File-based Component Libraries

Die Komponenten und ihre Verbindungen sind es, die Ihr einzigartiges elektronisches Produkt ausmachen. Die Komponenten sind die grundlegenden Bausteine dieses Produkts. Aber was genau ist eine Komponente und wo wird sie gespeichert?

In der realen Welt sind Komponenten greifbare Objekte und daher relativ leicht zu identifizieren. In der virtuellen Welt des Designs müssen Komponenten jedoch in eine Reihe von Modellen abstrahiert werden, die in den verschiedenen Design-Domänen verwendet werden können. Während der Schaltplanerfassung und Implementierung wird eine Komponente als Symbol im Schaltplan, als Footprint auf der PCB, als SPICE-Modell für die Simulation, als Signalintegritätsbeschreibung zur Analyse der Signalqualität und als dreidimensionales Modell für die 3D-Visualisierung von Komponenten und PCB dargestellt. Eine Komponente, mit einer anderen Darstellung für jede Design-Domäne.

Jede Design-Domäne erfordert ein spezialisiertes Modell. Für die Schaltplanerfassung wird das Modell als Symbol bezeichnet. Da die Design-Umgebung auf der Idee basiert, dass das Design mit dem Schaltplan beginnt, wird das Schaltplansymbol verwendet, um die verschiedenen Modelle miteinander zu verknüpfen.

Parameter ergänzen dann die zusätzlichen Details, die zur Identifizierung der physischen Komponente in der realen Welt erforderlich sind, wie etwa Leistung, Toleranz, Einkaufsdetails, Datenblattverweise usw.

Das Symbolmodell verknüpft mit den anderen Modellen und beschreibt so die Komponente in jeder Domäne vollständig. Das 3D-Modell wird tatsächlich innerhalb des Footprints platziert.

Modelle und Modellbibliotheken

Jeder Modell- und Komponententyp muss in einer Modelldatei oder Bibliothek gespeichert werden. Einige davon verwenden ein standardisiertes Dateiformat, wie SPICE, während andere ein proprietäres Format verwenden, wie die Schaltplanbibliotheksdatei, die zum Speichern von Schaltplansymbolen oder Komponenten verwendet wird.

Einige Modellarten, wie SPICE, werden mit einem Modell pro Datei gespeichert; diese werden als Modelldateien bezeichnet. Andere, wie PCB-Footprints, werden in einer Datei gespeichert, die einen oder mehrere Footprints aufnehmen kann. Diese werden als Modellbibliotheken bezeichnet.

Zusammenfassung der Modell- und Bibliothekstypen

Zur Unterstützung der großen Bandbreite an Designaufgaben, die im Verlauf des elektronischen Entwicklungsprozesses durchgeführt werden, sind zahlreiche Modellarten und Bibliotheksformate erforderlich.

Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der einzelnen Modell- und Bibliothekstypen.

Die Komponente

Eine Komponente kann von etwas Einfachem, wie einem zweipoligen Widerstand, bis hin zu einem großen Steckverbinder mit Hunderten und Aberhunderten von Pins reichen. Um Flexibilität bei der Organisation der Komponenten auf den Schaltplanblättern zu bieten, enthält die Software eine Reihe nützlicher anzeigebezogener Funktionen. 

Ist es ein Symbol oder eine Komponente?

Sobald Sie andere Domänenmodelle verknüpft und Parameter hinzugefügt haben, wird aus dem Symbol eine Komponente. Viele Entwickler bezeichnen es weiterhin als Symbol, wenn sie es im Schaltplan sehen, weil sie genau das sehen; an dieses Symbol sind jedoch die anderen Domänenmodelle und parametrischen Details angehängt, die es als Komponente definieren. Dieses Dokument verwendet den Begriff symbol, um die grafischen Objekte und Pins zu beschreiben, die im Schaltplanbibliothekseditor platziert werden. In allen anderen Situationen wird es als component bezeichnet.

Das Symbol wird im Schaltplanbibliothekseditor erstellt. Sobald Sie Modellverknüpfungen und Parameter hinzufügen, wird es zu einer Komponente. Die Komponentendetails können im Schaltplanbibliothekseditor hinzugefügt werden, oder wenn Sie eine Bibliothek vom Typ DbLink oder DbLib verwenden, können die Details aus einer Datenbank extrahiert und dem Symbol während der Platzierung im Schaltplan hinzugefügt werden (mehr dazu später). Alternativ können die Details hinzugefügt werden, nachdem das Symbol auf dem Schaltplanblatt platziert wurde.

Das Symbol

Das Symbol wird im Schaltplanbibliothekseditor erstellt. Es wird erstellt, indem grafische Objekte platziert werden, um die erforderliche Form aufzubauen; anschließend werden die Pins hinzugefügt. Es sind die Pins, die der Komponente elektrische Intelligenz verleihen. Sie sind das, was die Software als elektrische Verbindungspunkte erkennt und was den Pads auf dem PCB-Footprint zugeordnet wird.

 
Symbole können von klein und einfach bis hin zu Komponenten mit hoher Pin-Anzahl reichen, die aus mehreren Teilen erstellt werden.

Die dateibasierten Bibliotheken

Altium Designer unterstützt eine Reihe verschiedener Typen dateibasierter Bibliotheken, die unten beschrieben werden.

Schaltplan- und PCB-Modelle sowie Modellbibliotheken

Main pages: Schaltplanbibliotheken, PCB-Bibliotheken

In den frühen Tagen der elektronischen Designautomatisierung gab es zwei Design-Domänen: Schaltplanerfassung und PCB-Layout. Die Ausgaben der Schaltplanerfassung waren ein Satz gedruckter Schaltplanblätter, und die Ausgaben des PCB-Layouts waren die PCB-Fertigungs- und Bestückungsdateien.

Zur Unterstützung dessen musste der Entwickler in der Lage sein, die Schaltplansymbole zu erstellen und zu speichern, damit sie auf dem Schaltplanblatt platziert werden konnten. Details wie Wert, Spannung, Leistung, Footprint usw. der Komponente wurden oft hinzugefügt, nachdem das Symbol aus der Symbolbibliothek auf dem Schaltplanblatt platziert worden war.

Bei den Footprints lag der Schwerpunkt der Bearbeitungsfunktionen auf der Umsetzung des Designs als Satz von Lagen, die die für die Fotowerkzeuge erforderlichen Formen enthalten. Dieser ausgabeorientierte Fokus bestimmte, welche Formen unterstützt wurden, bis hin zur Schriftart für den Designator und andere Silkscreen-Texte.

Diese einfachen Symbole und Footprints wurden in Bibliotheken erstellt und gespeichert, wobei beide Typen anfangs die Dateierweiterung *.Lib hatten. Als Windows die Beschränkung auf drei Zeichen für Dateierweiterungen aufhob, wurden diese für Schaltplansymbole in *.SchLib und für Footprints in *.PcbLib geändert. 

Schaltplan- und PCB-Bibliotheken sind Speichercontainer für Modelle. 

Die Integrated Library

Main page: Integrated Libraries

Im Laufe der Zeit wuchs der Wunsch, den Prozess der Komponentenerstellung vom Produktdesignprozess zu trennen. Anstatt die Komponentendetails erst hinzuzufügen, nachdem das Symbol auf dem Schaltplanblatt platziert worden war, wollten Designteams die Komponente vollständig in der Bibliothek definieren. Auch andere Design-Domänen, wie die Schaltungssimulation, wurden entwickelt, und daher mussten auch Modelle für diese Domänen unterstützt werden. Im Rahmen der Erstellung sofort einsatzbereiter Komponenten müssen Sie außerdem in der Lage sein, die Zuordnung von Symbol zu Modell zu überprüfen und diese Komponenten dann in einer einzigen, sofort einsatzbereiten Bibliotheksdatei bereitzustellen.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, wurde die integrierte Bibliothek (*.IntLib) entwickelt. Die integrierte Bibliothek enthält alle Modellarten in einer einzigen Datei. Die Quelle für eine integrierte Bibliothek ist ein Bibliothekspaket (*.LibPkg), also ein Designprojekt, das die Quellsymbole, Footprints und Simulationsmodelle zusammenführt. Wenn das Bibliothekspaket-Projekt kompiliert wird, wird die Zuordnung von Symbol zu Modell überprüft und die integrierte Bibliothek erstellt. Die Verwendung einer IntLib bedeutet, dass die Bibliothek zu etwas wird, aus dem Sie sofort einsatzbereite Komponenten platzieren, was eine gute Lösung für mittelgroße bis große Organisationen bietet, die die Komponentenerstellung vom Produktdesign trennen möchten.

Glossar