构建和维护您的元器件及元器件库

概览

准确且维护良好的元器件是可靠电子设计的基础。本文探讨 Altium Designer 中的元器件和库管理方案,涵盖基于文件的库、数据库库以及互联的工作区。同时,本文还将概述工作区托管元器件的优势,并介绍新建元器件的流程。继续阅读,找到适合您团队的方案,进一步提升元器件数据的管理水平。

- 了解原理图符号、PCB 封装及其他模型如何表示实际元器件。
- 比较不同的库管理方案,探索工作区的各项功能,例如元器件数据共享、模型复用、供应链信息和生命周期跟踪。
- 学习如何使用元器件编辑器和元器件模板,开始创建工作区元器件。
使用 AI 深入了解:
Image of various components

电子设计由一系列相互连接的元器件组成。在产品开发中,令人充满成就感的部分,是想出巧妙的方法来解决工程难题,并将这些元器件连接起来,打造独一无二的设计。

然而,创建元器件占据了很大一部分工作量,而且对许多设计人员来说,这也是比较枯燥的部分。虽然这项工作可能并不令人兴奋,但元器件会成为公司的宝贵资源,因此必须准确地反映实际元器件。

您购买并焊接到电路板上或用于线束中的元器件,就是实际元器件;但要在各个电子设计领域中使用它,就必须在相应领域中为其建立模型。

根据您计划开展的设计类型,元器件可能包含 用于原理图的符号、 用于电路仿真器的仿真模型、 用于信号完整性分析的 IBIS 模型、 用于 PCB 布局的图形或封装, 以及用于可视化、3D 间距检查和导出到机械 CAD 领域的 3D 模型。


元器件管理

有效管理元器件数据 对于电子设计至关重要,而对设计中所用元器件的管理也一直是 Altium 设计软件的基本功能。随着软件多年来不断发展,元器件管理方法也经历了长足进步:从简单、独立的原理图和 PCB 模型库,到数据库库,再到 工作区元器件 ,将设计元器件的应用扩展到更广泛的产品开发领域,同时 提供先进且易用的功能,在整个设计过程中实现卓越的协作。

工作区

工作区库

元器件存储在已连接的工作区中,为整个设计团队提供统一的最新标准化元器件数据源。参数搜索和分面搜索功能可帮助您高效、快速地查找和放置所需元器件。这些元器件与实际制造的器件及设计时可访问的供应链数据紧密关联,可在组装产品的制造过程中显著降低采购成本并缩短采购时间。

数据库

数据库库 希望将设计元器件与公司数据库紧密关联?那么不妨了解一下数据库库。每条记录对应一个元器件,并引用所需的模型和元器件参数数据。放置时,模型链接和参数会添加到符号中,使其成为一个 Altium Designer 元器件。
SVN 数据库库 SVN 数据库库是数据库库模型的扩展,区别在于源符号和模型受到版本控制。源库在基于 Subversion 的存储库中创建、添加和维护。指向该存储库和外部数据库的链接在 SVN 数据库库文件(*.SVNDbLib)中定义。
数据库链接 使用此方法时,数据库链接文件(*.DbLink)定义原理图元器件与数据库中匹配记录之间的关联。记录通过关键字段链接进行匹配,可以使用单个关键字段(例如器件编号),也可以使用多个关键字段(通过定义 Where 子句)。

文件

集成库 希望将元器件预先打包并验证后存储在单个文件中?那么可以编译源原理图/PCB/仿真模型,生成集成库(*.IntLib)。
原理图库 原理图库(*.SchLib)可以是存储元器件符号的模型库;如果为每个符号添加模型链接和参数数据,它就成为元器件库。
PCB 库 用于存储 PCB 封装模型的库(*.PcbLib)。如有需要,可以为每个封装添加 3D 模型。3D 模型可通过 3D 实体对象创建,也可通过将 STEP 模型导入 3D 实体对象来创建。

工作区库

元器件存储在您的工作区中——这是集中、安全地存储所有设计数据的位置,整个设计团队均可访问。使用工作区托管的元器件具有诸多优势,其中包括:

  • Single source of component data – 整个团队均可访问工作区,工程师可以从一个安全的位置获取最新的标准化元器件、获取实时供应链数据,并利用参数搜索和分面搜索找到完全符合需求的元器件。

  • Design-time choice of physical components – 对于任何给定的元器件,您都可以选择在电路板组装时使用哪些制造商器件来实现该元器件。

  • Real-time supply-chain information – 通过 Altium Parts Provider 的汇总器件数据库反馈数据(该数据库本身与已启用的供应商对接,并从中收集器件信息),让设计人员了解所选器件的当前价格和供货情况,以及销售这些所选器件的所有供应商的信息(由工作区的本地器件目录定义)。这些信息可以随时添加到元器件中,包括在元器件保存到工作区之后,无需直接编辑元器件,因此不会影响已使用该元器件的设计 ,随后还可将这些信息用于 物料清单。

  • Concurrent editing of the library – 由于工作区库本质上是该工作区托管的一组元器件条目, 多个用户可以独立编辑工作区库中的元器件或创建新元器件,而不必等待其他用户完成各自的工作。

  • Component Models Reuse – 元器件可以看作一个“容器”,用于存储所有参数信息和领域模型,包括原理图符号、PCB 封装、线束布线模型和仿真模型。元器件并不包含领域模型本身,而是包含指向工作区中相关模型条目的链接,因此一个领域模型可以供多个元器件使用。如果模型发生更改,系统会建议您更新所有使用该模型的元器件,从而确保没有元器件使用过时的模型。

  • Direct Component Editing – 如果需要编辑元器件,您可以直接从工作区中打开它进行编辑。通过临时打开的元器件编辑器实例,您可以编辑该元器件的各个方面,包括修改其引用的领域模型, 而无需接触任何基于文件的文档。

  • Use of Component Templates – 应用基于参数和元器件分类体系的模板,使每种新元器件类型自动具有符合 BOM 要求的正确参数集, 同时自动采用正确的命名、修订和生命周期方案。

  • Component Lifecycle Validation – 如果元器件处于“生命周期终止”“已淘汰”或“已弃用”状态,系统会在您尝试制造使用该元器件的电路板之前发出警告。

  • Where-used Component Traceability – 可以沿着使用关系对元器件进行全程追溯:如果某个器件已淘汰,您可以查看哪些设计使用了它, 从而确定需要更新哪些设计。如果符号或封装存在错误,您可以查看使用该符号和封装的所有元器件, 以便修正它们。

  • Requests of new components – 工程师可以 向专职元器件库管理员提交新元器件(或缺失元器件)的申请,并在该元器件可供申请人及公司其他工程师用于设计时收到通知。

Altium Designer 可连接到工作区。工作区可通过以下任一方式提供:

  • 托管在 Altium 365 上的工作区——该云平台为 Altium 提供的各种解决方案(Altium Develop 和 Altium Agile)提供支持。作为这些解决方案的组成“引擎”,其核心工作区会采用相应的品牌名称,以体现与各解决方案的关联:

    • Altium Develop Workspace——作为 Altium Develop 解决方案的一部分创建时。

    • Altium Agile Workspace——作为 Altium Agile 解决方案的一部分创建时。

  • 通过 Altium On-Prem Enterprise Server 提供的工作区。也称为 Enterprise Server Workspace,由您自己的 IT 部门安装和管理。

使用 Altium 365 工作区,您将获得更丰富的协作功能,包括全局共享。此外,由于它基于云端,您无需担心手动升级,即可使用最新版本的工作区。

进一步了解 使用已连接的工作区进行设计。

将元器件托管在 Altium 365 工作区中时,您可以通过专用的库健康状况仪表板查看有关元器件健康状况的更详细信息。它提供更详尽的问题信息,使您能够快速评估元器件并进行相应修正。

数据库库

Database Libraries

通过创建和使用 Database Library,Altium Designer 能够直接从公司数据库中放置元件。放置操作通过 Components 面板执行;安装数据库库后,该面板就会充当数据库浏览器。

放置后,可以在已放置的元件与数据库中相应的关联记录之间同步设计参数信息。您可以对元件进行完整更新,包括图形符号、模型引用和参数。数据库中的参数信息也可以包含在最终的物料清单(BOM)中,以便进行元件采购。

阅读有关数据库库的介绍。


基于文件的库

Library files

如果需要将元件保存在本地文件系统中,可以将元件组织到基于文件的库中。

Altium Designer 基于文件的库是模型或元件的任意集合。如何将模型或元件组织到库中由您决定。您可以按器件供应商来组织库,也可以按功能对元件进行分组,例如,将公司使用的所有微控制器放在一个库中。

原理图元件符号在原理图库(*.SchLib)中创建。这些库中的元件随后会引用在独立封装库(*.PcbLib)和模型文件中定义的封装及其他模型。作为设计人员,您可以从这些独立的元件库中放置元件,也可以将符号库、封装库和模型文件编译为集成库(*.IntLib)。

阅读有关基于文件的元件库的介绍。


模型

A component

从设计人员的角度来看,元件将各个设计领域中表示该元件所需的全部信息汇集在一个实体中。因此,从这个意义上说,可以将其视为一个容器。

每个元件都是一组关联模型和元件参数数据的集合。各个设计领域所需的详细信息包含在模型中。

可以使用以下模型类型:

原理图符号 符号用于在原理图图纸上表示元件。符号使用标准绘图对象创建,引脚则赋予其电气属性。
SPICE 模型 使用 SPICE 仿真器仿真所连接元件的行为。SPICE 模型通常来自器件供应商。
信号完整性模型 随着器件和电路开关速度的提高,PCB 互连正逐渐成为电路的一部分。IBIS 模型描述了引脚行为,使 Altium Designer 的信号完整性仿真器能够分析布线。
PCB 封装 每个元件都需要在 PCB 上定义一个用于安装和连接的位置,而封装就是定义这部分 PCB 空间的模型。PCB 封装由一组标准对象创建,其中焊盘提供电气连接。
3D 模型 如今的电子产品外形紧凑、内部布局密集,形状往往不规则,甚至可能需要将 PCB 折叠后才能装入外壳。要设计这样的产品,您需要能够对 PCB 进行 3D 建模,以便直观查看成品板、执行 3D 间距检查,并将装配好元器件的电路板传递到机械 CAD 环境中。为此,您需要为每个元器件准备一个 3D 模型。

了解如何在 Workspace 中创建和管理符号、封装模型、仿真模型和 3D 模型。


元器件面板

The expanded Components panel

在 Altium Designer 中,Components面板可让您直接访问所有可用元器件,包括 Workspace、 数据库和基于文件的库中的元器件。

该面板从 Workspace 以及所有已打开或已安装的库文件中获取元器件。它提供所选元器件的完整详细信息(参数、模型、器件选型、供应商数据等)和元器件比较功能;对于 Workspace 元器件,还提供基于筛选器的参数化搜索功能,以便指定目标元器件参数。借助与上下文相关的动态筛选器,您可以通过该面板的搜索功能,从公司已连接的 Workspace 中快速找到所需的确切器件。

了解 元器件面板。


制造商器件搜索面板

您还可以使用 Manufacturer Part Search面板搜索实际生产的器件,该面板采用与 Components面板相同的基本搜索引擎功能和视图。所选制造商器件可用作在已连接的 Workspace 中创建新元器件的基础,也可以将其参数和数据手册添加到已放置的元器件中。

器件条目中的  图标表示该元器件已关联模型(原理图符号、PCB 封装、 仿真模型)。基于此制造商器件创建新元器件时,也会一并获取其模型。此外, 您还可以将该器件下载到本地,或直接将其放置到原理图上。

了解 制造商器件搜索面板。


接下来做什么?

创建原理图符号

创建 PCB 封装

创建线束接线元器件

使用焊盘和过孔模板及库

数据库库

基于文件的元器件库

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功能可用性

您可使用的功能取决于您所采用的 Altium 解决方案——Altium Develop、Altium Agile Teams、Altium Agile Enterprise,或 Altium Designer(在有效订阅期内)。

如果您在实际软件中未看到文档中介绍的某项功能, 请联系 Altium Sales 了解更多信息。

旧版文档

Altium Designer 文档不再提供版本区分。如果您需要访问 Altium Designer 旧版本的文档,请前往其他安装程序页面的旧版文档部分。

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