規格を通すことが出来ない。

 

VIA

「ビア」

基板設計で、複数の層を貫通して電気的に接続するメッキ穴のこと。

 

Vf

ダイオードの順方向電圧(Forword Voltage)を一般的にVfと示す。

 

 

 

X

XTAL

クリスタル。水晶。

水晶振動子や水晶発振器のことを指す。

 

Z

Zobelフィルタ

アンプの出力につけるCR回路。

アンプの発振防止のために付加される。

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