Bibliothèques de composants basées sur des fichiers

Les composants et la manière dont ils sont connectés constituent votre produit électronique unique. Les composants sont les éléments de base de ce produit. Mais qu’est-ce exactement qu’un composant et où sont-ils stockés ?

Dans le monde réel, les composants sont des objets tangibles et sont donc relativement faciles à identifier. Mais dans le monde virtuel de la conception, les composants doivent être représentés de manière abstraite par un ensemble de modèles utilisables dans les différents domaines de conception. Au cours des processus de saisie et de réalisation de la conception, un composant est représenté par un symbole sur le schéma, une empreinte sur le PCB, un modèle SPICE pour la simulation, une description d’intégrité du signal pour analyser la qualité des signaux et un modèle tridimensionnel pour la visualisation 3D du composant et du PCB. Un seul composant, avec une représentation différente pour chaque domaine de conception.

Chaque domaine de conception nécessite un modèle spécialisé. Pour la saisie de schéma, ce modèle est appelé symbole. Comme l’environnement de conception repose sur le principe que la conception commence par le schéma, le symbole schématique sert à relier les différents modèles entre eux.

Les paramètres apportent ensuite les détails supplémentaires nécessaires pour identifier le composant physique réel, tels que la puissance nominale, la tolérance, les informations d’achat, les références des fiches techniques, etc.

Le modèle de symbole est lié aux autres modèles pour décrire entièrement ce composant dans chaque domaine. Le modèle 3D est en fait placé à l’intérieur de l’empreinte.

Modèles et bibliothèques de modèles

Chaque type de modèle et de composant doit être stocké dans un fichier de modèle ou une bibliothèque. Certains utilisent un format de fichier standardisé, comme SPICE, tandis que d’autres utilisent un format propriétaire, comme le fichier de bibliothèque de schémas, qui sert à stocker des symboles schématiques ou des composants.

Certains types de modèles, comme SPICE, sont stockés à raison d’un modèle par fichier ; on parle alors de fichiers de modèle. D’autres, comme les empreintes de PCB, sont stockés dans un fichier pouvant contenir une ou plusieurs empreintes. On parle alors de bibliothèques de modèles.

Récapitulatif des types de modèles et de bibliothèques

La prise en charge du large éventail de tâches de conception réalisées au cours du processus de développement électronique nécessite de nombreux types de modèles et formats de bibliothèques.

Vous trouverez ci-dessous un récapitulatif de chaque type de modèle et de bibliothèque.

Le composant

Un composant peut aller d’un élément simple, comme une résistance à deux broches, à un grand connecteur comportant des centaines et des centaines de broches. Pour offrir une certaine souplesse dans l’organisation des composants sur les feuilles de schéma, le logiciel comprend plusieurs fonctionnalités utiles liées à l’affichage. 

Symbole ou composant ?

Une fois que vous avez lié les modèles des autres domaines et ajouté des paramètres, le symbole devient un composant. De nombreux concepteurs continuent à parler de symbole lorsqu’ils le voient sur le schéma car c’est ce qu’ils voient, mais ce symbole est associé aux modèles des autres domaines et aux détails paramétriques qui en font un composant. Ce document utilise le terme symbol pour décrire les objets graphiques et les broches placés dans l’éditeur de bibliothèques de schémas. Dans toutes les autres situations, il est désigné par le terme component.

Le symbole est créé dans l’éditeur de bibliothèques de schémas. Dès que vous ajoutez des liens vers des modèles et des paramètres, il devient un composant. Les détails du composant peuvent être ajoutés dans l’éditeur de bibliothèques de schémas ou, si vous utilisez une bibliothèque de type DbLink ou DbLib, être extraits d’une base de données et ajoutés au symbole lors de son placement sur le schéma (nous y reviendrons plus loin). Il est également possible d’ajouter ces détails après le placement du symbole sur la feuille de schéma.

Le symbole

Le symbole est créé dans l’éditeur de bibliothèques schématiques. Il est réalisé en plaçant des objets graphiques pour former la forme souhaitée, puis en ajoutant les broches. Ce sont les broches qui confèrent au composant son intelligence électrique. Le logiciel les identifie comme les points de connexion électrique et les associe aux pastilles de l’empreinte sur le PCB.

 
Les symboles peuvent aller de petits symboles simples à des composants comportant un grand nombre de broches et répartis en plusieurs parties.

Les bibliothèques basées sur des fichiers

Altium Designer prend en charge plusieurs types de bibliothèques basées sur des fichiers, décrits ci-dessous.

Modèles schématiques et PCB et bibliothèques de modèles

Main pages: Bibliothèques schématiques, Bibliothèques PCB

Aux débuts de la conception électronique assistée par ordinateur, il existait deux domaines de conception : la saisie de schémas et le routage de PCB. La saisie de schémas produisait un ensemble de feuilles de schéma imprimées, tandis que le routage de PCB produisait les fichiers de fabrication et d’assemblage du PCB.

Pour cela, le concepteur devait pouvoir créer et stocker les symboles schématiques afin qu’ils soient prêts à être placés sur la feuille de schéma. Les caractéristiques telles que la valeur du composant, sa tension, sa puissance, son empreinte, etc., étaient souvent ajoutées après le placement du symbole depuis la bibliothèque de symboles sur la feuille de schéma.

Pour les empreintes, les fonctions d’édition visaient principalement à réaliser la conception sous la forme d’un ensemble de couches contenant les formes nécessaires à la création des photomasques. Cette approche axée sur les fichiers de sortie dictait les formes prises en charge, jusqu’à la police utilisée pour le repère et les autres textes de sérigraphie.

Ces symboles et empreintes simples étaient créés et stockés dans des bibliothèques, les deux types portant initialement l’extension de fichier *.Lib. Lorsque Windows a levé la limite de trois caractères pour les extensions de fichiers, celles-ci ont été remplacées par *.SchLib pour les symboles schématiques et *.PcbLib pour les empreintes. 

Les bibliothèques schématiques et PCB sont des conteneurs de stockage de modèles. 

La bibliothèque intégrée

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Au fil du temps, le besoin de séparer le processus de création des composants de celui de conception des produits s’est fait de plus en plus sentir. Au lieu d’ajouter les caractéristiques du composant après avoir placé le symbole sur la feuille de schéma, les équipes de conception souhaitaient définir entièrement le composant dans la bibliothèque. D’autres domaines de conception, comme la simulation de circuits, se développaient également, et il devenait donc nécessaire de prendre en charge les modèles correspondants. Pour créer des composants prêts à l’emploi, il faut également pouvoir vérifier la correspondance entre le symbole et les modèles, puis fournir ces composants dans un fichier de bibliothèque unique, prêt à l’emploi.

Pour répondre à ces exigences, la bibliothèque intégrée (*.IntLib) a été développée. Elle regroupe tous les types de modèles dans un seul fichier. La source d’une bibliothèque intégrée est un paquet de bibliothèques (*.LibPkg), c’est-à-dire un projet de conception qui rassemble les symboles sources, les empreintes et les modèles de simulation. Lors de la compilation du projet de paquet de bibliothèques, la correspondance entre les symboles et les modèles est vérifiée et la bibliothèque intégrée est créée. L’utilisation d’une IntLib permet ainsi de disposer d’une bibliothèque à partir de laquelle placer des composants prêts à l’emploi, ce qui constitue une solution adaptée aux moyennes et grandes entreprises qui souhaitent séparer la création des composants de la conception des produits.

Glossaire