Agrupación de múltiples nets en buses y arneses de señales

Un desafío habitual en un diseño grande es mantener las redes manejables, no solo desde la perspectiva del diseñador que crea la conectividad sino también desde la perspectiva del lector que tiene que interpretar y comprender el esquemático. Esto es especialmente importante al conectar entre hojas, ya que es cuando tanto el diseñador como el lector pueden confundirse con mayor facilidad.

Si el diseño incluye componentes con un gran número de pines, no resulta práctico crear toda la conectividad utilizando cables individuales. Se pueden agrupar múltiples redes en un bus si son miembros de un conjunto con incremento numérico, como Data0, Data1, etc. Como alternativa, cualquier combinación de redes y buses puede agruparse en un signal harness, que ofrece una forma visual y lógicamente ordenada de transferir múltiples redes a lo largo del diseño.

Trabajo con buses

Los buses se utilizan para agrupar una serie de redes secuenciales, por ejemplo, un bus de direcciones o un bus de datos. Su requisito principal es que cada red del bus tenga un nombre con una base común, seguida de un identificador numérico, como se muestra en las imágenes de abajo. Por ejemplo, las redes Control1, Control2 y Control3 pueden agruparse en el bus Control[1..3]. Los buses no se pueden utilizar para agrupar un conjunto no relacionado de redes, como las redes Enable, Read y Status; para ello se utilizan signal harnesses, como se explica a continuación.

Para crear un bus válido, debe incluir todos estos elementos (como se muestra en las imágenes de abajo):

  • Una etiqueta de red en cada una de las redes individuales

  • Una etiqueta de red en la línea del bus

  • Un puerto con el mismo nombre que el bus si sale de la hoja

Todos los elementos mostrados en la imagen anterior deben incluirse para crear un bus válido. Las entradas de bus solo deben usarse si desea derivar distintos elementos del bus desde ambos lados del bus. 
Todos los elementos mostrados en la imagen anterior deben incluirse para crear un bus válido. Las entradas de bus solo deben usarse si desea derivar distintos elementos del bus desde ambos lados del bus.

Los buses no se transfieren al PCB; en su lugar, se puede crear una clase de red para cada bus del esquemático o, si es necesario, para cada sección del bus. Una sección de bus se crea especificando un bus que en realidad es una sección de un bus mayor, por ejemplo, del bus D[15..0]. Si esta opción está habilitada, el PCB incluirá una clase de red para todo el bus, así como para cada sección que se haya definido. Habilite las opciones necesarias en la pestaña Class Generation del cuadro de diálogo Project Options.

Trabajo con arneses de señales

Los arneses de señales son muy flexibles, ya que pueden utilizarse para agrupar cualquier cantidad de redes, buses y arneses de nivel inferior. Como su nombre lo indica, son análogos a un arnés de cableado, donde cualquier disposición de cables puede agruparse y enrutar a través de un producto electrónico o eléctrico. Son más complejos de crear y gestionar, pero la ventaja es que pueden simplificar enormemente la presentación de un esquema y mejorar su legibilidad.

Los arneses de señales se utilizan para agrupar cualquier combinación de redes, buses y arneses de señales de nivel inferior.
Los arneses de señales se utilizan para agrupar cualquier combinación de redes, buses y arneses de señales de nivel inferior.

Los elementos que componen un arnés de señales completo incluyen:

  • Harness Connector - Piense en un Harness Connector como un embudo: reúne todas las señales que se conectan a este arnés a través de las Harness Entries incluidas. Una propiedad clave del Harness Connector es Harness Type, que identifica el arnés y se utiliza para vincular los distintos elementos que componen el arnés de señales, incluidas las Ports / Sheet Entries conectadas.

  • Harness Entries - Cada señal (red, bus o arnés de señales) que quiera que forme parte de este arnés de señales entra en el Harness Connector a través de una Harness Entry. La Harness Entry incluye una propiedad Harness Type; esta solo se usa cuando se están anidando arneses de señales, indicando que esta Harness Entry tiene conectado a ella un arnés de señales de nivel inferior.

  • Signal Harness line - La línea similar a un bus que se coloca para llevar el arnés de señales a través de la hoja.

  • Harness Type - Un Harness Type es un conjunto de Harness Entries. Cada Harness Type detectado se define en un Harness Definition File, como se describe a continuación. El Harness Type y sus Harness Entries asociados son esencialmente nombres de los contenedores que transportan las nets, no los nombres de las propias nets. Para comprobar el valor de Harness Type, coloque el cursor sobre el objeto, por ejemplo, el Port, la Sheet Entry o el Harness Connector.

  • Harness Definition File - El software administra los arneses de señal registrando las Entradas de Arnés que están en cada arnés de señal (Tipo de Arnés) en un Archivo ASCII de Definición de Arnés. La imagen siguiente muestra la sintaxis de un Archivo de Definición de Arnés; hay una línea en el archivo para cada Harness Type, que detalla las Entradas de Arnés dentro de ese arnés. Se crea automáticamente (y se administra) un Archivo de Definición de Arnés para cada hoja esquemática que tiene Conectores de Arnés; puede encontrarlos en la carpeta \Settings del árbol del proyecto, como se muestra en la imagen siguiente. Si su diseño ha tenido cambios que afectan a los arneses de señal, los archivos de Definición de Arnés se actualizan automáticamente. Si no hay un Archivo de Definición de Arnés presente en la carpeta del proyecto, se vuelve a crear automáticamente cuando se abre la hoja esquemática (pueden eliminarse y se volverán a crear automáticamente si es necesario).
  • Port + Sheet Entry - Al igual que una Red o un Bus, un Arnés de Señal puede salir de una hoja a través de un Puerto y luego conectarse a la hoja de nivel superior mediante una Entrada de Hoja coincidente. Tenga en cuenta que el software cambia automáticamente el color de los Puertos y las Entradas de Hoja para mostrar que están transportando un Arnés de Señal si la opción Sheet Entries and Ports use Harness Color está habilitada en la Schematic - Graphical Editingpágina Preferences del cuadro de diálogo. Tenga en cuenta también que los objetos Puerto y Entrada de Hoja incluyen una propiedad Tipo de Arnés; este valor se establece automáticamente al tocar el Puerto con la línea del Arnés de Señal mientras coloca el Puerto. Para el Puerto en la hoja esquemática donde se define el Arnés (donde está presente el Conector de Arnés), el Tipo de Arnés se define automáticamente y no es editable. Para un Puerto o una Entrada de Hoja colocados en una hoja esquemática de nivel superior, estará en blanco y será editable; normalmente no es necesario configurarlo manualmente. El Tipo de Arnés asignado puede comprobarse en cualquier momento al pasar el cursor sobre el Puerto/Entrada de Hoja.

Las definiciones de arnés se almacenan en archivos de Definición de Arnés; en la imagen de arriba hay dos arneses de señal definidos: 1WB_Write_Read y JTAG.
Las definiciones de arnés se almacenan en archivos de Definición de Arnés; en la imagen de arriba hay dos arneses de señal definidos: 1WB_Write_Read y JTAG.

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