Trabajar con directivas en un esquemático

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Altium Essentials: Schematic Updating

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Las Directivas de diseño son objetos que se colocan en el esquema durante la captura del diseño y proporcionan una forma de especificar instrucciones que se transmitirán a otras partes del software. Hay disponible una variedad de Directivas de diseño para usarlas de las dos maneras siguientes:

  • Directivas asociadas con la compilación automática de los documentos esquemáticos de origen.
  • Directivas utilizadas para pasar a la PCB la información definida en una hoja esquemática.

Las siguientes secciones analizan más de cerca estas áreas y las directivas asociadas.

Directivas relacionadas con la compilación

Los diseños evolucionan con el tiempo y se capturan por etapas. A medida que cada etapa queda asentada, no es raro querer comprobarla de forma aislada del resto del diseño. La compilación de un documento esquemático individual (o de todo el proyecto) en etapas intermedias del proceso de captura suele generar varios mensajes de error causados por circuitos que aún no se han capturado o por el cableado de interfaz entre fragmentos de circuito que todavía están incompletos. Tales mensajes no tienen valor real, ya que solo generan ruido alrededor de la información importante. La forma más rápida y sencilla de suprimir estos errores de compilación es colocar directivas No ERC o Compile Mask.

Directiva No ERC

La directiva No ERC se coloca en un nodo del circuito para suprimir todas las advertencias informadas por la Comprobación de reglas eléctricas (ERC) y/o las condiciones de violación de error detectadas cuando se valida el proyecto esquemático. Consulte la página Validating Your Design Project para obtener más información.

Directiva Compile Mask

Las directivas No ERC son excelentes para suprimir una pequeña cantidad de pines, puertos, entradas de hoja o redes con violaciones dentro de un diseño. Pero en algunos casos, puede ser deseable eliminar una sección completa del diseño, incluidos los componentes. Use una directiva Compile Mask (Place » Directives » Compile Mask command) o haga clic en el botón Compile Mask () en el menú desplegable de directivas en Active Bar para ocultar eficazmente del Compilador el área del diseño que contiene, lo que le permite evitar manualmente la comprobación de errores en circuitos que quizá todavía no estén completos y que sabe que generarán errores de compilación. Esto puede resultar muy útil si necesita compilar el documento activo o el proyecto para comprobar la integridad del diseño en otras áreas específicas, pero no desea el “ruido” de los mensajes generados por el compilador asociados con las partes inacabadas del diseño.

Como su nombre sugiere, esta directiva indica al Compilador que ignore cualquier objeto que quede completely dentro de los límites de la máscara definida. Coloque la máscara exactamente igual que colocaría una nota o un objeto rectángulo.

Considere el circuito esquemático de ejemplo en la siguiente imagen, donde el cableado al dispositivo LCD1 todavía no está completo. Compilar solo este esquema (Project » Validate PCB Project) dará como resultado numerosos mensajes de violación (mostrados abajo), cada uno de los cuales está causado por el circuito incompleto. Pase el cursor sobre la imagen para ver el efecto de colocar una directiva Compile Mask alrededor del circuito incompleto. El Compilador ignorará estas violaciones, mientras que el resto del circuito del esquema —que está completamente cableado— sí se comprobará. Observe que los objetos que realmente están enmascarados —aquellos que caen por completo dentro del rectángulo delimitador de la máscara— aparecerán atenuados.

Pase el cursor sobre la imagen para mostrar el efecto de usar una directiva Compile Mask para ocultar las violaciones del compilador debidas a circuitos incompletos.
Pase el cursor sobre la imagen para mostrar el efecto de usar una directiva Compile Mask para ocultar las violaciones del compilador debidas a circuitos incompletos.

Una máscara de compilación puede mostrarse en modo expandido (marco completo) o contraído (triángulo pequeño). Estos modos corresponden a la máscara habilitada y deshabilitada, respectivamente. Cambie el modo de visualización haciendo clic en la esquina superior izquierda de una máscara de compilación colocada. Esta función puede ser útil cuando la simulación se incluye como parte del flujo de diseño: learn more.
Aunque las máscaras de compilación pueden rotarse o reflejarse a lo largo del eje X o Y, esto no afecta la orientación del circuito de diseño contenido en ellas.

Directivas relacionadas con PCB

Como entorno de diseño unificado, Altium Designer ofrece la capacidad de definir los requisitos de PCB antes de realizar el diseño físico de la placa. Esto se logra agregando y especificando parámetros a los objetos colocados en la(s) hoja(s) esquemática(s).

Para ciertos objetos de diseño esquemático —como componentes, símbolos de hoja, puertos, etc.— esto implica agregar el/los parámetro(s) relevante(s) como parte de las propiedades de ese objeto. Para objetos de red como wires y buses, los parámetros no pueden agregarse directamente como una propiedad del wire o del bus. En su lugar, los parámetros necesarios para contener la información se especifican mediante directivas de diseño dedicadas.

La siguiente información puede especificarse mediante directivas y se transferirá a las definiciones apropiadas basadas en PCB durante la sincronización del diseño:

  • Restricciones de layout de PCB
  • Pares diferenciales
  • Clases de red

Al incluir directivas de diseño dentro del Schematic, los ingenieros de diseño pueden especificar restricciones de diseño explícitas, y esto garantiza que el Schematic siga siendo el registro maestro del diseño. Cualquier modificación del diseño se realizaría solo del lado esquemático y se transferiría al PCB. Esto puede resultar particularmente importante cuando varias personas están trabajando en el diseño, especialmente si están separadas geográficamente.  En lugar de intentar comunicarse entre sí mediante cadenas de correos electrónicos o llamadas telefónicas, la persona que captura el diseño puede asegurarse de que se utilicen restricciones concretas durante la fase de layout.

En el núcleo de esta funcionalidad se encuentra la Parameter Set directive.

Se trata esencialmente de objetos Parameter Set definidos por el usuario, que pueden asociarse con un objeto de red dentro de un diseño esquemático. Coloque una directiva PCB Layout sobre un wire, bus o signal harness para definir una o más restricciones de diseño dirigidas a la(s) red(es) asociada(s). Cuando se crea un PCB a partir del schematic, la información de la directiva PCB Layout se utiliza para crear reglas de diseño de PCB relevantes. La información especificada por una directiva PCB Layout se aplica solo a la red (o conjunto de redes) a la que está conectada la directiva.

Una directiva Parameter Set.
Una directiva Parameter Set.

Esto actúa como un contenedor para cualquier cantidad de parámetros dirigidos a la red a la que está adjunta la directiva Parameter Set. Se puede colocar una directiva Parameter Set predeterminada que no tenga parámetros (Place » Directives » Parameter Set) y el/los parámetro(s) relevante(s) se pueden agregar más adelante. Las siguientes secciones analizan con más detalle el uso de estas directivas basadas en parámetros. Están disponibles tanto las directivas de conjunto de parámetros definidas por el usuario (Parameter Set) como las predefinidas (Differential Pair). La única diferencia entre un conjunto de parámetros vacío y uno predefinido es que los conjuntos de parámetros predefinidos incluyen un parámetro, como se describirá a continuación.

Consulte la página Defining Differential Pairs in Your Schematics para obtener más información sobre el uso de directivas Differential Pair.

Moving from Directives to the Constraint Manager

El enfoque original para definir los requisitos de diseño consistía en manejarlos por separado en los editores schematic y PCB; las Directives los definían en el editor schematic, y las Design Rules en el editor PCB. Esta separación se resolvió con la introducción de Constraint Manager, un editor independiente para definir los requisitos de diseño, que permite configurarlos y editarlos en cualquier etapa del proceso de diseño. Solo puede utilizarse un enfoque para un proyecto determinado; una forma sencilla de comprobarlo es buscar una entrada Constraint Manager en el menú Design. Si no está presente (y en su lugar hay una entrada Rules en el menú Design del editor PCB), entonces el proyecto está utilizando el enfoque más antiguo de Design Rules.

Si se está utilizando Constraint Manager, las clases de red, los pares diferenciales, las clases de pares diferenciales y las reglas definidas mediante las directivas parameter set y differential pair not se detectarán y transferirán al actualizar el PCB desde el schematic. Solo se transferirán las clases de red, los pares diferenciales, las clases de pares diferenciales y las reglas definidas en Constraint Manager.

Tenga en cuenta que puede importar reglas, clases de red, pares diferenciales y clases de pares diferenciales desde directivas colocadas en schematics, usando el comando Import from Directives desde el menú contextual de la vista Physical o Electrical del Constraint Manager cuando se accede desde schematics – más información. Tenga en cuenta que, después de importar datos desde directivas al Constraint Manager y guardar esos cambios, las directivas importadas se distinguirán en el espacio de diseño esquemático por su color azul (con un símbolo ligeramente diferente). Esto indica que se ha producido la transición unidireccional de las directivas al Constraint Manager, y que las directivas azules se convierten en objetos de solo lectura (no se permite ninguna edición adicional).

Colocación de directivas Parameter Set

Coloque una directiva de este tipo eligiendo el comando Place » Directives » Parameter Set del menú principal, o al hacer clic derecho dentro del espacio de diseño. Al colocar una directiva Parameter Set predeterminada, no habrá parámetros existentes. Un parameter set es una directiva de diseño que permite asociar especificaciones de diseño con un objeto de tipo red dentro de un diseño esquemático. Por ejemplo, use un parameter set para declarar que dos redes son miembros de un par diferencial. Es la presencia de parámetros con nombres específicos en el parameter set lo que el software utiliza para determinar qué directiva de diseño está colocando.

Además de las directivas de parámetros definidas por el usuario, una directiva de parámetros basada en reglas se define desde el cuadro de diálogo Choose Design Rule Type, accesible desde el modo de panel Properties asociado al parámetro. El acceso implica lo siguiente:

  1. Presione Tab antes de colocar el Parameter Set o haga doble clic en una directiva Parameter Set ya colocada para mostrar sus propiedades en el panel Properties.

  2. A continuación, haga clic en el botón  en la región Parameters del panel Properties y elija Rule en la lista desplegable para seleccionar una regla en el cuadro de diálogo Select Design Rule Type.

Edición del valor de una regla.
Edición del valor de una regla.

Use el cuadro de diálogo Select Design Rule Type para seleccionar el tipo de regla que desea añadir como parámetro de regla a la directiva. Al hacer doble clic en un tipo de regla, obtendrá acceso al cuadro de diálogo correspondiente Edit PCB Rule (From Schematic) en el que puede definir las restricciones de la regla.

Las propiedades específicas presentes en el cuadro de diálogo Edit PCB Rule (From Schematic) dependen de la regla de diseño seleccionada y serán las mismas que las propiedades definidas para esa regla en el editor PCB.

Por ejemplo, la imagen de abajo muestra el cuadro de diálogo Edit PCB Rule (From Schematic) para Max-Min Width Rule, donde puede: configurar los valores Mín./Preferido/Máx. para todas las capas, definir manualmente cada ajuste de ancho para cada capa, o elegir usar un Perfil de Impedancia. Si está seleccionando un perfil de impedancia y la estructura física real de la placa ya se ha definido en el editor PCB, también puede seleccionar el archivo de placa para Load the PCB Layer Stack and calculate the track width values.

Si el PCB existe y se ha definido el apilado de capas, los anchos calculados pueden cargarse en el esquemático.Si el PCB existe y se ha definido el apilado de capas, los anchos calculados pueden cargarse en el esquemático.

La regla mostrada arriba se aplicó a una clase de redes. Esto se logró colocando una Blanket Directive con una PCB Routing Directive adjunta para agrupar las redes en una clase, y luego aplicar la regla Max-Min Width a esa clase ().

Para obtener información detallada sobre cada una de las reglas y restricciones de diseño PCB, haga clic aquí.

Use el campo desplegable Measurement Units para seleccionar unidades Metric o Imperial.

Especificación de las restricciones para una regla seleccionada.
Especificación de las restricciones para una regla seleccionada.

La entrada para la región Parameters será el tipo de regla elegido, junto con las restricciones especificadas. La siguiente imagen ilustra los parámetros de la regla de restricción de ancho definida para una directiva Parameter Set. Para mostrar la regla dentro del espacio de diseño, haga clic en el icono de visibilidad () dentro de la región Rules.

Múltiples restricciones de regla definidas para una red concreta, gracias a una directiva Parameter Set.
Múltiples restricciones de regla definidas para una red concreta, gracias a una directiva Parameter Set.

Cuando el diseño se transfiere a la PCB, mediante el proceso de sincronización, se crearán las reglas de diseño pertinentes en función de la información contenida en una directiva. La palabra Schematic se utiliza en el nombre de cada regla generada para distinguir el origen de esa regla.

Reglas de diseño generadas en el lado de la PCB.
Reglas de diseño generadas en el lado de la PCB.

Recuerde que se pueden agregar varios parámetros a la misma directiva Parameter Set, lo que permite un esquema más ordenado.

Colocación de directivas Net Class

Una directiva Net Class le permite crear clases de red definidas por el usuario en el esquema. Una directiva Net Class puede colocarse eligiendo el comando Place » Directives » Parameter Set en los menús principales y luego definiendo el conjunto de parámetros como una directiva de clase de red, tal como se especifica en el Consejo n.º 2 de la página del comando. Cuando se crea una PCB a partir del esquema, la información de una directiva Net Class se utiliza para crear la Net Class correspondiente en la PCB. Para hacer que una red sea miembro de una clase de red, adjunte una directiva Net Class al cable, bus o arnés de señales correspondiente y, a continuación, establezca el parámetro ClassName de la directiva con el nombre de la clase deseada. La opción Generate Net Classes (para clases definidas por el usuario) debe estar habilitada en la pestaña Class Generation del cuadro de diálogo Project Options para utilizar esta función.

Si se ha definido una directiva Net Class para una red, cualquier regla de diseño de PCB que también sea creada por ese objeto de conjunto de parámetros tendrá un alcance de regla Net Class cuando el diseño se transfiera al editor de PCB. Se puede crear una directiva Net Class a partir de la directiva Parameter Set colocada agregando una clase cuyo valor debe establecerse en la PCB Net Class requerida.

Aunque las Net Classes pueden crearse desde el editor de PCB, la función lógica o agrupación de redes suele ser mucho más clara en el esquema y, por lo tanto, tiene más sentido controlar el proceso desde allí.

Cuando el diseño se transfiere a la PCB, mediante el proceso de sincronización, se crearán las clases de red pertinentes en función de la información contenida en una directiva.

Adjunte una directiva Net Class a un objeto Blanket para crear una clase de red cuyos miembros sean las redes individuales cubiertas por ese blanket. Si también se adjunta una directiva PCB Layout a ese blanket, los parámetros de regla de la directiva PCB Layout se aplicarán a esa clase de red, en lugar de a cada red individual. Al importar los cambios al documento PCB, esto da como resultado la creación de una única regla de diseño (por parámetro), con un alcance configurado para dirigirse a la clase de red.

Colocación de directivas Blanket

Las directivas Parameter Set solo pueden dirigirse a la red específica a la que están adjuntas, pero cuando se combinan con una directiva Blanket, su alcance puede ampliarse para abarcar todas las redes dentro del blanket.

Coloque una directiva de este tipo eligiendo el comando Place » Directives » Blanket en los menús principales. Al colocar un blanket, puede definir una forma rectangular simple o una forma poligonal. Esta última proporciona un control más preciso sobre la cobertura de los objetos de red requeridos en una hoja.

El blanket identifica las redes de interés: coloque una directiva Parameter Set en cualquier punto del borde del blanket para aplicar requisitos de diseño a esas redes. Para aplicar la directiva perimetral a una red bajo una directiva Blanket, un objeto asociado a esa red —un pin, un puerto, una etiqueta de red, un puerto de alimentación, un segmento de cable/bus/arnés (incluidos ambos extremos)— debe quedar dentro de los límites del blanket. Tenga en cuenta que, para los identificadores de red, como las etiquetas de red, el hotspot debe estar dentro del blanket. Si las redes miembro no se transfieren al Parameter Set de PCB como se esperaba, intente ajustar el área del blanket en consecuencia.

Para comprobar a qué redes se aplicará la directiva blanket, utilice la función Net Colors para resaltarlas. Elija el color requerido en el menú View » Set Net Colors y luego haga clic en el perímetro de la directiva Blanket requerida. Para borrar el resaltado de una red específica, utilice el comando View » Set Net Colors » Clear Net Color y luego haga clic en la red a la que desea quitarle el color. Para borrar el coloreado de redes de todas las hojas del esquema, utilice el comando View » Set Net Colors » Clear All Net Colors.

Ejemplo de uso de una directiva Blanket para aplicar una directiva Parameter Set a las redes dentro del blanket.
Ejemplo de uso de una directiva Blanket para aplicar una directiva Parameter Set a las redes dentro del blanket.

Un ejemplo de uso de una directiva blanket puede incluir:

  • Adjuntar una directiva Parameter Set a un objeto blanket para que sus parámetros de regla se apliquen a cada red individual cubierta por ese blanket.
  • Adjuntar una directiva Parameter Set a un objeto blanket para crear un Parameter Set cuyos miembros sean las redes individuales cubiertas por ese blanket.
  • Adjuntar una directiva Differential Pair a un objeto blanket para crear objetos de pares diferenciales basados en redes diferenciales dentro de los límites de ese blanket.
Adjunte una directiva Parameter Set a un objeto Blanket para que sus parámetros de regla se apliquen a cada red individual cubierta por ese blanket. Si también se adjunta una directiva Parameter Set a ese blanket y el Parameter Set también tiene un parámetro Net Class, los parámetros de regla de la directiva Parameter Set se aplicarán a esa clase de red, en lugar de a cada red individual. Al importar los cambios al documento PCB, esto da como resultado la creación de una única regla de diseño (por parámetro) con un alcance configurado para dirigirse a la clase de red.
También puede copiar una directiva Parameter Set perimetral y adjuntarla a otra directiva Blanket o incluso a cables, buses o arneses individuales; el resultado será agregar todas las redes adicionales asociadas con la misma directiva Parameter Set a la misma PCB Net Class generada.

Un Blanket, junto con una directiva Parameter Set, también puede utilizarse para aplicar clases de componentes y parámetros a componentes que estén completamente dentro del área definida por el Blanket. Para ello, use las opciones Component Class y Parameter del menú desplegable del botón Add en las propiedades de la directiva Parameter Set adjunta al Blanket. La información sobre la clase de componente y el parámetro se transferirá al documento PCB del proyecto durante el proceso ECO al actualizar la PCB.

Directivas indirectas (basadas en parámetros)

Las directivas de Parameter Set son necesarias cuando se apunta a objetos de diseño en el esquemático que no pueden contener parámetros, pero para aquellos objetos que sí pueden, las directivas de diseño pueden aplicarse indirectamente agregándolas (y definiéndolas) como parámetros al objeto esquemático correspondiente. En esencia, son parameter-based directives.

Algunos ejemplos de cómo podrían usarse las directivas basadas en parámetros incluyen limitar la altura de un componente en particular o agregar una restricción de separación que apunte a todos los objetos del diseño. El parámetro requerido que define la restricción se agrega al objeto como una regla.

Cuando se sincronizan con la PCB, las directivas basadas en parámetros que se hayan agregado a objetos en el esquemático se convertirán en reglas de diseño de PCB. El alcance de la regla de diseño de PCB correspondiente estará determinado por la naturaleza del objeto al que se asignó inicialmente el parámetro. La siguiente tabla resume las opciones de alcance de regla de PCB compatibles para la relación parámetro de esquemático a regla de PCB.

Agregar un parámetro (como regla) a un... Desde... Para un alcance de regla de PCB de...
Pin la pestaña Parameters de Pin mode of the Properties panel. Pad
Port la pestaña Parameters de Port mode of the Properties panel. Net
Component la región Parameters de Components mode of the Properties panel. Component
Sheet Symbol la pestaña Parameters de Sheet Symbol mode of the Properties panel, cuando Local está seleccionado en la región Source. Component Class
Device Sheet Symbol la pestaña Parameters de Sheet Symbol mode of the Properties panel, cuando Device está seleccionado en la región Source. Component Class
Managed Sheet Symbol la región Parameters de Sheet Symbol mode of the Properties panel, cuando Managed está seleccionado en la región Source. Component Class
Sheet la pestaña Parameters de Document Options mode of the Properties panel. Todos los objetos

En cada caso, el método para agregar un parámetro basado en reglas es el mismo. Desde la pestaña o cuadro de diálogo respectivo, realice lo siguiente:

  1. Agregue un parámetro como regla.
  2. Seleccione qué tipo de regla usar.
  3. Configure las restricciones para el tipo de regla elegido.
Al agregar parámetros de reglas de diseño a objetos en un esquemático, se asigna un ID único a cada parámetro de regla. Los mismos ID se asignan a las reglas de diseño correspondientes que se crean en la PCB. Con este ID único, las restricciones de una regla pueden editarse tanto del lado del esquemático como del lado de la PCB, y los cambios se propagan durante la sincronización.

Especificación de clases de componentes

De manera similar, las clases de componentes pueden definirse en el esquemático agregando un parámetro ClassName a los componentes objetivo y estableciendo su valor con el nombre de clase deseado. Cuando el diseño se transfiere a la PCB, se crearán las clases de componentes definidas.

Para asegurar que las clases de componentes definidas en el esquemático se propaguen a la PCB, deben establecerse las siguientes opciones en el cuadro de diálogo Project Options:

  • Habilite la opción Generate Component Classes ubicada en la región User-Defined Classes de la pestaña Class Generation tab del cuadro de diálogo.
  • En la pestaña Comparator tab del cuadro de diálogo, establezca la opción Differences Associated with Components » Extra Component Classes Mode en Find Differences.

La opción de la pestaña Class Generation indicada anteriormente se muestra en la imagen siguiente. Pase el cursor sobre la imagen para ver la configuración de la opción de la pestaña Comparator .

Para propagar las clases de componentes a la PCB, habilite la opción Generate Component Classes en la pestaña Class Generation. Pase el cursor sobre la imagen para mostrar la pestaña Comparator donde deberá establecer la opción Extra Component Classes Mode en Find Differences.
Para propagar las clases de componentes a la PCB, habilite la opción Generate Component Classes en la pestaña Class Generation. Pase el cursor sobre la imagen para mostrar la pestaña Comparator donde deberá establecer la opción Extra Component Classes Mode en Find Differences.

Una vez definidas, las clases pueden bloquearse en la región Properties del panel Properties de las propiedades del componente correspondiente.

En el editor de PCB, un componente puede pertenecer a múltiples clases de componentes. Para definir esto en el esquemático, separe cada nombre de clase de componente de PCB con una coma en el valor del parámetro del componente del esquemático (mostrar imagen).

Control de la impresión de directivas

De forma predeterminada, todas las directivas de diseño se incluyen en la impresión de las hojas del esquemático. Sin embargo, esto puede cambiarse:

Controle la impresión de las directivas según sea necesario. Para las directivas No ERC, puede optar por imprimir determinados estilos de símbolo y excluir otros.
Controle la impresión de las directivas según sea necesario. Para las directivas No ERC, puede optar por imprimir determinados estilos de símbolo y excluir otros.

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