PCB設計復用技巧
如果項目的PCB設計人員之間缺少有效的交流和溝通,很可能會產(chǎn)生好幾個不同版本的PCB設計數(shù)據(jù),也可能會出現(xiàn)團隊成員之間眾多的重復設計。不同設計數(shù)據(jù)的版本如果不能共用統(tǒng)一的標準和格式,必然會造成成員之間的溝通障礙和管理困難。重復設計和勞動必將拉低整個團隊的工作效率。這些問題不能提前預知并采取方法避免的話,到設計后期產(chǎn)生沖突時,往往要付出更多的時間和精力來解決問題。這樣整個團隊運作在影響效率的同時,還很有可能會影響項目的研發(fā)周期和預算。
這時候擺在我們面前的問題是:如何將已經(jīng)驗證為成功的設計成果保存下來,為將來的設計或團隊其他成員進行設計復用,而避免重復設計?如何巧妙地進行多路相同電路結(jié)構(gòu)的快速設計? 如何讓團隊中的每個成員能夠充分地協(xié)作,擁有同樣的標準和模板來管理數(shù)據(jù)?如何讓團隊管理者充分地了解并掌控全局?
設計片段(Snippet)
作為一個勤勤懇懇兢兢業(yè)業(yè)的電子工程師,您的PCB設計生涯中一定已經(jīng)設計了不少電路。也一定積累了很多經(jīng)驗證下來成功的PCB設計模塊。而這些成功的部分設計很有可能在其他類似產(chǎn)品或同系列項目中再次使用。其中包括它的原理圖和PCB。有沒有一種簡單的方法可以保存這些設計部分,并在其他設計中輕易地進行復用,而不用一遍又一遍地進行同樣的工作呢?或者同一個團隊中其他同事需要用到這部分設計,也不用從頭設計,而直接把您保存的設計成果復制粘貼過去呢?
Altium Designer就提供了這樣一種功能,設計片段(Snnipet)。通過設計片段保存在某個文件夾,然后像復制片段一樣輕松復制現(xiàn)成的原理圖設計和PCB設計片段到自己的項目中來。這種方法的好處,除了能讓您輕松地復制現(xiàn)成的設計,還可以對復制過來的設計片段做適合自己的調(diào)整和更改。比如對某些布線做些更改,對某幾個元器件進行替換等等。
設計片段的復用是Altium Designer這款統(tǒng)一的設計平臺獨有的好處。如果在一個多鐘設計軟件切換的設計環(huán)境中,由于設計數(shù)據(jù)遵循不同的結(jié)構(gòu),用簡單的片段復制的方法是行不通的。
器件式原理圖(Device sheet)
在模塊復用方面,有沒有一種方法將我經(jīng)常用到的電路圖作為一個整體,像一個元器件一樣到處調(diào)用?還可以在不同的項目中被不同的設計師調(diào)用?
莫急莫急,Altium Designer的器件式原理圖Device Sheet就是干這個的!軟件自帶有好多好多成熟的設計模塊,這些設計模塊原理圖都做成Device Sheet像一個元器件一樣供您隨意調(diào)用。如下圖所示。這張原理圖FLASH_S29GL256N11FFIV10_16Mx16(右上角所示),被做成了Device Sheet(右上綠色方塊圖,循環(huán)標志表示可復用)。然后這張器件式原理圖被多個項目像使用元器件一樣調(diào)用(放在上一層原理圖中,編譯即可出現(xiàn)這張Device Sheet的子原理圖)。調(diào)用這個Device Sheet的兩個不同的設計項目分別是NB2DSK.PRJPCB和DaughterBoard.PRJPCB。如此這般,一個團隊中不同成員要復用同一張原理圖模塊就變得非常簡單。只需要將其保存成Device Sheet即可隨意調(diào)用。
對于器件式原理圖,除了軟件本身提供的豐富多樣的Device Sheet之外,工程師自己也可以將自己得意的作品或?qū)砜赡軙陀玫脑O計模塊,做成器件式原理圖。保存在自己指定的位置,方便自己調(diào)用,或分享給其他有需要的人。贈人玫瑰,收留余香哦。
多通道設計方法(Multichannel)
在設計中通常會有需要在不同位置重復使用同一張原理圖。例如船舶行業(yè)的高壓共軌電控噴油系統(tǒng)或電控注油器等,需要對6路噴油系統(tǒng)采取同樣的驅(qū)動電路(一模一樣的電路結(jié)構(gòu)和元器件)來保持驅(qū)動一致性。或者某個集中控制單元,對多個控制終端的控制電路完全一模一樣。這樣的情況下,我們不需要為每一個通道復制粘貼同一張重復的原理圖。因為這樣的復制粘貼在原理圖是比較清楚的,但是到PCB布局布線階段就是一團亂麻,無法保證每個通道擁有同樣的布局結(jié)構(gòu)和布線情況。而這些微小的區(qū)別也會影響執(zhí)行效果或者時序問題。如下圖所示,16路一模一樣的電路的,導入到PCB中完全打亂的元器件,我怎么一個個地找到它們并放到該放的地方?太麻煩了!
因此,這種多通道設計(重復使用同樣的原理圖)必須要保證原理圖上清晰可辨,以及PCB上完全一致的布局布線。下面看Alitum Designer是如何應用多通道設計簡化工程師的工作量的。
比如下圖左這張原理圖要重復使用5次,即5個通道。那么首先生成這5個通道的頂層方塊圖,重復5層疊加。
從原理圖導入數(shù)據(jù)到PCB。會生成5個Room,將5張原理圖的電路框在5個不同的Room里。如下圖所示。對其中一個通道進行布局布線。如下圖右邊,上方的扇形Room,為已經(jīng)布局布線完畢。
然后用Copy Room Format的功能將5個Room變成一模一樣的布局布線,扇形結(jié)構(gòu)。再將這5個通道的布局布線按照圓形極坐標拼在一起,組成一個圓。如下圖所示。這種方式保證了在PCB布局布線階段極大的方便性,而且不會出錯。
各種設計模板保持標準統(tǒng)一性(Template)
原理圖模板
如果一個PCB設計項目的電路圖比較復雜比較大,通常不會把所有設計堆放在同一張原理圖。會將電路分成若干個子電路模塊,每張子電路模塊都會標記相應的標題欄,大概的功能等等。一般來說,一個完整漂亮的設計,他人讀你的電烙圖時,一眼能夠從你的圖紙標題欄以及相關模塊的連接結(jié)構(gòu)來了解其電路的整體基本情況。因此,每一張原理圖上的標題欄,作者信息,特別是不同的設計師每人設計一張圖紙的時候,其標題欄以及相關說明信息一定要統(tǒng)一標準,不至于各種不同的風格引起混亂。那么原理圖模板的設計和應用對于這種大型項目,團隊合作的情況下需求尤其明顯。
因為是軍工單位研究所,標題欄在一般的常用信息之外還包含有名稱,材料,保密等級等特殊要求信息,以及設計,校對,審核,標檢,審定等等層級審批歸檔手續(xù)。最后為了設計的統(tǒng)一性,還分別為不同紙張大小設計同樣的標題欄,便于設計數(shù)據(jù)的管理和歸檔。
2. PCB設計模板
在PCB設計方面,如果有若干同一系列產(chǎn)品的板子,其尺寸和接口布局以及安裝定位孔都已經(jīng)確定不會更改的情況下,就需要將其做成PCB模板。以后每次進行一個新的設計時,就將原理圖直接導入到這個PCB設計模板里面去,節(jié)省了大量的板形設計,周邊布局設計,以及安裝定位部分的設計。直接將精力應用于設計更改本身。大大地節(jié)省了無謂的重復勞動,而且不會出錯。
3. BOM模板
信息化建設成為現(xiàn)代企業(yè)快速提升核心競爭力,實現(xiàn)跨越式發(fā)展的必由之路。時至今日,企業(yè)不再追求單點、局部應用方式的信息化,而越來越看重應用整合、流程優(yōu)化和信息共享的整體信息化。
在企業(yè)中,BOM(物料清單)貫穿于產(chǎn)品概念設計、詳細設計、工藝規(guī)劃、樣機試制、加工制造、銷售維護直至產(chǎn)品消亡等整個生態(tài)過程。隨著企業(yè)信息化建設的推進,BOM成為企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的核心,是各應用信息系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)集成的基礎和橋梁。BOM管理成為企業(yè)工程信息化和管理信息化的主要內(nèi)容。
生命周期管理中,BOM貫穿整個生命周期的始末。從BOM提供,BOM管理,到BOM使用都離不開。在Altium Designer中,BOM同樣貫穿電子產(chǎn)品的概念設計到最終制造銷售維修的整個過程。
Altium Designer提供電路設計BOM,并且可以導入結(jié)構(gòu)step件,在設計途中可以更改并管理BOM。當設計完成之后,進行電子產(chǎn)品加工制造,元件采購,產(chǎn)品裝配的時候,分別有工藝BOM,采購BOM,制造和裝配BOM信息。在整個產(chǎn)品生命周期中扮演重要的角色。
因此,對于BOM的模板也是非常豐富的。
Altium Designer的BOM模板數(shù)據(jù)來源可以采集全方位的信息,而輸出模板也有N多種類型(用于采購,制造,裝配,審核等等)。文件格式也豐富多樣。
并且對于每一個BOM模板文件,需要抓取哪些欄目信息,哪些內(nèi)容,都是可以自行配置和更改的??梢哉业皆碆OM模板文件(在安裝目錄Template文件夾里),對抓取數(shù)據(jù)列進行配置。最終輸出你心中所需要的不同用途的BOM信息。
豐樂壹博專注PCB設計,PCB Layout,PCBA一站式生產(chǎn)服務。
這時候擺在我們面前的問題是:如何將已經(jīng)驗證為成功的設計成果保存下來,為將來的設計或團隊其他成員進行設計復用,而避免重復設計?如何巧妙地進行多路相同電路結(jié)構(gòu)的快速設計? 如何讓團隊中的每個成員能夠充分地協(xié)作,擁有同樣的標準和模板來管理數(shù)據(jù)?如何讓團隊管理者充分地了解并掌控全局?
設計片段(Snippet)
作為一個勤勤懇懇兢兢業(yè)業(yè)的電子工程師,您的PCB設計生涯中一定已經(jīng)設計了不少電路。也一定積累了很多經(jīng)驗證下來成功的PCB設計模塊。而這些成功的部分設計很有可能在其他類似產(chǎn)品或同系列項目中再次使用。其中包括它的原理圖和PCB。有沒有一種簡單的方法可以保存這些設計部分,并在其他設計中輕易地進行復用,而不用一遍又一遍地進行同樣的工作呢?或者同一個團隊中其他同事需要用到這部分設計,也不用從頭設計,而直接把您保存的設計成果復制粘貼過去呢?
Altium Designer就提供了這樣一種功能,設計片段(Snnipet)。通過設計片段保存在某個文件夾,然后像復制片段一樣輕松復制現(xiàn)成的原理圖設計和PCB設計片段到自己的項目中來。這種方法的好處,除了能讓您輕松地復制現(xiàn)成的設計,還可以對復制過來的設計片段做適合自己的調(diào)整和更改。比如對某些布線做些更改,對某幾個元器件進行替換等等。
設計片段的復用是Altium Designer這款統(tǒng)一的設計平臺獨有的好處。如果在一個多鐘設計軟件切換的設計環(huán)境中,由于設計數(shù)據(jù)遵循不同的結(jié)構(gòu),用簡單的片段復制的方法是行不通的。
器件式原理圖(Device sheet)
在模塊復用方面,有沒有一種方法將我經(jīng)常用到的電路圖作為一個整體,像一個元器件一樣到處調(diào)用?還可以在不同的項目中被不同的設計師調(diào)用?
莫急莫急,Altium Designer的器件式原理圖Device Sheet就是干這個的!軟件自帶有好多好多成熟的設計模塊,這些設計模塊原理圖都做成Device Sheet像一個元器件一樣供您隨意調(diào)用。如下圖所示。這張原理圖FLASH_S29GL256N11FFIV10_16Mx16(右上角所示),被做成了Device Sheet(右上綠色方塊圖,循環(huán)標志表示可復用)。然后這張器件式原理圖被多個項目像使用元器件一樣調(diào)用(放在上一層原理圖中,編譯即可出現(xiàn)這張Device Sheet的子原理圖)。調(diào)用這個Device Sheet的兩個不同的設計項目分別是NB2DSK.PRJPCB和DaughterBoard.PRJPCB。如此這般,一個團隊中不同成員要復用同一張原理圖模塊就變得非常簡單。只需要將其保存成Device Sheet即可隨意調(diào)用。
對于器件式原理圖,除了軟件本身提供的豐富多樣的Device Sheet之外,工程師自己也可以將自己得意的作品或?qū)砜赡軙陀玫脑O計模塊,做成器件式原理圖。保存在自己指定的位置,方便自己調(diào)用,或分享給其他有需要的人。贈人玫瑰,收留余香哦。
多通道設計方法(Multichannel)
在設計中通常會有需要在不同位置重復使用同一張原理圖。例如船舶行業(yè)的高壓共軌電控噴油系統(tǒng)或電控注油器等,需要對6路噴油系統(tǒng)采取同樣的驅(qū)動電路(一模一樣的電路結(jié)構(gòu)和元器件)來保持驅(qū)動一致性。或者某個集中控制單元,對多個控制終端的控制電路完全一模一樣。這樣的情況下,我們不需要為每一個通道復制粘貼同一張重復的原理圖。因為這樣的復制粘貼在原理圖是比較清楚的,但是到PCB布局布線階段就是一團亂麻,無法保證每個通道擁有同樣的布局結(jié)構(gòu)和布線情況。而這些微小的區(qū)別也會影響執(zhí)行效果或者時序問題。如下圖所示,16路一模一樣的電路的,導入到PCB中完全打亂的元器件,我怎么一個個地找到它們并放到該放的地方?太麻煩了!
因此,這種多通道設計(重復使用同樣的原理圖)必須要保證原理圖上清晰可辨,以及PCB上完全一致的布局布線。下面看Alitum Designer是如何應用多通道設計簡化工程師的工作量的。
比如下圖左這張原理圖要重復使用5次,即5個通道。那么首先生成這5個通道的頂層方塊圖,重復5層疊加。
從原理圖導入數(shù)據(jù)到PCB。會生成5個Room,將5張原理圖的電路框在5個不同的Room里。如下圖所示。對其中一個通道進行布局布線。如下圖右邊,上方的扇形Room,為已經(jīng)布局布線完畢。
然后用Copy Room Format的功能將5個Room變成一模一樣的布局布線,扇形結(jié)構(gòu)。再將這5個通道的布局布線按照圓形極坐標拼在一起,組成一個圓。如下圖所示。這種方式保證了在PCB布局布線階段極大的方便性,而且不會出錯。
各種設計模板保持標準統(tǒng)一性(Template)
原理圖模板
如果一個PCB設計項目的電路圖比較復雜比較大,通常不會把所有設計堆放在同一張原理圖。會將電路分成若干個子電路模塊,每張子電路模塊都會標記相應的標題欄,大概的功能等等。一般來說,一個完整漂亮的設計,他人讀你的電烙圖時,一眼能夠從你的圖紙標題欄以及相關模塊的連接結(jié)構(gòu)來了解其電路的整體基本情況。因此,每一張原理圖上的標題欄,作者信息,特別是不同的設計師每人設計一張圖紙的時候,其標題欄以及相關說明信息一定要統(tǒng)一標準,不至于各種不同的風格引起混亂。那么原理圖模板的設計和應用對于這種大型項目,團隊合作的情況下需求尤其明顯。
因為是軍工單位研究所,標題欄在一般的常用信息之外還包含有名稱,材料,保密等級等特殊要求信息,以及設計,校對,審核,標檢,審定等等層級審批歸檔手續(xù)。最后為了設計的統(tǒng)一性,還分別為不同紙張大小設計同樣的標題欄,便于設計數(shù)據(jù)的管理和歸檔。
2. PCB設計模板
在PCB設計方面,如果有若干同一系列產(chǎn)品的板子,其尺寸和接口布局以及安裝定位孔都已經(jīng)確定不會更改的情況下,就需要將其做成PCB模板。以后每次進行一個新的設計時,就將原理圖直接導入到這個PCB設計模板里面去,節(jié)省了大量的板形設計,周邊布局設計,以及安裝定位部分的設計。直接將精力應用于設計更改本身。大大地節(jié)省了無謂的重復勞動,而且不會出錯。
3. BOM模板
信息化建設成為現(xiàn)代企業(yè)快速提升核心競爭力,實現(xiàn)跨越式發(fā)展的必由之路。時至今日,企業(yè)不再追求單點、局部應用方式的信息化,而越來越看重應用整合、流程優(yōu)化和信息共享的整體信息化。
在企業(yè)中,BOM(物料清單)貫穿于產(chǎn)品概念設計、詳細設計、工藝規(guī)劃、樣機試制、加工制造、銷售維護直至產(chǎn)品消亡等整個生態(tài)過程。隨著企業(yè)信息化建設的推進,BOM成為企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的核心,是各應用信息系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)集成的基礎和橋梁。BOM管理成為企業(yè)工程信息化和管理信息化的主要內(nèi)容。
生命周期管理中,BOM貫穿整個生命周期的始末。從BOM提供,BOM管理,到BOM使用都離不開。在Altium Designer中,BOM同樣貫穿電子產(chǎn)品的概念設計到最終制造銷售維修的整個過程。
Altium Designer提供電路設計BOM,并且可以導入結(jié)構(gòu)step件,在設計途中可以更改并管理BOM。當設計完成之后,進行電子產(chǎn)品加工制造,元件采購,產(chǎn)品裝配的時候,分別有工藝BOM,采購BOM,制造和裝配BOM信息。在整個產(chǎn)品生命周期中扮演重要的角色。
因此,對于BOM的模板也是非常豐富的。
Altium Designer的BOM模板數(shù)據(jù)來源可以采集全方位的信息,而輸出模板也有N多種類型(用于采購,制造,裝配,審核等等)。文件格式也豐富多樣。
并且對于每一個BOM模板文件,需要抓取哪些欄目信息,哪些內(nèi)容,都是可以自行配置和更改的??梢哉业皆碆OM模板文件(在安裝目錄Template文件夾里),對抓取數(shù)據(jù)列進行配置。最終輸出你心中所需要的不同用途的BOM信息。
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標簽:PCB設計
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