Bibliotecas de componentes basadas en archivos

Los componentes y la forma en que se conectan son lo que da lugar a su producto electrónico único. Los componentes son los bloques básicos de ese producto. Entonces, ¿qué es exactamente un componente y dónde se almacena?

En el mundo real, los componentes son objetos tangibles y, por lo tanto, relativamente fáciles de identificar. Pero en el mundo virtual del diseño, los componentes deben abstraerse en una serie de modelos que puedan utilizarse en los distintos ámbitos del diseño. Durante los procesos de captura e implementación del diseño, un componente se representa como un símbolo en el esquema, como una huella en la PCB, como un modelo SPICE para la simulación, como una descripción de integridad de señal para analizar la calidad de las señales y como un modelo tridimensional para la visualización 3D del componente y de la PCB. Un solo componente, con una representación diferente para cada ámbito del diseño.

Cada ámbito del diseño requiere un modelo especializado. Para la captura de esquemas, el modelo se denomina símbolo. Dado que el entorno de diseño se basa en la idea de que el diseño comienza con el esquema, el símbolo esquemático se utiliza para vincular los distintos modelos.

Los parámetros añaden los detalles adicionales necesarios para identificar el componente físico real, como la potencia, la tolerancia, los datos de compra, las referencias a las hojas de datos, etc.

El modelo de símbolo se vincula con los demás modelos para describir por completo ese componente en cada ámbito. El modelo 3D se coloca dentro de la huella.

Modelos y bibliotecas de modelos

Cada tipo de modelo y componente debe almacenarse en un archivo de modelo o en una biblioteca. Algunos utilizan un formato de archivo estandarizado, como SPICE, mientras que otros utilizan un formato propietario, como el archivo de biblioteca de esquemas, que se utiliza para almacenar símbolos esquemáticos o componentes.

Algunos tipos de modelos, como SPICE, se almacenan a razón de un modelo por archivo; estos se denominan archivos de modelo. Otros, como las huellas de PCB, se almacenan en un archivo que admite una o varias huellas. Estos se denominan bibliotecas de modelos.

Resumen de los tipos de modelos y bibliotecas

Para dar soporte a la amplia variedad de tareas de diseño que se realizan durante el proceso de desarrollo electrónico, se necesitan numerosos tipos de modelos y formatos de biblioteca.

A continuación, se ofrece un resumen de cada tipo de modelo y biblioteca.

El componente

Un componente puede ser algo tan sencillo como una resistencia de dos pines o tan complejo como un gran conector con cientos y cientos de pines. Para ofrecer flexibilidad a la hora de organizar los componentes en las hojas de esquema, el software incluye varias funciones útiles relacionadas con la visualización. 

¿Es un símbolo o un componente?

Una vez que se han vinculado modelos de otros ámbitos y se han añadido parámetros, el símbolo se convierte en un componente. Muchos diseñadores siguen refiriéndose a él como símbolo cuando lo ven en el esquema porque eso es lo que ven, pero ese símbolo tiene asociados los modelos de otros ámbitos y los detalles paramétricos que lo definen como componente. En este documento se utiliza el término symbol para describir los objetos gráficos y los pines que se colocan en el editor de bibliotecas de esquemas. En todas las demás situaciones, se denomina component.

El símbolo se crea en el editor de bibliotecas de esquemas. En cuanto se añaden vínculos a modelos y se incorporan parámetros, se convierte en un componente. Los detalles del componente pueden añadirse en el editor de bibliotecas de esquemas o, si se utiliza una biblioteca de tipo DbLink o DbLib, pueden extraerse de una base de datos y añadirse al símbolo durante su colocación en el esquema (más información al respecto más adelante). También es posible añadir los detalles después de haber colocado el símbolo en la hoja de esquema.

El símbolo

El símbolo se crea en el editor de bibliotecas de esquemas. Para crearlo, se colocan objetos gráficos que forman la figura deseada y, a continuación, se añaden los pines. Son los pines los que aportan inteligencia eléctrica al componente. El software los identifica como puntos de conexión eléctrica y los vincula con los pads de la huella de PCB.

 
Los símbolos pueden abarcar desde elementos pequeños y sencillos hasta componentes con un gran número de pines distribuidos en varias partes.

Bibliotecas basadas en archivos

Altium Designer admite varios tipos de bibliotecas basadas en archivos, que se describen a continuación.

Modelos de esquemas y PCB y bibliotecas de modelos

Main pages: Bibliotecas de esquemas, Bibliotecas de PCB

En los inicios de la automatización del diseño electrónico, existían dos ámbitos de diseño: la captura de esquemas y el diseño de PCB. Los resultados de la captura de esquemas eran un conjunto de hojas de esquema impresas y los del diseño de PCB eran los archivos de fabricación y montaje de la PCB.

Para ello, el diseñador necesitaba poder crear y almacenar los símbolos de esquema, listos para colocarlos en la hoja de esquema. Los detalles como el valor, la tensión, la potencia, la huella, etc., del componente solían añadirse después de colocar el símbolo en la hoja de esquema desde la biblioteca de símbolos.

En cuanto a las huellas, las funciones de edición se centraban en implementar el diseño como un conjunto de capas que contuvieran las formas necesarias para los fotolitos. Este enfoque orientado a los archivos de salida determinaba qué formas se admitían, incluida la fuente utilizada para el designador y los demás textos de la serigrafía.

Estos símbolos y huellas sencillos se creaban y almacenaban en bibliotecas, y ambos tipos tenían inicialmente la extensión de archivo *.Lib. Cuando Windows eliminó el límite de tres caracteres en las extensiones de archivo, estas pasaron a ser *.SchLib para los símbolos de esquema y *.PcbLib para las huellas. 

Las bibliotecas de esquemas y de PCB son contenedores de almacenamiento de modelos. 

La biblioteca integrada

Main page: Bibliotecas integradas

Con el tiempo, aumentó el interés por separar el proceso de creación de componentes del proceso de diseño de productos. En lugar de añadir los detalles del componente después de colocar el símbolo en la hoja de esquema, los equipos de diseño querían definir completamente el componente en la biblioteca. También se estaban desarrollando otros ámbitos de diseño, como la simulación de circuitos, por lo que era necesario admitir modelos para estos ámbitos. Como parte de la creación de componentes listos para usar, también es necesario poder verificar la correspondencia entre el símbolo y los modelos y, después, entregar estos componentes en un único archivo de biblioteca listo para usar.

Para satisfacer estos requisitos, se desarrolló la biblioteca integrada (*.IntLib). La biblioteca integrada contiene todos los tipos de modelos en un único archivo. El origen de una biblioteca integrada es un paquete de bibliotecas (*.LibPkg), que es un proyecto de diseño que reúne los símbolos, las huellas y los modelos de simulación de origen. Cuando se compila el proyecto del paquete de bibliotecas, se verifica la correspondencia entre los símbolos y los modelos y se crea la biblioteca integrada. El uso de una IntLib convierte la biblioteca en una fuente desde la que se colocan componentes listos para usar, lo que ofrece una buena solución para organizaciones medianas y grandes que desean separar la creación de componentes del diseño de productos.

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