基于文件的元件库

概览

了解 Altium Designer 中基于文件的元件库如何存储和关联用于定义设计元件的符号、封装、模型及参数。本文将解释符号与完整元件之间的区别,概述支持的模型和库格式,并介绍如何使用集成库打包可直接使用的元件。继续阅读,进一步了解元件数据之间的关联方式。

- 了解原理图符号如何链接到特定领域的模型和元件参数。
- 了解原理图库、PCB 库及其他受支持模型格式的作用。
- 探索集成库如何将模型打包到单个文件中,并在编译过程中验证符号与模型之间的映射关系。
使用 AI 深入了解:

一种更好且先进得多的设计元件数据管理方案,是将元件托管在已连接的工作区中,并从中获取元件。工作区为元件数据提供安全且具有高完整性的存储,同时还具备生命周期管理和最新供应链信息等优势。

► 进一步了解工作区库。

元件及其连接方式 共同构成了您独特的电子产品。元件是该产品的基本构建单元。那么,元件究竟是什么 ,又存储在哪里呢?

在现实世界中,元件是有形的物体,因此相对容易识别。但在虚拟的设计世界中,元件必须抽象为一系列可用于不同设计领域的模型。在设计输入和实现过程中,元件在原理图中表现为符号,在 PCB 上表现为封装,在仿真中表现为 SPICE 模型,在信号质量分析中表现为信号完整性描述,在元件和 PCB 的三维可视化中则表现为三维模型。同一个元件,在每个设计领域都有不同的表示形式。

每个设计领域都需要专用模型。对于原理图设计输入,模型称为符号。由于设计环境建立在设计从原理图开始这一理念之上,因此使用原理图符号将各种模型关联起来。

随后,通过参数补充识别现实世界中实际元件所需的详细信息,例如功率、容差、采购信息、数据手册引用等。

符号模型链接到其他模型 ,从而完整描述该元件在各个领域中的表示形式。3D 模型实际上放置在封装内部。
符号模型链接到其他模型 ,从而完整描述该元件在各个领域中的表示形式。3D 模型实际上放置在封装内部。

模型与模型库

每种类型的模型和元件都需要存储在模型文件或库中。其中一些采用标准化文件格式,如 SPICE;另一些则采用专有格式,如用于存储原理图符号或元件的原理图库文件。

某些类型的模型(如 SPICE)以每个文件存储一个模型的方式保存,这类文件称为模型文件。其他模型(如 PCB 封装)则存储在可容纳一个或多个封装的文件中,这类文件称为模型库。

模型和库类型概述

要支持电子开发过程中执行的广泛设计任务 ,需要多种模型类型和库格式。

以下概述了各种模型和库类型。

设计领域 模型或库类型 文件扩展名 说明
Schematic capture 符号 *.SchLib Altium 原理图符号;它可以只是一个符号,也可以通过链接其他模型并添加参数来定义一个完整的元件。
PCB design 封装 *.PcbLib 定义元件在 PCB 上的安装点和连接点的封装或图形;既可存储制造元素(焊盘、丝印、阻焊等),也可选择存储已安装元件的 3D 表示。
3D PCB design 3D 实体 *.PcbLib Altium 设计对象;在封装上放置一个或多个 3D 实体,即可在 *.PcbLib 文件中构建元件的 3D 模型。
STEP *.STEP、*.STP 标准 STEP 格式的 3D 模型;可导入 PCB 3D 实体对象,并放置在 *.PcbLib 文件中的封装上。
Parasolid 3D© *.X_T、*.X_B Parasolid 格式的 3D 模型(ASCII 或二进制);可导入 PCB 3D 实体对象,并放置在 *.PcbLib 文件中的封装上。
SOLIDWORKS 3D© *.SldPrt SOLIDWORKS 格式的 3D 模型;可导入 PCB 3D 实体对象,并放置在 *.PcbLib 文件中的封装上。
Circuit simulation SPICE3f5 / XSpice / PSpice 模型 *.mdl SPICE 3f5 模型文件;使用 SPICE 语法描述元件的行为。
*.ckt SPICE 子电路文件;一种 SPICE 格式的网表,详细描述了用于模拟元件行为的电路。
SimCode 模型 *.txt + *.mdl ASCII 数字 SimCode 模型文件/库,以及将数字模型映射到符号所需的中间模型链接 (MDL) 文件;用于在混合信号电路仿真中对数字元件建模。
*.scb + *.mdl 已编译的数字 SimCode 模型文件/库,以及将数字模型映射到符号所需的中间模型链接 (MDL) 文件;用于在混合信号电路仿真中对数字元件建模。
Signal Integrity analysis IBIS 模型 *.ibis 输入/输出缓冲器信息规范文件;一种描述输入或输出引脚电气特性的行为模型。
Component creation Altium 集成库 *.IntLib 已编译的库;其中存储了所有类型的模型。IntLib 是 LibPkg 工程的编译输出。
Component creation Altium 数据库链接库 *.DbLink 数据库链接接口文件;使用存储在 SchLib 元件中的参数数据,查询外部 ODBC 数据源以查找合适的记录(例如料号,或电阻值、功率和封装)。在放置元件时,会检索 DbLink 中映射字段的数据,并将其添加到元件中。
Component creation Altium 数据库库 *.SVNDbLib 具有版本控制功能的 DbLib——通过与 SVN 仓库对接,对原理图模型和 PCB 模型进行版本控制。
从电子产品设计人员的角度来看,创建元件时最重要的一个环节,就是将该元件 与其所代表的现实世界中的元件关联起来。对于基于文件的库元件,建议通过“链接到供应商数据”功能,将设计元件直接链接到元件供应商 。有关更多信息,请参阅为数据库元件库和基于文件的元件库链接供应链数据页面。

元件

元件可以是简单的两引脚电阻,也可以是具有数百个引脚的大型连接器。为了能够灵活地组织原理图图纸上的元件,软件提供了许多实用的显示相关功能。 

是符号还是元件?

链接其他领域的模型并添加参数后,符号就成为了元件。许多设计人员在原理图上看到它时,仍然称其为符号 ,因为他们看到的确实是符号;但该符号还关联着其他领域的模型和参数详细信息,正是这些内容使其成为一个元件。本文档使用术语 symbol 来描述放置在原理图库编辑器中的图形对象和引脚。在所有其他情况下,则将其称为 component。

符号在原理图库编辑器中创建。为其添加模型链接和参数后,它就成为了元件。元件的详细信息可以在原理图库编辑器中添加;如果使用 DbLink 或 DbLib 类型的库,也可以在将符号放置到原理图时,从数据库中提取详细信息并添加到符号中(后文将对此进行详细介绍)。此外,也可以在符号放置到原理图图纸上之后再添加详细信息。

符号

符号在原理图库编辑器中创建。首先放置图形对象,构建所需的形状,然后添加引脚。引脚赋予元件电气属性。软件将引脚识别为电气连接点,并将其映射到 PCB 封装上的焊盘。

符号既可以是小巧简单的符号,也可以是由多个部件组成的高引脚数元件符号。  Symbol example
符号既可以是小巧简单的符号,也可以是由多个部件组成的高引脚数元件符号。

请参阅以下文章:

基于文件的库

Altium Designer 支持多种基于文件的库,具体如下所述。

原理图和 PCB 模型及模型库

Main pages: 原理图库、PCB 库

在电子设计自动化的早期,设计分为两个领域:原理图绘制和 PCB 布局。原理图绘制的输出是一组打印的原理图图纸,而 PCB 布局的输出则是 PCB 制造和装配文件。

为此,设计人员需要能够创建并存储原理图符号,以便将其放置到原理图图纸上。元件的数值、电压、功率、封装等详细信息,通常是在将符号从符号库放置到原理图图纸上之后才添加的。

至于封装,编辑功能的重点是将设计实现为一组图层,其中包含制作光绘底片所需的图形。这种以输出为导向的方式决定了所支持的图形,甚至包括位号和其他丝印字符串所使用的字体。

这些简单的符号和封装被创建并存储在库中,两种库最初都使用文件扩展名 *.Lib。当 Windows 放宽了文件扩展名只能包含三个字符的限制后,原理图符号库的扩展名改为 *.SchLib,封装库的扩展名改为 *.PcbLib。 

原理图库和 PCB 库是用于存储模型的容器。
原理图库和 PCB 库是用于存储模型的容器。

集成库

Main page: 集成库

随着时间的推移,人们越来越希望能够将元件创建过程与产品设计过程分离。设计团队希望在库中完整定义元件,而不是在将符号放置到原理图图纸上之后再添加元件详细信息。电路仿真等其他设计领域也在不断发展,因此还需要支持这些领域的模型。在创建可直接使用的元件时,还需要能够验证符号与模型之间的映射,然后以单个可直接使用的库文件交付这些元件。

为满足这些要求,集成库(*.IntLib)应运而生。集成库将所有类型的模型保存在一个文件中。集成库的源文件是库包(*.LibPkg),这是一种将源符号、封装和仿真模型汇集在一起的设计工程。编译库包工程时,系统会验证符号与模型之间的映射,并创建集成库。使用 IntLib 意味着可以直接从库中放置可用的元件,这为希望将元件创建与产品设计分离的中大型组织提供了良好的解决方案。

术语表

元件

元件是放置在电路板上的物理器件,例如集成电路或电阻。这些元件内部可以包含单个部件,也可以包含封装在一起的一组部件。

3D 实体

3D 实体是一种多边形对象,可以添加到封装中任何已启用的机械层上。它可用于定义元件在水平和垂直方向上的物理尺寸和形状,从而实现更精确的元件间距检查和更好的 3D 可视化效果。3D 实体对象还可以作为元件封装中导入模型的占位对象,或作为不安装在 PCB 上的自由悬浮对象,例如外壳和装配体。

位号

位号是用于区分 PCB 上不同元件的唯一标识符。它们可以由字母、数字或两者的组合构成。焊盘也具有唯一的标识符,与元件引脚编号相对应。

封装

封装定义(或建模)了将元件安装到 PCB 上所需的空间。元件的封装模型存储在 PCB 库中。封装可以包含用于连接器件引脚的焊盘,以及在丝印(叠加)层上使用线段和/或圆弧段绘制的封装物理轮廓。此外,还可以包含器件安装结构。PCB 库中的封装没有位号或注释。将它们放置到 PCB 图纸上并分配位号和注释后,它们就成为元件。

库

原理图库是一组元件的集合,其中各部件分别存储在独立的图纸上。PCB 库包含元件封装。每种库都有自己的编辑器。集成库将原理图库及其相关模型组合在一起,无法通过库编辑器直接编辑。

对象

对象是指可以放置在库编辑器设计空间中的任何独立项目。

焊盘

焊盘通常用于封装中,为元件引脚提供连接焊盘。

部件

部件是一组图形对象的集合,用于表示多单元元件中的一个部分。在原理图元件库中,各部件存储在元件内部的独立图纸上。

引脚

元件引脚赋予元件电气属性,并定义元件上的连接点。

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