Creación de conectividad de circuitos en sus esquemáticos

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Altium Essentials: Creating Hierarchy

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De un vistazo

Este artículo explica cómo se establece la conectividad de los circuitos en los esquemas de Altium Designer, tanto la conectividad física mediante cables como la conectividad lógica mediante etiquetas de red y otros identificadores de red. También presenta cómo puede extenderse la conectividad entre hojas de esquema según la estructura del diseño y destaca herramientas integradas como Connectivity Insight, que permiten visualizar, rastrear y explorar las relaciones entre redes en todo el proyecto. Además, ofrece una visión práctica de los objetos de esquema utilizados para definir la conectividad, junto con observaciones clave sobre cómo los nombres y el ámbito influyen en que los elementos se conecten según lo previsto. Si quieres comprender mejor cómo establecer e inspeccionar la conectividad en tus esquemas, este es un excelente punto de partida. Sigue leyendo y gana confianza en tu flujo de trabajo de diseño.

- Aprende la diferencia entre la conectividad física y la lógica, y cuándo resulta útil cada enfoque en un esquema.
- Descubre qué objetos de esquema establecen la conectividad, incluidos los cables, las etiquetas de red, los puertos, los puertos de alimentación, los buses y las entradas de hoja.
- Comprende cómo Altium Designer te ayuda a inspeccionar y explorar las conexiones con Connectivity Insight y las herramientas de selección y resaltado relacionadas.
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Son los componentes y la forma en que se conectan entre sí los que crean tu circuito electrónico único. En el esquema, creas la representación lógica de tu diseño conectando entre sí los pines de los componentes; para diseñar la placa de circuito impreso, colocas los componentes físicos y creas la misma conectividad mediante el enrutamiento.

Si estás aprendiendo a estructurar tu diseño y a crear conectividad, las siguientes páginas pueden resultarte útiles.

► Más información sobre Validación de tu proyecto de diseño

► Más información sobre Diseños jerárquicos y de varias hojas

► Más información sobre Creación de un diseño multicanal

► Más información sobre Agrupación de varias redes en buses y arneses de señales

► Más información sobre Sincronización del diseño

Conectividad física y lógica

En el esquema, puedes crear esa conectividad dibujando un cable de un componente a otro; esto se denomina conectividad física.

También puedes conectar un pin a otro colocando un cable corto y una etiqueta de red en cada pin del componente. El software identifica estas dos secciones de red y las conecta para formar una sola red. Este tipo de conectividad se denomina conectividad lógica.

La conectividad física permite al usuario seguir cada cable mientras estudia el circuito, pero una gran cantidad de cables puede dar lugar a un esquema denso y sobrecargado. Por otro lado, las etiquetas de red reducen la cantidad de cableado, pero el usuario debe revisar la hoja para encontrar todas las posibles conexiones. Como diseñador, puedes decidir libremente qué modelo de conectividad se adapta mejor a tu diseño, incluida una combinación de ambas técnicas.

Animated image showing the difference between physical connectivity and logical connectivity

Coloca cables para crear conectividad física o utiliza etiquetas de red para crear conectividad lógica.

Además de crear conectividad lógica within una hoja de esquema, también existen objetos para crear conectividad lógica between hojas de esquema. La forma de crear esta conectividad dependerá de cómo estructures tu esquema: como un diseño plano o como un diseño jerárquico. Más información al respecto a continuación.

Existen varios identificadores de red que pueden utilizarse para establecer conexiones entre hojas.
Existen varios identificadores de red que pueden utilizarse para establecer conexiones entre hojas.

Información de conectividad

La funcionalidad Información de conectividad de Altium Designer (parte de la función Información del diseño) muestra una vista instantánea de las relaciones de conexión dentro de un proyecto. Se presenta como un árbol de documentos con vistas previas opcionales de los esquemas; los elementos seleccionables ofrecen una forma rápida y visual de navegar por la estructura de conectividad de un proyecto.

En su configuración predeterminada, la función Información de conectividad muestra:

  • La información de conexión de red correspondiente cuando el cursor se sitúa sobre un objeto de conectividad del esquema (cable, puerto, etc.).
  • Un mapa de vista previa de la conectividad en forma de árbol cuando se utiliza Alt+Double-click sobre el objeto.

Esta capacidad se complementa con una función a la que se accede situando el cursor sobre un objeto que pertenece a una red de señales y pulsando Ctrl+Alt. Esto abre una vista de árbol seleccionable. Haz clic en la hoja deseada del árbol para ir rápidamente a ese documento. 

Esta función se puede activar o desactivar en la página Sistema - Información del diseño del cuadro de diálogo Preferences marcando o desmarcando la opción Mouse Hover correspondiente a la entrada Document Tree .

La conectividad de una red en todo el diseño también puede resaltarse en todos los esquemas manteniendo pulsada la tecla Alt al seleccionar una red haciendo clic en un cable (Alt+Click).
Para seleccionar todos los objetos conectados eléctricamente a un punto elegido del circuito, puedes utilizar el comando Edit » Select » Connection de los menús principales o el comando Select Connection del Active Bar. Tras hacer clic en un objeto cuyos objetos conectados eléctricamente deseas seleccionar, se seleccionarán todos los objetos conectados eléctricamente a él y se aplicará un filtro para atenuar todos los demás objetos de la hoja.

Objetos utilizados para crear conectividad

El editor de esquemas incluye los siguientes objetos, que se utilizan para crear conectividad. En conjunto, estos objetos se denominan net identifiers.

Identificador de red Función
Bus Se utiliza para agrupar un conjunto de redes, por ejemplo, Data[0..7]. Las redes deben nombrarse secuencialmente siguiendo un esquema de nomenclatura específico (p. ej., Data0, Data1,... Data7). Esta nomenclatura determina a su vez el nombre del bus, por ejemplo, Data[0..7].
Entrada de bus Elemento gráfico que permite derivar dos redes diferentes desde lados opuestos de una línea de bus sin crear un cortocircuito entre ellas. No es necesario en otras situaciones.
Conector entre hojas Se utiliza para conectar una red de una hoja de esquema a otra hoja (no dentro de la misma hoja). Solo admite conectividad horizontal (diseños planos). Los conectores entre hojas tienen una funcionalidad limitada en comparación con los puertos.
Etiqueta de red Identificador de red utilizado para crear conectividad con otras etiquetas de red del mismo nombre en la misma hoja de esquema. La etiqueta de red asigna automáticamente el nombre a la red. Las etiquetas de red pueden colocarse en pines de componentes, cables y buses. Ten en cuenta que las etiquetas de red no establecen conexiones entre hojas, a menos que las opciones del proyecto estén configuradas para utilizar un Net Identifier Scope de Global.
Pin Los pines se colocan en el editor de símbolos de esquema para representar los pines físicos del componente. Solo un extremo del pin está eléctricamente activo; en ocasiones, este se denomina extremo activo del pin.
Puerto Se utiliza para conectar una red de una hoja de esquema a otra. La conectividad puede ser vertical en un diseño jerárquico u horizontal en un diseño plano (los diseños verticales y horizontales se explican más adelante). Los nombres de los puertos se utilizan para nombrar las redes si la opción Allow Ports to Name Nets está activada en la pestaña Opciones del cuadro de diálogo Project Options . En esta situación, los puertos también establecerán conexiones dentro de una hoja de esquema, pero no se conectarán a etiquetas de red del mismo nombre (más información).
Puerto de alimentación Crea conectividad con todos los demás puertos de alimentación del mismo nombre en todo el proyecto de esquemas, independientemente de la estructura del diseño. El puerto de alimentación asigna automáticamente el nombre a la red. Si es necesario, esta red puede limitarse a una hoja de esquema específica (más información).
Entrada de hoja Se coloca dentro de un símbolo de hoja para crear conectividad con un puerto del mismo nombre en la hoja secundaria de ese símbolo de hoja. Las entradas de hoja se utilizan como nombres de red si la opción Allow Sheet Entries to Name Nets está activada en la pestaña Options del cuadro de diálogo Project Options .
Arnés de señales Se utiliza para agrupar cualquier combinación de redes, buses y arneses de señales de nivel inferior.
Cable Primitiva de diseño eléctrico en forma de polilínea que se utiliza para establecer conexiones eléctricas entre puntos de un esquema. Un cable es análogo a un cable físico.
  • Los distintos tipos de identificadores de red que tienen el mismo nombre no se conectan automáticamente entre sí. Esto depende de cómo estén configuradas las opciones de nomenclatura de redes. Estas opciones se explican a continuación.

  • Tenga en cuenta que los nombres de red definidos por los identificadores de red no distinguen entre mayúsculas y minúsculas. Por ejemplo, si se añaden las etiquetas de red abc y ABC a dos cables, ambos se asignarán a la misma red abc (si la opción Net Identifier Scope del proyecto lo permite).

  • Evite utilizar el apóstrofo (') al final de un nombre de red, ya que este carácter es un operador funcional en el lenguaje de consultas, por lo que podría producirse un error al esperarse otro parámetro después de este carácter.

Cómo afecta la estructura del diseño a la conectividad

Related page: Diseños de varias hojas y jerárquicos

Si el diseño no cabe en una sola hoja de esquema, puede distribuirse entre varias hojas. Existen dos modelos distintos para organizar y crear la conectividad en un esquema de varias hojas: un diseño plano, que puede entenderse como una gran hoja de esquema dividida en varias hojas más pequeñas; o un diseño jerárquico, en el que las hojas se vinculan mediante una estructura de tipo abuelo-padre-hijo.

Los diseños de varias hojas se implementan colocando un símbolo de hoja en la hoja principal, que representa la hoja secundaria y establece un vínculo con ella, como se muestra en la siguiente imagen.

Los símbolos de hoja representan las hojas de nivel inferior y establecen vínculos con ellas. En un diseño plano, esta estructura solo puede tener un nivel de profundidad; en un diseño jerárquico, la profundidad no tiene límite.
Los símbolos de hoja representan las hojas de nivel inferior y establecen vínculos con ellas. En un diseño plano, esta estructura solo puede tener un nivel de profundidad; en un diseño jerárquico, la profundidad no tiene límite.

Entonces, ¿qué determina si un diseño es plano o jerárquico? Esto se establece al configurar el ámbito de los identificadores de red para definir cómo desea crear la conectividad entre hojas. Realice este ajuste en la pestaña Opciones del cuadro de diálogo Project Options .

Es importante recordar que, en los diseños jerárquicos, un proyecto solo puede contener una hoja de nivel superior. Todos los demás documentos fuente deben estar referenciados mediante símbolos de hoja. Al realizar una validación del diseño, puede utilizarse la comprobación de infracciones de múltiples documentos de nivel superior para señalar si no se cumple esta condición. Además, ningún símbolo de hoja puede hacer referencia a la hoja en la que se encuentra ni a ninguna hoja de nivel superior, ya que esto crearía un bucle irresoluble en la estructura.

Diseño plano

Related page: Diseños de varias hojas y jerárquicos

Un diseño se considera plano cuando la conectividad se crea directamente de una hoja a otra. No pasa por los símbolos de hoja de la hoja principal. En un diseño plano, los símbolos de hoja simplemente representan las hojas secundarias y hacen referencia a ellas. Todas las hojas del diseño aparecen en el mismo nivel en el panel Projects porque no hay jerarquía. Las dos imágenes siguientes muestran un diseño plano.

Los diseños planos son más sencillos de crear. Un diseño plano puede incluir una hoja de nivel superior con un símbolo de hoja para cada hoja secundaria, pero esto es opcional, ya que esta hoja de nivel superior no se utiliza para crear la conectividad entre hojas. En un diseño pequeño que solo tenga dos o tres hojas de esquema, puede considerar que una hoja de nivel superior no aporta ningún valor. A medida que aumenta el número de hojas, una hoja de nivel superior puede ayudar al lector a comprender la funcionalidad del circuito a partir de la disposición de los bloques lógicos (símbolos de hoja).

El mismo diseño, mostrado sin una hoja de nivel superior (izquierda) y con una hoja de nivel superior (derecha): ambos son ejemplos de un diseño plano.  Projects panel showing a simple project that is a flat design, with a top sheet
El mismo diseño, mostrado sin una hoja de nivel superior (izquierda) y con una hoja de nivel superior (derecha): ambos son ejemplos de un diseño plano.

En un diseño plano, las conexiones entre las hojas pueden crearse mediante puertos, conectores entre hojas, puertos de alimentación y etiquetas de red, como se muestra en la imagen anterior con la lupa. Se recomienda utilizar etiquetas de red within cada hoja y puertos para conectar between hojas. Los puertos ofrecen más funciones que los conectores entre hojas, incluida la posibilidad de añadir referencias cruzadas de puertos, lo que añade un SheetName[GridReference] a cada puerto que hace referencia a un puerto coincidente en otra hoja, como se muestra en la siguiente imagen.

No hay límite para el número de hojas de un diseño plano.

Se han añadido referencias cruzadas junto a cada puerto que indican la hoja de destino y la referencia de cuadrícula del puerto coincidente.
Se han añadido referencias cruzadas junto a cada puerto que indican la hoja de destino y la referencia de cuadrícula del puerto coincidente.

Un diseño es plano cuando la conectividad se establece directamente de una hoja a otra. Este comportamiento de conexión se define al configurar el ámbito de los identificadores de red como Automatic, Flat o Global. Tenga en cuenta que, si decide utilizar una combinación de puertos y etiquetas de red para crear la conectividad entre hojas, no podrá utilizar la opción Automatic. En este caso, deberá establecer manualmente Net Identifier Scope en Global.

Diseño jerárquico

Main page: Diseños de varias hojas y jerárquicos

Un diseño se considera jerárquico cuando la conectividad entre hojas se establece desde un símbolo de hoja hacia la hoja secundaria a la que hace referencia dicho símbolo. A nivel de red, la conectividad se crea entre una entrada de hoja de ese símbolo y un puerto de la hoja secundaria que tenga el mismo nombre que la entrada de hoja. Este tipo de conectividad también se denomina conectividad vertical, ya que la conectividad entre hojas solo se establece en sentido ascendente y descendente entre una hoja principal y su hoja secundaria.

En un diseño jerárquico, la conectividad a nivel de red se establece desde una entrada de hoja de la hoja principal hacia un puerto coincidente de la hoja secundaria.
En un diseño jerárquico, la conectividad a nivel de red se establece desde una entrada de hoja de la hoja principal hacia un puerto coincidente de la hoja secundaria.

Los diseños jerárquicos tienen dos ventajas principales.

  1. La primera es la capacidad de mostrar al lector la funcionalidad del diseño mediante la forma en que las hojas de esquema se han estructurado y presentado como bloques lógicos (símbolos de hoja). El esquema de nivel superior presenta el diseño como un conjunto de bloques funcionales de alto nivel, cuya disposición refleja su posición en el flujo tradicional del circuito completo: de izquierda a derecha y de la entrada a la salida. Estos bloques pueden subdividirse en bloques más pequeños si es necesario, lo que permite que los esquemas del nivel más bajo, que contienen los componentes, tengan una estructura relativamente sencilla y un número reducido de componentes. Dado que cada hoja es relativamente sencilla, su tamaño físico puede mantenerse reducido, lo que supone una gran ventaja a la hora de imprimir el esquema.
  2. La otra gran ventaja es que, por lo general, resulta mucho más fácil seguir una señal a través de un diseño jerárquico, ya que el lector solo necesita relacionar una entrada de hoja en la hoja superior con el puerto correspondiente en la hoja secundaria, y puede seguir la señal a lo largo del cableado dentro de cada hoja.

Crear un diseño jerárquico requiere trabajo adicional. Los símbolos de hoja necesitan entradas de hoja y la hoja superior debe estar cableada para llevar las señales de un símbolo de hoja a otro. El software incluye una herramienta para ayudar a mantener las entradas de hoja sincronizadas con los puertos de las hojas secundarias (Design » Synchronize Sheet Entries and Ports para todos los símbolos de hoja, o haga clic con el botón derecho en un símbolo de hoja y seleccione Sheet Symbol Actions » Synchronize Sheet Entries and Ports para un único símbolo de hoja). También incluye herramientas para ayudar a dividir un diseño grande en partes más pequeñas (Edit » Refactor » Move Selected Subcircuit to Different Sheet). Para obtener más información sobre estas herramientas de reestructuración y refactorización, consulte la página  Refactorización del diseño.

Un diseño jerárquico puede tener cualquier profundidad e incluir cualquier número de hojas de esquemático.

Un diseño es jerárquico cuando la conectividad entre hojas se establece únicamente entre las entradas de hoja de la hoja superior y los puertos correspondientes de la hoja secundaria. Este comportamiento de conectividad se define estableciendo el ámbito de los identificadores de red en Automatic, Hierarchical o Strict Hierarchical.

Diseño multicanal

Main article: Creación de un diseño multicanal

Es habitual que un diseño electrónico incluya secciones de circuitos repetidas. Podría tratarse de un amplificador estéreo o de una mesa de mezclas de 64 canales. Este tipo de diseño es totalmente compatible con un conjunto de funciones conocido como multi-channel design. En un diseño multicanal, se captura el circuito repetido una sola vez y después se indica al software que lo repita, ya sea colocando varios símbolos de hoja que hagan referencia al mismo esquemático secundario, o configurando un único símbolo de hoja para que repita el esquemático secundario al que hace referencia el número de veces necesario. El diseño compilado se expande en la memoria del ordenador con todos los componentes y la conectividad repetidos el número de veces necesario, de acuerdo con el esquema de nomenclatura definido por el usuario.

A la izquierda, hay cuatro símbolos de hoja que hacen referencia a la misma hoja secundaria (PortIO.SchDoc). A la derecha, InputChannel.SchDoc se repite ocho veces mediante la palabra clave Repeat .  An example of a multi-channel design where the child schematic is repeated by including the Repeat keword in its Sheet Symbol
A la izquierda, hay cuatro símbolos de hoja que hacen referencia a la misma hoja secundaria (PortIO.SchDoc). A la derecha, InputChannel.SchDoc se repite ocho veces mediante la palabra clave Repeat .

El diseño lógico que se captura nunca se aplana realmente; siempre se mantiene como un esquemático multicanal. Cuando se transfiere al diseño de la PCB, los componentes físicos y las redes se replican el número de veces necesario, y se dispone de acceso completo a las herramientas de sondeo cruzado y selección cruzada disponibles para Trabajar entre el esquemático y la placa. El editor de PCB también incluye una herramienta para replicar la colocación y el enrutamiento de un canal en todos los demás canales, con la posibilidad de mover y reorientar fácilmente un canal completo. Consulte el documento sobre diseño multicanal para obtener más información sobre el diseño multicanal. 

Un diseño multicanal debe ser jerárquico porque el software utiliza este modelo estructural para crear las instancias de los canales en la memoria.

Para un diseño multicanal, establezca Net Identifier Scope en Automatic, Hierarchical o Strict Hierarchical.

El software resuelve la duplicación de componentes y redes mediante el esquema de nomenclatura seleccionado en la pestaña Multi-Channel del cuadro de diálogo Project Options .

Configuración del ámbito de los identificadores de red

Dialog page: Opciones del proyecto

El software utiliza la configuración actual de Net Identifier Scope para determinar cómo se establece la conectividad entre las hojas del esquemático. Net Identifier Scope se configura en la pestaña Opciones del cuadro de diálogo Project Options (Project » Project Options).

Seleccione el modo de Net Identifier Scope que se ajuste a la estructura de su diseño.
Seleccione el modo de Net Identifier Scope que se ajuste a la estructura de su diseño.

El comportamiento de las opciones Global, Flat y Hierarchical se muestra en las imágenes siguientes.

Ejemplos sencillos de cómo se establece la conectividad en cada uno de los tres modos principales: Global, Plano y Jerárquico. Configuring the Net Identifier Scope, example of what connects with the Flat option Configuring the Net Identifier Scope, example of what connects with the Hierarchical option
Ejemplos sencillos de cómo se establece la conectividad en cada uno de los tres modos principales: Global, Plano y Jerárquico.

Además de las tres opciones mencionadas anteriormente, también existe una opción Automatic. Por lo general, es preferible dejar Net Identifier Scope configurado en Automatic. El software seleccionará la más adecuada de las tres opciones según la estructura de las hojas y la presencia o ausencia de puertos y entradas de hoja.

Cuando se establece en Automatic, el software selecciona automáticamente cuál de los tres modos principales de identificadores de red utilizar según los siguientes criterios:

  • Si hay entradas de hoja en la hoja superior, se utiliza Hierarchical.
  • Si no hay entradas de hoja, pero sí hay puertos, se utiliza Flat.
  • Si no hay entradas de hoja ni puertos, se utiliza Global.

El modo Strict Hierarchical hace que todos los puertos de alimentación sean locales a cada hoja. En este modo, debe conectar mediante cableado todas las redes de alimentación y tierra a cada hoja secundaria mediante puertos y entradas de hoja. También puede hacerlo en determinadas hojas sin utilizar el modo Strict Hierarchical, colocando entradas de hoja y puertos para las redes de alimentación que desee hacer locales. Obtenga más información sobre las redes de alimentación.

Cómo se nombran las redes

Cada vez que coloca un cable entre pines de componentes, está creando conectividad. Todas las redes del diseño reciben un nombre. Si no ha colocado un identificador de red que pueda utilizarse para nombrar la red, el software le asigna un nombre basado en uno de sus pines; por ejemplo, NetR7_1 como se muestra en la imagen siguiente. Si el designador del componente cambia en algún momento, el nombre de red generado por el sistema también cambia, y estos cambios deben transferirse entre el esquemático y la PCB para mantener todo sincronizado.

Las redes sin identificador reciben un nombre generado por el sistema basado en uno de los pines de la red.
Las redes sin identificador reciben un nombre generado por el sistema basado en uno de los pines de la red.

Las etiquetas de red siempre dan nombre a la red a la que están conectadas. El punto de conexión predeterminado es la esquina inferior izquierda de la etiqueta de red, indicada por una pequeña cruz durante el movimiento.

Los demás identificadores de red dan nombre a la red si la opción correspondiente está habilitada en la sección Netlist Options de la pestaña Opciones del cuadro de diálogo Project Options .

Los distintos tipos de identificadores de red no se conectan automáticamente entre sí. Por ejemplo, un puerto llamado Inta no se conectará a una etiqueta de red llamada Inta aunque la opción Allow Ports to Name Nets del cuadro de diálogo Project Options esté habilitada. Deben conectarse mediante un cable. En las imágenes siguientes se muestra un ejemplo.

  

Varios identificadores de red en una misma red

No puede haber varias etiquetas de red con nombres diferentes en la misma red dentro de una hoja de esquemático. Esta situación se detectará y se marcará como un error durante la validación. Sin embargo, sí se permite tener varios identificadores de red en una misma red en las distintas hojas en las que aparece.

Esta capacidad le permite:

  • Cambiar el nombre de una red en distintos niveles de la jerarquía para reflejar mejor su función en esa hoja.
  • Reutilizar una hoja de esquemático secundaria sin tener que cambiar los nombres de sus redes.

La configuración predeterminada supone que no se permiten varios identificadores de red. Si se detectan durante la validación, se generará una advertencia. Si los necesita para su diseño, deberá realizar una de las siguientes acciones:

  • Cambiar la configuración de la comprobación de errores Nets with multiple names en la pestaña Error Reporting del cuadro de diálogo Project Options  o bien,
  • Suprimir advertencias específicas colocando un marcador No ERC sobre cada advertencia y seleccionando después Specific Violations en el modo No ERC del panel Properties para definir los errores que se suprimirán. Tenga en cuenta que los marcadores No ERC se pueden colocar haciendo clic con el botón derecho en una advertencia de la lista del panel Messages o haciendo clic con el botón derecho en la línea ondulada de color que marca una infracción en la hoja de esquemático. Su forma y color se pueden cambiar en el panel Properties cuando el marcador No ERC está seleccionado.

Opciones para controlar los nombres de las redes

Dialog page: Opciones del proyecto

En última instancia, cada red solo puede tener un nombre en la PCB (una red de PCB no puede tener dos nombres a menos que esté conectando intencionadamente dos redes mediante un Net Tie). El software resuelve automáticamente las redes con varios nombres para que tengan un único nombre en el proyecto, pero puede que no sea el nombre esperado. Hay varias opciones disponibles para controlar cómo se elige el nombre en la sección Netlist Options de la pestaña Options del cuadro de diálogo Project Options. Consulte la página del cuadro de diálogo Opciones del proyecto para obtener más información sobre cada una de las opciones.

Una buena forma de configurar estas opciones es habilitar las opciones Allow Ports to Name Nets y Higher Level Names Take Priority. Combínelas con un uso adecuado de las etiquetas de red en las redes relevantes de cada hoja para garantizar que todas las redes importantes, incluidas las que atraviesan varias hojas, tengan nombre y que los nombres asignados en los esquemáticos de nivel superior se utilicen en los de nivel inferior.

Cuando hay varias opciones de nomenclatura de redes habilitadas, el orden de prioridad para asignar nombres a las redes es el siguiente:

  • Si la opción Power Port Names Take Priority está desactivada, el orden es: etiquetas de red, puertos de alimentación, puertos y pines.
  • Si la opción Power Port Names Take Priority está activada, el orden es: puertos de alimentación, etiquetas de red, puertos y pines.

Dos redes independientes con el mismo nombre

Otro problema de nomenclatura de redes que puede surgir es que se haya utilizado el mismo nombre de red en distintas hojas de esquemático para etiquetar redes diferentes. Esto se detectará durante la validación mediante la comprobación de errores Duplicate Nets. No puede transferir un diseño a la PCB mientras exista esta situación. Esas dos redes independientes se fusionarán en una única red de PCB durante la transferencia del diseño.

Esta situación se puede resolver habilitando la opción Append Sheet Numbers to Local Nets en la pestaña Opciones del cuadro de diálogo Project Options . Con esta opción habilitada, se añade al nombre de todas las redes locales el valor del parámetro SheetNumber, como se muestra en las imágenes siguientes.

Example of how a duplicated net name, Input, appears on the schematic Editor tab  Example of how a duplicated net name, Input, appears on the schematic compiled tab
Como la etiqueta de red Input se ha utilizado en varias hojas, se ha habilitado la opción Append Sheet Numbers to Local Net para evitar un error de redes duplicadas.
El efecto se puede ver haciendo clic en la pestaña de la hoja compilada (imagen de la derecha); observe que se ha añadido _2 al nombre de la red.

La opción Append Sheet Numbers to Local Nets solo funcionará si se ha asignado un valor único de SheetNumber a cada hoja de esquemático. El parámetro SheetNumber se asigna en la pestaña Parameters del modo Opciones del documento del panel Propiedades para cada hoja de esquemático. Como alternativa a asignar manualmente un número único a cada hoja de esquemático, ejecute el comando Tools » Annotation » Number Schematic Sheets, que abre el cuadro de diálogo Numeración de hojas del proyecto. Este cuadro de diálogo permite asignar valores únicos de SheetNumber (un valor numérico sencillo para cada hoja) y DocumentNumber (normalmente utilizado para la numeración de documentos asignada por la empresa) a todas las hojas.

Conexión intencionada de dos redes

Hay situaciones en las que es necesario conectar intencionadamente dos redes diferentes. No se trata de un simple problema de nomenclatura, sino de casos en los que dos redes deben cortocircuitarse como requisito de diseño. Un ejemplo sería la necesidad de conectar una masa analógica y una masa digital de forma controlada.

Esto se consigue conectando las dos redes mediante un componente Net Tie. Un componente Net Tie no es más que un cortocircuito controlado que permite decidir en qué punto de la placa se conectan las redes. En el esquemático, el componente Net Tie tiene dos o más pines, cada uno conectado a una de las redes que se van a cortocircuitar. La propiedad Component Type del componente se establece en Net Tie, como se muestra a continuación.

Un componente Net Tie utilizado para llevar una única señal de reloj a dos pines de reloj de una FPGA en el esquemático.
Un componente Net Tie utilizado para llevar una única señal de reloj a dos pines de reloj de una FPGA en el esquemático.

Tenga en cuenta que los pines not están cableados entre sí en el esquemático (no están cortocircuitados en el esquemático), pero are están conectados entre sí dentro de la huella de PCB.

En la PCB, la huella tiene el mismo número de pads que pines tiene el símbolo del esquemático, con cobre entre ellos. En la imagen de ejemplo siguiente, esto se consigue conectando dos pads cuadrados con un tramo de pista. Esto se realiza dentro de la huella, en el editor de bibliotecas de PCB. La propiedad Component Type de la PCB también se establece en Net Tie.

El software ignora automáticamente los cortocircuitos creados dentro de un componente Net Tie de PCB, por lo que no se genera ningún error de DRC.

El mismo componente Net Tie en la PCB; los pads (seleccionados) de la huella Net Tie están cortocircuitados mediante una pista.
El mismo componente Net Tie en la PCB; los pads (seleccionados) de la huella Net Tie están cortocircuitados mediante una pista.

Cuando se utiliza un componente Net Tie para conectar dos redes diferentes, cada red conserva su propio nombre en todo el esquemático y en la PCB.

  • Al crear el símbolo y la huella del Net Tie, hay dos modos de Tipo de componente para Net Tie: uno para incluir el Net Tie en la BOM (por ejemplo, si el Net Tie es un puente de cortocircuito) y otro para excluirlo de la BOM (si el Net Tie es simplemente un tramo de cobre). Seleccione el tipo de componente necesario.
  • Al enrutar el Net Tie en la placa, se puede utilizar cualquiera de los modos de enrutamiento para enrutar away desde un pad del Net Tie. Para enrutar into un pad del Net Tie, debe cambiar al modo Ignore Obstacle.

► Demostración del enrutamiento de un componente Net Tie

Redes de alimentación

El comportamiento predeterminado de la configuración consiste en asumir que las redes de alimentación son globales, es decir, que desea que estén disponibles en todas las hojas de esquema. Para acceder a una red de alimentación, coloque un puerto de alimentación con el nombre de red requerido y, a continuación, conecte los componentes a ese puerto de alimentación. Cuando se compile el diseño, todos los pines conectados a cada red de alimentación quedarán conectados entre sí, en todas las hojas del proyecto.

Es el nombre de la red lo que determina a qué red se conecta un puerto de alimentación, no el estilo del símbolo: los tres puertos de alimentación resaltados se conectan a la red de alimentación GND.
Es el nombre de la red lo que determina a qué red se conecta un puerto de alimentación, no el estilo del símbolo: los tres puertos de alimentación resaltados se conectan a la red de alimentación GND.

Localización de redes de alimentación: de forma global

Como se mencionó anteriormente, las redes de alimentación pueden hacerse locales a cada hoja de esquema de un diseño jerárquico seleccionando la opción Strict Hierarchical para el alcance de los identificadores de red. Este enfoque hace que todas las redes de alimentación sean locales en cada hoja, por lo que deben conectarse manualmente entre sí utilizando el mismo método que para las redes de señales. Si no se conectan entre sí, se producirá un error Duplicate Net Name por cada red de alimentación presente en cada hoja de esquema. También deberá ajustar la configuración de la matriz de conexiones para permitir que los puertos se conecten a los puertos de alimentación.

Si el Net Identifier Scope se establece en Strict Hierarchical, 
Si el Net Identifier Scope se establece en Strict Hierarchical, cada red de alimentación debe conectarse mediante cables a todas las hojas en las que se utilice.

Conexión de una red de alimentación local entre hojas

Una red de alimentación que se ha hecho local en un diseño jerárquico se conecta del mismo modo que cualquier otra red: desde un puerto de la hoja secundaria hasta una entrada de hoja del símbolo de hoja situado en la hoja principal. Tenga en cuenta que, en el caso de las redes de alimentación, esta técnica solo admite redes de alimentación individuales, no redes de alimentación agrupadas en un bus ().

Si está creando un diseño multicanal y desea suministrar una red de alimentación única e individual a cada canal mediante la instrucción Repeat (como se muestra a continuación), puede hacerlo porque solo está pasando una red a cada canal a través de la combinación de entrada de hoja y puerto. Siempre que el diseño solo intente conectar una red de alimentación individual de la hoja principal a la secundaria a través de cada combinación de entrada de hoja y puerto, la lista de redes se generará correctamente.

Las redes de alimentación locales pueden distribuirse a cada canal de un diseño multicanal si recorren la jerarquía en ambos sentidos como redes individuales, no como un bus.Las redes de alimentación locales pueden distribuirse a cada canal de un diseño multicanal si recorren la jerarquía en ambos sentidos como redes individuales, no como un bus.

Si prefiere agrupar varias redes de alimentación en un bus y transferir ese bus a través de la jerarquía del diseño, esas redes deben ser redes estándar; no pueden conectarse mediante puertos de alimentación.

Localización de redes de alimentación: de forma individual

Una red de alimentación específica de un diseño jerárquico (es decir, un diseño con el Net Identifier Scope establecido en Hierarchical o un diseño que contiene entradas de hoja en la hoja superior y con el Net Identifier Scope establecido en Automatic – obtenga más información sobre cómo configurar el alcance de los identificadores de red) también puede hacerse local en una hoja específica conectando el puerto de alimentación a un puerto de esa hoja de esquema.

Aquí, la red de alimentación 3V3 se ha hecho local únicamente para esta hoja, por lo que también debe conectarse manualmente en la hoja principal. Las redes GND y 5V siguen siendo redes de alimentación globales.
Aquí, la red de alimentación 3V3 se ha hecho local únicamente para esta hoja, por lo que también debe conectarse manualmente en la hoja principal. Las redes GND y 5V siguen siendo redes de alimentación globales.

Redes de alimentación y pines de alimentación ocultos

Las versiones anteriores del software de diseño de Altium incluían funciones y opciones para permitir el uso de pines ocultos en los componentes del esquema. Esta función resultaba útil cuando un diseño tenía una única red de alimentación y una única red de tierra, ya que permitía conectar automáticamente todos los pines de alimentación de todos los dispositivos a sus respectivas redes al ocultar dichos pines. Su uso era especialmente habitual en componentes de varias partes, pues evitaba tener que mostrar los pines de alimentación de estos componentes en el esquema.  

Hoy en día, los diseños electrónicos suelen tener varias redes de alimentación y de tierra. Estas redes no se limitan a conectarse a los pines de alimentación correspondientes; la distribución de alimentación es ahora un aspecto fundamental para diseñar placas con éxito. 

A medida que ha cambiado la naturaleza del diseño de las redes de distribución de alimentación, la necesidad de poder ocultar los pines de los componentes y dejar que el software los conecte automáticamente ha disminuido hasta el punto de que la mayoría de los diseñadores se oponen a esta práctica. Por este motivo, el software ya no permite definir un pin como oculto y preasignarle un nombre de red. Los proyectos antiguos que utilizan este enfoque de diseño seguirán generando correctamente la lista de redes al abrirse en la versión más reciente del software de diseño de Altium.

Compilación dinámica

Related page: Validación del proyecto de diseño

Cuando conecta dos pines con un cable, está plasmando sus intenciones de diseño, no creando una red real. La red no se crea hasta que se compila el proyecto. Además de extraer detalles sobre los componentes y cómo están conectados, la compilación también extrae información paramétrica detallada de los componentes y del diseño. El modelo compilado del proyecto se denomina modelo de datos unificado.

El modelo de datos del diseño se actualiza de forma incremental después de cada operación del usuario mediante la compilación dinámica, lo que crea el denominado modelo de datos dinámico (DDM). No es necesario compilar manualmente el proyecto; todo se realiza de forma automática. El modelo de conectividad del diseño se actualiza de forma incremental después de cada operación del usuario gracias a la compilación dinámica. En un proyecto de diseño, el proceso de compilación automática realiza tres funciones:

  1. Crea las instancias de la jerarquía del diseño.
  2. Establece la conectividad de las redes entre todas las hojas del diseño.
  3. Construye un modelo de datos dinámico (DDM) interno del diseño.

Esto garantiza que cualquier cambio realizado en el diseño se refleje inmediatamente en el Navigator y en el panel Proyectos .

Para comprobar si hay errores lógicos, eléctricos y de dibujo entre el DDM y la configuración del compilador, debe validar el proyecto. Se accede a este comando seleccionando el comando Project » Validate Project  en los menús principales o haciendo clic con el botón derecho en la entrada de un proyecto en el panel Proyectos y seleccionando el comando Validate Project en el menú contextual.  

Cualquier infracción detectada por el compilador se mostrará como advertencia y/o error en el panel Messages. El compilador utiliza las opciones definidas en las pestañas Informe de errores y  Matriz de conexiones del cuadro de diálogo Project Options (según corresponda al tipo de proyecto) al comprobar si hay infracciones en los documentos de origen.

El modelo de datos dinámico

Un elemento fundamental del software es el modelo de datos unificado (UDM). Mediante la compilación dinámica automática, se crea un modelo único y cohesionado que constituye el núcleo del proceso de diseño. Los distintos editores y servicios del software, incluidos los de esquemas y PCB, pueden acceder a los datos del modelo y modificarlos. En lugar de utilizar un almacén de datos independiente para cada uno de los distintos dominios de diseño, el UDM está estructurado para albergar toda la información de todos los aspectos del diseño, incluidos los componentes y su conectividad. Este modelo único y cohesionado, que constituye el núcleo del proceso de diseño, se crea como resultado de la compilación dinámica del diseño. Esto significa que el modelo de datos unificado está disponible desde el momento en que se abre un proyecto y no debería requerir ninguna compilación manual adicional: un auténtico modelo de datos dinámico (DDM). Por lo tanto, el modelo se actualiza (compila) de forma incremental después de cada operación del usuario. Puede colocar, conectar, reorganizar, renombrar, añadir y eliminar libremente contenido de su diseño esquemático.

El proceso de compilación del diseño de PCB lo gestiona código externo a los editores de esquemas y PCB. Este enfoque ofrece varias ventajas; la principal es que el modelo de datos unificado del diseño reside fuera de los editores individuales de esquemas y PCB. El UDM incluye descripciones detalladas de cada componente del diseño y de cómo se conectan entre sí.

El software gestiona los datos de conectividad entre el esquema y la PCB.
El software gestiona los datos de conectividad entre el esquema y la PCB.

Las siguientes ubicaciones y operaciones no requieren ninguna acción manual adicional para compilar el diseño, ya que la compilación es dinámica:

  • Navigator y el panel Projects
  • ActiveBOM
  • Ejecución de ECO
  • Localización cruzada
  • Resaltado de redes por colores
  • Intercambio de pines
  • Referencia cruzada de componentes

Para actualizar la vista del proyecto y el panel Navigator después de la compilación dinámica, utilice el comando Refresh del menú contextual de los paneles Projects y Navigator. Para actualizar automáticamente la vista del proyecto y el panel Navigator después de la compilación dinámica, active la opción Schematic.DynamicCompiler.Navigator.Autorefresh en el cuadro de diálogo Configuración avanzada.

Coloque una máscara de compilación para hide las secciones del diseño que aún no estén listas para la comprobación de errores o la transferencia al editor de PCB. Cuando estén listas, haga clic en el control para contraer la máscara y dejar expuesto el circuito que se incluirá en el proceso de compilación y en la transferencia del diseño.

Las máscaras de compilación pertenecen a una clase de objetos denominada directivas de diseño. Utilícelas para añadir al esquema instrucciones a nivel de diseño, como la pertenencia a una clase de redes, la identificación de una ubicación en la que el compilador debe ignorar una infracción específica, la identificación de un grupo de redes que forman pares diferenciales, etc. Pase el cursor sobre la imagen para ver una demostración de una máscara de compilación.

Entonces, ¿cómo se interactúa con el modelo de datos unificado, por ejemplo, para seguir una red a través del diseño? Se hace mediante el panel Navigator.

Examen de la conectividad

Panel page: Panel Navegador

Si el diseño es grande y está distribuido en muchas hojas, puede resultar difícil seguir y verificar su conectividad. Para facilitar este proceso, puede utilizar el panel Navegador. Este panel ofrece una vista de todo el diseño compilado. 

Los pasos básicos para utilizar el panel son:

  • Configure el comportamiento de navegación haciendo clic en el botón  Ellipsis button on the Navigator panel, click to configure the navigation preferences situado en la parte superior del panel para abrir el cuadro de diálogo Preferences y activar las Highlight Methods que prefiera. También puede hacer clic con el botón derecho en el objeto de interés del panel y utilizar las opciones del menú para configurar el comportamiento de navegación, como se muestra en la imagen siguiente.
  • Defina el alcance de la navegación en la sección Documents for del panel; para explorar todo el diseño, seleccione Flattened Hierarchy.
  • Haga clic en un componente de la sección Instance de la lista para ir a ese componente; expanda el componente para localizar un pin o ir a él.
  • Haga clic en una red o un bus de la sección Net /Bus para ir a esa red o bus.
  • Mantenga pulsada la tecla Alt mientras hace clic para ir a ese objeto tanto en el esquema como en la PCB.

Haga clic en un componente o una red del panel Navigator para localizarlo y seguir la conectividad a través del diseño. Haga clic con el botón derecho para acceder a las opciones de visualización. Pase el cursor sobre la imagen para ver cómo desplazarse simultáneamente a un componente en el esquema y en la PCB (mantenga pulsada la tecla Alt mientras hace clic en el panel Navigator para incluir el objeto de la PCB).
Haga clic en un componente o una red del panel Navigator para localizarlo y seguir la conectividad a través del diseño. Haga clic con el botón derecho para acceder a las opciones de visualización. Pase el cursor sobre la imagen para ver cómo desplazarse simultáneamente a un componente en el esquema y en la PCB (mantenga pulsada la tecla Alt mientras hace clic en el panel Navigator para incluir el objeto de la PCB).

Navegación por los componentes de la placa

Además de localizar componentes en el esquema y en la PCB (si se mantiene pulsada la tecla Alt) desde el panel Navigator, también puede desplazarse a pines, componentes, redes, buses y arneses en la PCB directamente desde el esquema.

Por ejemplo, al hacer clic para localizar un componente en el esquema, también puede localizar ese mismo componente en la PCB.

Para ello:

  • Active la opción Selecting en Highlight Methods, así como las opciones que prefiera de la sección Cross Select Mode en la página System - Navigation del cuadro de diálogo Preferences.
  • Active la selección cruzada (Tools » Cross Select Mode) tanto en el editor de esquemas como en el de PCB.

Estas opciones configuran el comportamiento de navegación y selección cruzada.
Estas opciones configuran el comportamiento de navegación y selección cruzada.

Ahora, al seleccionar pines, componentes, redes, buses o arneses en el esquema, esos objetos también se seleccionarán en la PCB, como se muestra en la imagen siguiente.

Al seleccionar componentes y redes en el esquema, esos objetos también se seleccionan en la PCB. La selección cruzada también funciona desde la PCB hacia el esquema.
Al seleccionar componentes y redes en el esquema, esos objetos también se seleccionan en la PCB. La selección cruzada también funciona desde la PCB hacia el esquema.

Búsqueda de componentes y redes en la estructura del proyecto

Explore la estructura del panel para encontrar un componente o una red de interés y, a continuación, haga doble clic en el objeto para mostrar sus instancias en los documentos esquemáticos del proyecto. Utilice las opciones de la página Sistema - Navegación del cuadro de diálogo Preferences para especificar el comportamiento de resaltado de los objetos (zoom, atenuación, selección, etc.).

Haga clic con el botón derecho en el espacio de diseño y seleccione la opción Clear Filter para quitar el resaltado o la selección de objetos en el editor de esquemas o de PCB.

La navegación por los objetos del proyecto también está disponible en el panel Navegador, que proporciona una estructura jerárquica detallada de los objetos de diseño y sus datos asociados. Los ajustes de preferencias de Sistema - Navegación determinan el comportamiento de resaltado de los objetos en los paneles Project y Navigator.

Resaltado de conexiones

La opción de navegación por conectividad muestra las relaciones de conexión de un objeto seleccionado en el panel Projects. Haga doble clic en una entrada, como una red, de la lista jerárquica de objetos del panel para resaltar sus interconexiones en el esquema.

La función de vista previa se activa mediante la opción Connectivity Graph de la sección Highlight Methods de la página Sistema – Navegación del cuadro de diálogo Preferences. Seleccione también la opción Incluir Power Parts para ver la conectividad de los objetos de alimentación asociados al objeto seleccionado.

Resaltado global de redes

La conectividad de una red en todo un diseño se puede resaltar en todos los esquemas manteniendo pulsada la tecla Alt al seleccionar una red haciendo clic en un cable (Alt+Click). Se resaltan todas las instancias de la red en los esquemas, mientras que los demás objetos se atenúan, para indicar visualmente la propagación de la señal o la alimentación en el diseño con una sola acción.

El resaltado de redes se elimina al hacer clic en un espacio vacío, y su comportamiento está determinado por los ajustes de Highlight Methods en la página Sistema - Navegación del cuadro de diálogo Preferences. Tenga en cuenta que, al desmarcar la opción Dimming, se desactivará la función de resaltado de redes.

Sondeo cruzado y selección cruzada

Además de permitir seleccionar de un editor a otro (selección cruzada), Altium Designer también admite el sondeo cruzado. El sondeo cruzado tiene dos modos: continuo (permanecer en el editor de origen) y salto (saltar al editor de destino). También puede realizar sondeos cruzados desde distintos paneles y cuadros de diálogo, por ejemplo, el panel Messages y el cuadro de diálogo Engineering Change Order. Para obtener más información, consulte la página Sondeo y selección cruzados.

Configuración del color de las redes

Main page: Aplicación de color a las redes

Para mejorar la legibilidad del esquema y facilitar el trabajo con redes y trazados en el editor de PCB, se puede aplicar color al cableado del esquema y a las redes y los trazados de la PCB.

Se puede aplicar un color de resaltado a una red o a un bus en el editor de esquemas mediante los comandos del submenú View » Set Net Colors, como se muestra en la imagen siguiente. Estos colores se pueden transferir al editor de PCB en cualquier momento mediante el comando Update PCB.

En el editor de PCB, el color y la visibilidad predeterminados de Connection Lines se configuran en la sección System Colors del panel Configuración de vista de la PCB. Tenga en cuenta que este color predeterminado se aplica cuando se crean las redes (durante la transferencia inicial del diseño desde el esquema); el color de las líneas de conexión existentes no cambiará si se modifica esta opción.

En el editor de PCB, el color aplicado a cada red se muestra en el modo Redes del panel PCB. Busque el color detrás de la casilla de verificación situada junto al nombre de la red, como se muestra en la esquina inferior derecha de la imagen siguiente.

El color siempre se aplica a las redes sin enrutar (líneas de conexión). Para mostrar el color en las redes enrutadas, marque la casilla de verificación situada junto al nombre de la red en el panel PCB y configure las opciones de visualización en la página Anulaciones de color de Board Insight del cuadro de diálogo Preferences. En la imagen siguiente, el patrón base del color de anulación está configurado en Solid y el comportamiento al alejar el zoom está configurado en Override Color Dominates.

Los colores de red aplicados en el esquema se transfieren a la PCB mediante el comando Actualizar PCB. Configure las funciones de anulación de color de la PCB para controlar cómo se muestran en la placa.Los colores de red aplicados en el esquema se transfieren a la PCB mediante el comando Actualizar PCB. Configure las funciones de anulación de color de la PCB para controlar cómo se muestran en la placa.

Pulse F5 para activar o desactivar la función de anulación del color de red, tanto en el editor de esquemas como en el de PCB. Es posible que también deba actualizar la pantalla (End).

Cambio del color de las redes de la PCB

No siempre es posible aplicar color al cableado del esquema y transferirlo a la PCB. En este caso, se puede seguir aplicando color a las líneas de conexión y al enrutado en el editor de PCB. Para cambiar el color de una red una vez transferido el diseño, haga doble clic en el nombre de la red en el modo Nets del panel PCB. El color de una red individual se puede editar en el cuadro de diálogo Editar red.

Para cambiar el color de varias redes, utilice el modo Nets del panel PCB:

  • Utilice las técnicas habituales de selección múltiple de Windows (Shift+click o Ctrl+click) para seleccionar varias clases de redes o varias redes individuales.
  • Haga clic con el botón derecho en un objeto seleccionado y elija el comando Change Net Color del menú contextual para asignar un nuevo color a las redes seleccionadas.
  • Haga clic con el botón derecho una segunda vez y elija Display Override » Selected On para activar la función de anulación de color para las redes seleccionadas.

Mejore la visibilidad de las redes cambiando el color de sus líneas de conexión y activando la función de anulación de visualización.
Mejore la visibilidad de las redes cambiando el color de sus líneas de conexión y activando la función de anulación de visualización.

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