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PCB设计复用(yong)技巧

time : 2020-08-19 10:32       作者:凡亿pcb

如果项目的PCB设计人员之间缺少有效的交流和沟通,很可能会产生好几个不同版本的PCB设(she)(she)(she)计(ji)数据,也可(ke)能会(hui)出现(xian)团队(dui)成员(yuan)之间(jian)(jian)众多的(de)(de)重复设(she)(she)(she)计(ji)。不(bu)同设(she)(she)(she)计(ji)数据的(de)(de)版本如(ru)果不(bu)能共用统一(yi)的(de)(de)标准和(he)格式(shi),必然会(hui)造成成员(yuan)之间(jian)(jian)的(de)(de)沟通障(zhang)碍和(he)管(guan)理困难。重复设(she)(she)(she)计(ji)和(he)劳动必将拉低整个(ge)团队(dui)的(de)(de)工作(zuo)效(xiao)率。这(zhei)些问题不(bu)能提前预(yu)知并采(cai)取方法(fa)避免的(de)(de)话,到(dao)设(she)(she)(she)计(ji)后期产生冲突时(shi),往(wang)往(wang)要付出更多的(de)(de)时(shi)间(jian)(jian)和(he)精力来解决问题。这(zhei)样整个(ge)团队(dui)运作(zuo)在(zai)影响效(xiao)率的(de)(de)同时(shi),还很有可(ke)能会(hui)影响项目的(de)(de)研(yan)发周(zhou)期和(he)预(yu)算。
这时候摆(bai)在我们面前(qian)的问题是:如(ru)(ru)何(he)将已经(jing)验(yan)证为成(cheng)功(gong)的设(she)(she)(she)计(ji)(ji)成(cheng)果保存(cun)下(xia)来(lai),为将来(lai)的设(she)(she)(she)计(ji)(ji)或团队其他成(cheng)员进行(xing)设(she)(she)(she)计(ji)(ji)复用,而避免重复设(she)(she)(she)计(ji)(ji)?如(ru)(ru)何(he)巧妙地(di)进行(xing)多(duo)路相同电路结构(gou)的快速(su)设(she)(she)(she)计(ji)(ji)? 如(ru)(ru)何(he)让(rang)团队中的每个成(cheng)员能(neng)够充(chong)分地(di)协作,拥有同样的标准和模板来(lai)管理数据?如(ru)(ru)何(he)让(rang)团队管理者(zhe)充(chong)分地(di)了(le)解并(bing)掌(zhang)控全局?
设计片段(Snippet)
作为(wei)一个勤(qin)勤(qin)恳恳兢(jing)兢(jing)业业的(de)电子(zi)工程(cheng)师,您的(de)PCB设计生涯中一(yi)定已(yi)经(jing)设计了不少电路。也一(yi)定积累了很多经(jing)验证下来(lai)成(cheng)功的PCB设计(ji)(ji)模块(kuai)。而这些(xie)成(cheng)功的部分(fen)设计(ji)(ji)很有可(ke)能在其(qi)(qi)他类(lei)似产品或同(tong)(tong)系列(lie)项(xiang)目中(zhong)再次(ci)使用(yong)。其(qi)(qi)中(zhong)包括它的原理(li)图和PCB。有没有一种(zhong)简单的方(fang)法可(ke)以保存这些(xie)设计(ji)(ji)部分(fen),并在其(qi)(qi)他设计(ji)(ji)中(zhong)轻易地进行复用(yong),而不用(yong)一遍又一遍地进行同(tong)(tong)样的工作呢(ni)?或者同(tong)(tong)一个团队中(zhong)其(qi)(qi)他同(tong)(tong)事需要用(yong)到(dao)这部分(fen)设计(ji)(ji),也不用(yong)从头设计(ji)(ji),而直接把您保存的设计(ji)(ji)成(cheng)果复制粘贴过去呢(ni)?
Altium Designer就提供了这(zhei)样一种(zhong)功能,设(she)计(ji)(ji)片(pian)(pian)段(duan)(Snnipet)。通过(guo)设(she)计(ji)(ji)片(pian)(pian)段(duan)保存(cun)在某个(ge)文件(jian)夹,然后像复(fu)制片(pian)(pian)段(duan)一样轻(qing)松(song)复(fu)制现(xian)成的原理图(tu)设(she)计(ji)(ji)和PCB设(she)计(ji)(ji)片(pian)(pian)段(duan)到自(zi)己(ji)的项目中来(lai)。这(zhei)种(zhong)方法的好处,除了能让您轻(qing)松(song)地复(fu)制现(xian)成的设(she)计(ji)(ji),还可以(yi)对复(fu)制过(guo)来(lai)的设(she)计(ji)(ji)片(pian)(pian)段(duan)做(zuo)适(shi)合自(zi)己(ji)的调整和更改。比(bi)如对某些布线(xian)做(zuo)些更改,对某几个(ge)元(yuan)器件(jian)进行替换等(deng)等(deng)。
设(she)计(ji)片(pian)段(duan)的(de)(de)(de)复用是Altium Designer这(zhei)款统一的(de)(de)(de)设(she)计(ji)平(ping)台独有的(de)(de)(de)好(hao)处。如果在一个多钟(zhong)设(she)计(ji)软件切换(huan)的(de)(de)(de)设(she)计(ji)环境中(zhong),由于(yu)设(she)计(ji)数据遵循不同的(de)(de)(de)结构,用简单的(de)(de)(de)片(pian)段(duan)复制的(de)(de)(de)方法是行不通的(de)(de)(de)。
器件(jian)式原理图(Device sheet)
在模块复用方(fang)面,有没(mei)有一(yi)种方(fang)法将(jiang)我经常用到的(de)电路图作为(wei)一(yi)个整体,像(xiang)一(yi)个元器件一(yi)样到处调(diao)用?还可以(yi)在不(bu)同的(de)项目中被不(bu)同的(de)设计师调(diao)用?
莫急(ji)莫急(ji),Altium Designer的(de)器(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)式原(yuan)(yuan)理(li)(li)图(tu)Device Sheet就是(shi)干这(zhei)个(ge)的(de)!软件(jian)(jian)(jian)自带有好多好多成(cheng)(cheng)熟的(de)设(she)(she)计(ji)模块(kuai)(kuai)(kuai),这(zhei)些设(she)(she)计(ji)模块(kuai)(kuai)(kuai)原(yuan)(yuan)理(li)(li)图(tu)都做成(cheng)(cheng)Device Sheet像(xiang)一(yi)个(ge)元(yuan)器(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)一(yi)样供(gong)您随意调(diao)用(yong)。如下图(tu)所示。这(zhei)张(zhang)原(yuan)(yuan)理(li)(li)图(tu)FLASH_S29GL256N11FFIV10_16Mx16(右上角所示),被(bei)做成(cheng)(cheng)了(le)Device Sheet(右上绿色方块(kuai)(kuai)(kuai)图(tu),循环标志(zhi)表示可复用(yong))。然后这(zhei)张(zhang)器(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)式原(yuan)(yuan)理(li)(li)图(tu)被(bei)多个(ge)项目(mu)像(xiang)使用(yong)元(yuan)器(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)一(yi)样调(diao)用(yong)(放在上一(yi)层原(yuan)(yuan)理(li)(li)图(tu)中,编译(yi)即可出现这(zhei)张(zhang)Device Sheet的(de)子(zi)原(yuan)(yuan)理(li)(li)图(tu))。调(diao)用(yong)这(zhei)个(ge)Device Sheet的(de)两(liang)个(ge)不同的(de)设(she)(she)计(ji)项目(mu)分别是(shi)NB2DSK.PRJPCB和DaughterBoard.PRJPCB。如此这(zhei)般,一(yi)个(ge)团队中不同成(cheng)(cheng)员要复用(yong)同一(yi)张(zhang)原(yuan)(yuan)理(li)(li)图(tu)模块(kuai)(kuai)(kuai)就变得非常简单。只(zhi)需要将其(qi)保存(cun)成(cheng)(cheng)Device Sheet即可随意调(diao)用(yong)。
对于器(qi)件(jian)式原理图(tu)(tu),除(chu)了(le)软件(jian)本身提供的(de)(de)丰富(fu)多样的(de)(de)Device Sheet之外,工程师自己(ji)(ji)(ji)也可以(yi)将(jiang)自己(ji)(ji)(ji)得意的(de)(de)作品或将(jiang)来可能(neng)会(hui)复用(yong)(yong)的(de)(de)设(she)计模(mo)块,做成器(qi)件(jian)式原理图(tu)(tu)。保(bao)存(cun)在(zai)自己(ji)(ji)(ji)指定的(de)(de)位(wei)置,方(fang)便自己(ji)(ji)(ji)调用(yong)(yong),或分享给(ji)其他有(you)需要的(de)(de)人。赠人玫瑰,收留余香哦。
多通(tong)道设(she)计方法(fa)(Multichannel)
在设计中(zhong)(zhong)通(tong)(tong)常会(hui)有(you)(you)需(xu)要在不同位(wei)置重复使用同一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)张(zhang)原(yuan)理(li)图。例如船舶行(xing)业的(de)(de)(de)高(gao)压(ya)共轨电(dian)(dian)(dian)(dian)控(kong)喷油(you)系(xi)统或(huo)(huo)电(dian)(dian)(dian)(dian)控(kong)注油(you)器等(deng),需(xu)要对6路(lu)喷油(you)系(xi)统采取(qu)同样(yang)的(de)(de)(de)驱动(dong)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)模一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)样(yang)的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)结(jie)构和元(yuan)器件(jian)(jian))来(lai)保持驱动(dong)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)致性。或(huo)(huo)者某个(ge)集中(zhong)(zhong)控(kong)制单(dan)元(yuan),对多个(ge)控(kong)制终端的(de)(de)(de)控(kong)制电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)完(wan)全(quan)(quan)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)模一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)样(yang)。这(zhei)样(yang)的(de)(de)(de)情(qing)况(kuang)(kuang)下,我(wo)们(men)不需(xu)要为每(mei)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)个(ge)通(tong)(tong)道(dao)复制粘贴同一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)张(zhang)重复的(de)(de)(de)原(yuan)理(li)图。因为这(zhei)样(yang)的(de)(de)(de)复制粘贴在原(yuan)理(li)图是(shi)(shi)比较清楚的(de)(de)(de),但是(shi)(shi)到PCB布(bu)局(ju)布(bu)线阶(jie)段就是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)团乱(luan)麻,无法保证每(mei)个(ge)通(tong)(tong)道(dao)拥有(you)(you)同样(yang)的(de)(de)(de)布(bu)局(ju)结(jie)构和布(bu)线情(qing)况(kuang)(kuang)。而这(zhei)些微小的(de)(de)(de)区别(bie)也会(hui)影响执行(xing)效果(guo)或(huo)(huo)者时(shi)序问(wen)题。如下图所(suo)示,16路(lu)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)模一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)样(yang)的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de),导入到PCB中(zhong)(zhong)完(wan)全(quan)(quan)打乱(luan)的(de)(de)(de)元(yuan)器件(jian)(jian),我(wo)怎么(me)一(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)个(ge)个(ge)地找(zhao)到它(ta)们(men)并放(fang)到该放(fang)的(de)(de)(de)地方?太麻烦了!
因此,这种多通(tong)道设(she)计(重复使用(yong)(yong)同样的(de)原理图)必须要保证(zheng)原理图上(shang)清晰(xi)可辨,以及PCB上(shang)完全一致的(de)布局(ju)布线。下面看Alitum Designer是如何应用(yong)(yong)多通(tong)道设(she)计简化(hua)工(gong)程师的(de)工(gong)作(zuo)量的(de)。
比如下(xia)图(tu)左(zuo)这张原理图(tu)要重复使用5次,即(ji)5个通道。那(nei)么首(shou)先生成(cheng)这5个通道的顶层方(fang)块(kuai)图(tu),重复5层叠加。
从原(yuan)理(li)图导入数据到(dao)PCB。会生成5个(ge)Room,将(jiang)5张原(yuan)理(li)图的(de)电路(lu)框在5个(ge)不(bu)同(tong)的(de)Room里。如(ru)下图所示。对其中(zhong)一(yi)个(ge)通道进行布(bu)局布(bu)线(xian)。如(ru)下图右边,上方的(de)扇形Room,为已经布(bu)局布(bu)线(xian)完(wan)毕。
然后用Copy Room Format的功(gong)能(neng)将5个(ge)Room变成一(yi)模一(yi)样的布(bu)(bu)局布(bu)(bu)线(xian),扇形(xing)结构。再将这5个(ge)通道的布(bu)(bu)局布(bu)(bu)线(xian)按(an)照圆(yuan)形(xing)极坐(zuo)标拼在一(yi)起,组成一(yi)个(ge)圆(yuan)。如下图(tu)所示。这种(zhong)方(fang)式保证了在PCB布(bu)(bu)局布(bu)(bu)线(xian)阶段极大的方(fang)便性(xing),而且不会出错(cuo)。
各种设计模板保持标准统一性(Template)
PCB设计
原理图(tu)模板
如果一(yi)个PCB设(she)(she)计(ji)项目的(de)(de)电(dian)(dian)路图(tu)比(bi)较复杂比(bi)较大(da)(da),通常不会把所(suo)有设(she)(she)计(ji)堆放在同(tong)一(yi)张(zhang)(zhang)原(yuan)理(li)图(tu)。会将电(dian)(dian)路分成(cheng)若(ruo)干个子(zi)电(dian)(dian)路模块,每张(zhang)(zhang)子(zi)电(dian)(dian)路模块都会标记相(xiang)应(ying)的(de)(de)标题栏(lan)(lan),大(da)(da)概的(de)(de)功能等(deng)等(deng)。一(yi)般来说,一(yi)个完(wan)整漂亮的(de)(de)设(she)(she)计(ji),他人读你(ni)的(de)(de)电(dian)(dian)烙图(tu)时,一(yi)眼能够(gou)从(cong)你(ni)的(de)(de)图(tu)纸标题栏(lan)(lan)以及(ji)相(xiang)关(guan)模块的(de)(de)连接结构来了解其电(dian)(dian)路的(de)(de)整体基本情况。因此,每一(yi)张(zhang)(zhang)原(yuan)理(li)图(tu)上(shang)的(de)(de)标题栏(lan)(lan),作者信(xin)息(xi),特别是不同(tong)的(de)(de)设(she)(she)计(ji)师每人设(she)(she)计(ji)一(yi)张(zhang)(zhang)图(tu)纸的(de)(de)时候,其标题栏(lan)(lan)以及(ji)相(xiang)关(guan)说明信(xin)息(xi)一(yi)定要统一(yi)标准,不至于各种(zhong)不同(tong)的(de)(de)风格(ge)引(yin)起混乱。那么原(yuan)理(li)图(tu)模板的(de)(de)设(she)(she)计(ji)和应(ying)用对(dui)于这种(zhong)大(da)(da)型项目,团(tuan)队合作的(de)(de)情况下需求尤其明显。
因(yin)为(wei)(wei)是军工单位研究所(suo),标(biao)题栏在一般(ban)的(de)(de)常用信(xin)息之外(wai)还(hai)(hai)包(bao)含有名称,材料,保密等级等特殊要求(qiu)信(xin)息,以(yi)及设(she)(she)计,校对,审核,标(biao)检,审定等等层级审批归(gui)档手(shou)续。最后为(wei)(wei)了设(she)(she)计的(de)(de)统(tong)一性(xing),还(hai)(hai)分别为(wei)(wei)不(bu)同纸张大(da)小设(she)(she)计同样(yang)的(de)(de)标(biao)题栏,便(bian)于设(she)(she)计数据的(de)(de)管理和归(gui)档。
2. PCB设计模(mo)板(ban)
在PCB设(she)计(ji)(ji)方(fang)面,如果有若干同一系列产品的(de)板子,其(qi)尺(chi)寸和接口布(bu)局以及(ji)(ji)安装定位孔都已经确定不会(hui)更改的(de)情况下,就需要(yao)将其(qi)做(zuo)成(cheng)PCB模(mo)(mo)板。以后每次进行一个(ge)新(xin)的(de)设(she)计(ji)(ji)时,就将原理图直(zhi)接导入到这个(ge)PCB设(she)计(ji)(ji)模(mo)(mo)板里面去,节省了大量(liang)的(de)板形设(she)计(ji)(ji),周边(bian)布(bu)局设(she)计(ji)(ji),以及(ji)(ji)安装定位部(bu)分的(de)设(she)计(ji)(ji)。直(zhi)接将精力应(ying)用(yong)于设(she)计(ji)(ji)更改本身。大大地(di)节省了无谓(wei)的(de)重复劳动,而且(qie)不会(hui)出(chu)错。
3. BOM模板(ban)
信(xin)(xin)息(xi)化(hua)建设成(cheng)为现代企业快速提升核心(xin)竞(jing)争力,实(shi)现跨越(yue)(yue)(yue)式发展的(de)必由之路(lu)。时至(zhi)今(jin)日,企业不再追求单(dan)点、局部应用方式的(de)信(xin)(xin)息(xi)化(hua),而(er)越(yue)(yue)(yue)来越(yue)(yue)(yue)看重(zhong)应用整(zheng)合、流程优化(hua)和信(xin)(xin)息(xi)共享的(de)整(zheng)体(ti)信(xin)(xin)息(xi)化(hua)。
在企(qi)业(ye)中,BOM(物料清单(dan))贯穿(chuan)于(yu)产(chan)(chan)品概念设计(ji)、详细设计(ji)、工艺规(gui)划、样机试制(zhi)、加工制(zhi)造(zao)、销售维护直至(zhi)产(chan)(chan)品消亡(wang)等(deng)整(zheng)个生态过程(cheng)。随着企(qi)业(ye)信(xin)(xin)息(xi)(xi)化建设的(de)推进(jin),BOM成为企(qi)业(ye)产(chan)(chan)品数据管理的(de)核(he)心(xin),是各应用信(xin)(xin)息(xi)(xi)系(xi)统(tong)之间(jian)进(jin)行数据集成的(de)基(ji)础和桥梁。BOM管理成为企(qi)业(ye)工程(cheng)信(xin)(xin)息(xi)(xi)化和管理信(xin)(xin)息(xi)(xi)化的(de)主要(yao)内容。
生命周(zhou)期管(guan)理(li)中,BOM贯(guan)穿整个生命周(zhou)期的始末。从BOM提供,BOM管(guan)理(li),到(dao)BOM使(shi)用都(dou)离(li)不开(kai)。在Altium Designer中,BOM同样(yang)贯(guan)穿电子(zi)产品(pin)的概念设计到(dao)最(zui)终制(zhi)造销售维修的整个过程。
Altium Designer提供(gong)电路设计BOM,并(bing)且可(ke)以导(dao)入结构step件,在设计途中可(ke)以更改(gai)并(bing)管(guan)理BOM。当设计完成之后,进行(xing)电子产(chan)品加工制造,元件采购,产(chan)品装(zhuang)配的(de)(de)时候(hou),分(fen)别(bie)有工艺BOM,采购BOM,制造和装(zhuang)配BOM信息。在整个产(chan)品生命周期中扮演重要的(de)(de)角色(se)。
因此,对于BOM的模板也是非(fei)常丰富的。
Altium Designer的BOM模板数据来源可以采集(ji)全方(fang)位的信息(xi),而输出模板也有(you)N多(duo)种类型(xing)(用于采购,制造,装配(pei),审核等等)。文件格(ge)式也丰(feng)富多(duo)样(yang)。
并且(qie)对(dui)于每一个BOM模板文(wen)(wen)件,需要(yao)抓取(qu)(qu)哪(na)些栏(lan)目(mu)信息,哪(na)些内容(rong),都是可(ke)以自行配置和(he)更改的(de)。可(ke)以找到源BOM模板文(wen)(wen)件(在安装目(mu)录Template文(wen)(wen)件夹(jia)里),对(dui)抓取(qu)(qu)数据列进(jin)行配置。最(zui)终输(shu)出(chu)你心中所需要(yao)的(de)不同(tong)用途的(de)BOM信息。