Altium Designer之多图纸设计
来源:互联网 发布:网络专业英语 编辑:程序博客网 时间:2024/06/12 01:34
Altium Designer的多图纸功能感觉比较方便;今天翻了下徐老师《Altium Designer 快速入门》里面关于多图纸设计的介绍,再参考了altium 网站的一些资料,算是摸熟这个多图纸功能。下面具体介绍其相关知识点。
一、 页面结构
1.1 基本概念
当进行大型工程设计时,只靠一张图纸是无法实现的,这时需要用多个图纸进行开发设计。一个多图纸设计工程是由逻辑块组成的多级结构,其中的每个块可以是原理图或是
多图纸结构一般是通过图表符(sheet symbol)形成,一个图表符对应一个子图纸;在主原理图图纸放置图标符,通过图表符与子图纸进行连接,而子图纸也可以通过图表符与更底层的图纸连接。通过点击“Place》Sheet Symbol”或
图1
我们可以在“Designer”区域输入标识符,若标识符包含有Repeat关键字的语句,还能实现多通道功能(下文有详解)。而在“File Name”输入想要调用的子图纸文件名称(不分大小写),则可实现对子图纸的调用。还有其他方法能生成图表符,具体方法见下文。
当多图纸工程编译好后,各个图纸间的逻辑关系被识别并建立一个树形结构,表示各个图纸的逻辑关系,如图
图2
1.2 层次结构
层次结构包含如下三种:
1)
2)
3)
1.3层次结构维护
1.3.1端口与图纸入口的同步:
当子图纸中的端口与图纸入口不匹配(包括名字和IO类型)时,可以通过“Design》Synchronize Sheet Entries and Ports”来同步,如图
图3
选中不同步的端口,若想改变子图纸的端口,使其与图表符匹配,则选中间的图标(第一个);相反就选第二个。
1.3.2 重命名图表符对应的子图纸
若想重命名一个图表符对应的子图纸,一般的思路是先改子图纸的名称,然后再改图表符的“file name”,最后编译工程。现在AD提供了重命名子图纸的功能“Design》Rename Child Sheet”,出现浮动的十字光标,点中想重命名的图表符,出现如图
图4
我们可以根据自己的需要设置相关的选项。
1.4多通道设计
在设计过程可能会重复使用某个图纸,此时我们可通过两个方法实现:1)通过多图表符重复调用同一个子图纸;2)通过具有Repeat关键字的图表符。这里具体介绍下第二种方法:在图表符的“Designator”区域输入包含Repeat的语句,其格式如下:
Repeat(SheetSymbolDesignator, FirstInstance, LastInstance)
其中,SheetSymbolDesignator是图表符的本名,FirstInstance和LastInstance一起定义了通道数;注意FirstInstance参数必须等于或大于1,如图
图5
1.5 单个图表符调用多个子图纸
在图表符的“File Name”区域输入多个子图纸文件的名称,并用分号隔开,则能实现单个图表符调用多个子图纸的目的;而这些子图纸间的相互连接可通过跨图纸接口(off-sheet connectors)实现。
二、网络连通性
2.1 各类网络标识符
由于我们使用到多图纸功能,这时需要考虑图纸间的线路连接。在单个图纸中,我们可以通过简单的网络标签“Net Label”来实现网络的连接;而在多图纸中,网络连接涉及到的网络标识符比较多,下面具体介绍:
最基本的网络标识符是网络标签(net labels)。在单个图纸内,它们可以代替导线来表示元件间的连接,在多图纸设计中,其功能未变,只能表示单图纸内部的连接。
端口(Port)既可以表示单图纸内部的网络连接(与net labels相似),也可以表示图纸间的网络连接。端口(Port)在多图纸设计中,可用于纵向连接和横向连接。横向连接时,可以忽略多图纸结构而把工程中所有相同名字的端口连接成同一个网络。纵向连接时,需和图表符、图纸入口相联系——将相应的图纸入口放到图纸的图表符内,这时端口就能将子图纸和父系图纸连接起来。
跨图纸接口(Off Sheet connectors)提供了介于端口和网络标号的作用。当一个图表符调用多个子图纸时,这些子图纸间的网络连接就可以跨图纸接口实现——在这些子图纸中放置跨图纸接口,当接口匹配时就能连接起来。注意,跨图纸接口的连接作用只限于这一组子图纸间的连接,一般情况下不要用于其他图纸结构的连接。
电源端口(也叫电源对象)完全忽视工程结构,并与所有的参与链接的图纸上匹配的电源端口连接起来。
下面简单列举各类网络标识符的区别:
网络标号
Net label
一般只在单图纸内部连接网络;当选择Flat范围或Net范围设置为Global时,会水平连接到全部的匹配网络符号
端口
Port
如果它和父系图表符的某图纸入口匹配,或选择了层次结构、自动范围,则起垂直连接作用。当选择了Flat或Ports Global范围时,会水平连接到全部匹配的端口
图纸入口
Sheet Entry
总是垂直连接到图表符所调用的下层图纸端口
跨图纸接口
Off-sheet connector
水平连接到匹配的跨图纸接口,但只限于被单个的、子图纸分割的图表符调用的图纸组之间
电源端口
Power
全局连接到工程中所有的匹配电源端口
注:这里涉及到工程里面关于端口范围的设置,打开设置对话框(Project->Project Option,点击Option标签),在“Net Identifier Scope”区域可以选择网络标识符的作用范围,一般情况都是选择“Automatic”模式即可,AD会自动判断。其他的还有“Flat”,“Hierarchical”,“Global”模式,在特殊情况下可根据需要选择。
如果要使网络标识符表示反相模式,只需在命名网络名称的每个字符后面加一个反斜杠(如E/N/A/B/L/E);或是在Preferences对话框中的Schematic-Graphical Editing页面内,选中“Single‘/’Negation”复选框,之后在网络标识符名称之前加个反斜杠即可(如:/ENABLE)。
2.2 网络连通性实例
例1
图6
如图
例2:全局端口
图7
如图
例3:全局网络标号
图8
如图
例4:全局网络标号和端口
图9
选择Project->Project Option,点击Option标签,在“Net Identifier Scope”区域可以选择网络标识符范围模式:Global(Netlabels and ports global);如图
例5:跨图纸接口
图10
如图
三、设计实例
3.1 设计思路
现在要设计一个2.0低音功放,此时假设有一个现成的有源低通音频滤波器原理图(filter.SchDoc),一个双通道功率放大器原理图(Amplifier.SchDoc);我们可以直接使用这两个原理图来实现此设计功能:创建一个PCB工程和原理图,将现成的两个文件添加到此工程中,然后在新建的原理图中创建两个图表符,其中一个图表符调用双通道功放,另一个通过多通道功能调用两次滤波器,之后就可以进行连线,最后编译工程。
注:filter.SchDoc原理图中要用到的信号有输入(IN),输出(OUT);Amplifier.SchDoc原理图中要用到的信号有左输入(IN_L),右输入(IN_R),左输出(OUT_L),右输出(OUT_R)。设计前可先创建好工程的文件夹,将这两个原理图文件复制到工程文件夹中。
3.2具体步骤
1)
2)
图11
3)
图12
4)
图13
5)
图14
编译好之后,可以看左边的面板,发现工程变长树形结构,如图
图15
3.3 关于多通道设计的几点说明
3.3.1 设置ROOM和标识符格式
多通道设计多次调用同一个子图纸,在编译之后,会为各个通道分配好标识符,进而映射到PCB文件中;点击“Project->Project Option”,在打开的对话框中单击“Multi-Channel”标签,如图
图16
(1)
在Room Naming区域,选择Room Naming Style
(2)
元件命名一般包括通道名称。元件命名类型有8种,在“Designator Format”下拉列表可以选择具体的命名方式。用户还可以直接在对话框里输入自定义的元件标识符命名方式,其中可能会用到一些关键词。如表
Keyword
Definition
$RoomName
name of the associated room, as determined by the style chosen in the Room Naming Style field
$Component
component logical designator
$ComponentPrefix
component logical designator prefix (e.g. U for U1)
$ComponentIndex
component logical designator index (e.g. 1 for U1)
$ChannelPrefix
logical sheet symbol designator
$ChannelIndex
channel index
$ChannelAlpha
channel index expressed as an alpha character. This format is only useful if your design contains less than 26 channels in total, or if you are using a hierarchical designator format.
表
3.3.2 关于PCB
工程被编译后,我们可以在被多次调用的子图纸界面下方看到多了一些标签,如图
图17
3.3.3查看通道标识符分配情况
单击“Project->View Channel”即可调出“Project Components”对话框,其中显示了每个原理图中元件标识符的分配情况,如图
图18
3.3.4 使用Signal Harness使多图纸设计更方便。
AD提供的Signal Harness功能,支持将多个导线、总线包裹在一起进行连接。在导线、总线连接较多且复杂的原理图中,我们可以使用Signal Harness将这些线路汇集在一起,结合各种网络标识符进行图纸内或跨图纸连接。一般Signal Harness系统包含有四块:Signal Harness(连线),Harness Connector(连接器),Harness Entry(入口)和Harness Definition File(定义文件)。前三者在画原理图时需用到,最后的定义文件则会自动生成(前提是使用了Harness Connector)。其原理图如图
图
下面简单介绍下Signal Harness的使用:
点击“Place->Harness-> Harness Connector”,在放置前按“TAB”键,在“Harness Type”输入连接器的类型(本例使用“TEST”),之后点击OK放置。
点击“Place->Harness-> Harness Entry”,放置接口,并根据实际重命名。
放置端口“AUDIO”和其他的网络标签,之后进行连线;其中AUDIO需用Signal Harness连接。
编译工程,在左边工程面板的工程目录下的“Setting->Harness Definition Files”可以看到(*.Harness)的文件,双击打开,可以看到里面就一个语句“TEST=WCLK,BCLK,DOUT,DIN,MCLK”,表示TEST由多个连接线组成。
之后可以在图纸内其他需要连接的地方再建一个Signal Harness,通过端口连接起来;如果需要连接的电路在其他图纸内,同样可以通过端口(port)将电路连接起来。
参考资料:
[1]
[2] Connectivity and Multi-Sheet Design. From
http://wiki.altium.com/display/ADOH/Connectivity+and+Multi-Sheet+Design
[3] Creating a Multi-channel Design. From
http://wiki.altium.com/display/ADOH/Creating+a+Multi-channel+Design
[4] Multi-Channel Design Concepts. From
http://wiki.altium.com/display/ADOH/Multi-Channel+Design+Concepts
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