Design Variants

Lorsqu’un produit doit être conçu et fabriqué en plusieurs variations de ce produit, chacune avec des options ou des capacités différentes, la possibilité de mettre en œuvre des design variants évite de devoir créer une version unique de la conception pour chaque variation.

En pratique, une variante de conception utilise la même conception de base, mais l’assemblage du PCB est chargé avec l’ensemble des composants spécifiés par la variation. Une variation peut ensuite être sélectionnée lors de la génération des sorties de fabrication de la conception (BOM, P&P, plans d’assemblage, etc.), ce qui détermine à son tour la manière dont le produit est assemblé.

La possibilité de créer des variations à partir de la même conception de base ajoute une flexibilité considérable à la manière dont les projets PCB sont créés dans Altium Designer. À l’aide des variantes, vous pouvez définir autant de variations de la conception de la carte que nécessaire, chaque composant pouvant être configuré comme suit :

• Monté sur la carte.
• Non monté sur la carte.
• Monté sur la carte, mais avec des paramètres de composant modifiés, comme sa valeur.
• Un composant complètement différent, comme pièce de remplacement alternative.

Les variantes de conception qui utilisent l’un de ces types de variations sont toutes appelées assembly variants, car elles n’ont d’impact que sur le processus d’assemblage. Dans ce cas, toutes les variantes partagent la même carte nue fabriquée.

Altium Designer prend également en charge les variations des informations de sérigraphie des composants sur le PCB, par exemple la modification du commentaire d’un composant. Une telle variation nécessite la production de deux sérigraphies, ce qui entraîne la fabrication de deux cartes nues différentes. Ce type de variante est appelé fabrication variant.

Les variantes de conception sont gérées, créées et modifiées dans la boîte de dialogue Variant Management d’Altium Designer ou dans l’interface basée sur document Variant Manager. Utilisez la commande Project » Variants dans les menus principaux ou la commande Variants dans le menu contextuel de l’entrée du projet dans le panneau Projects pour y accéder. Pour en savoir plus, consultez les pages suivantes :

• Utilisation de la boîte de dialogue de gestion des variantes 
• Utilisation du gestionnaire de variantes

Composants logiques et physiques

Il est utile de comprendre qu’il existe essentiellement deux types de composants dans Altium Designer : les composants logiques et les composants physiques. La distinction est que les composants placés sur la feuille de schéma sont des composants logiques, chacun étant une entité conceptuelle qui représente le composant physique finalement monté sur le PCB assemblé.

Bien que ce modèle un-à-un, du logique vers le physique, fonctionne bien pour une conception simple, il ne peut pas prendre en charge certaines des fonctionnalités plus puissantes d’Altium Designer. On peut citer comme exemples les conceptions multi-canaux, où une section du circuit est « reproduite » autant de fois que nécessaire, et les variantes, où une seule conception peut être mise en œuvre avec différents composants montés pour chaque variation de la conception de la carte. De telles fonctionnalités exigent qu’oneun seul composant logique puisse représenter multipleplusieurs composants physiques.

Altium Designer fournit cette capacité un-à-plusieurs grâce à sa technologie de compilation. Lorsque la conception logique est compilée (processus automatisé), chaque composant physique est instancié en mémoire, prêt à être transféré dans l’espace de conception de la carte.

Pour répondre aux situations où l’accès aux composants physiques est requis au niveau du schéma, par exemple lors de la définition des variations de conception, la conception physique est également disponible dans l’éditeur de schéma via des onglets situés en bas de la feuille de schéma. Ici, l’onglet Editor le plus à gauche sélectionne la conception logique capturée (normale), et les autres onglets « compilés » représentent la conception physique équivalente telle qu’elle sera transférée dans l’espace de conception PCB. Notez que le schéma sous un onglet compilé est en lecture seule.

L’image montre la vue de conception schématique physique de l’éditeur de schéma. Sélectionnez la variation de projet souhaitée en double-cliquant sur une entrée de variante dans le panneau Projects.

Types de variations

Comme son nom l’indique, la fonctionnalité de variantes crée des variations de la conception PCB d’origine ou « de base ». Une fois cette conception de base établie, les variantes sont définies dans le Variant Manager en configurant les composants de la carte pour qu’ils soient montés, montés avec des paramètres variés, non montés ou utilisent une pièce alternative.

Monté

Monté est l’état par défaut d’un composant avant l’application de toute variation ; s’il est monté, alors il n’est pas varié. Tous les composants sont montés par défaut lorsqu’une nouvelle variation est créée dans la boîte de dialogue Variant Management (voir ci-dessous), ce qui représente l’état d’un composant monté par une cellule vide.

Monté avec paramètre(s) varié(s)

Le processus de définition de variante permet de faire varier n’importe lequel des paramètres d’un composant. La modification de la valeur d’un paramètre est une variation locale et n’affecte que la documentation de sortie. Le schéma d’origine, ainsi que le composant dont le paramètre est varié, ne sont modifiés d’aucune manière. Dans l’image ci-dessous, C8 a son paramètre Value varié, et cette variation est indiquée par la police en italique dans l’espace de conception, utilisée pour afficher sa chaîne de valeur.

Non monté

Lorsqu’un composant est défini comme Not Fitted il existe toujours sur le schéma et sera transféré vers le PCB (afin que l’empreinte puisse être placée), mais il est retiré de la documentation de sortie appropriée, telle que la BOM. La manière dont les composants non montés sont présentés dans la documentation peut être configurée, par exemple pour être marqués d’une croix sur le schéma et dans les sorties de dessin PCB – voir Configuration de l’affichage des composants variés dans les documents de conception.

Avec la variation sélectionnée (BGA), C6 est monté, C5 et C7 ne sont pas montés, et C8 est monté, mais avec une valeur de paramètre variée.

Pièce alternative

Une variation peut également être définie comme un composant entièrement différent en tant que pièce alternative. Lorsque l’onglet compilé est sélectionné dans l’éditeur de schéma, la pièce alternative s’affiche lors du passage d’une variante à l’autre. Pour ce type de variation, la pièce alternative doit partager le même ensemble de broches de schéma placées aux mêmes emplacements que la pièce de base. Il s’agit d’une exigence essentielle pour garantir que la connectivité reste valide lorsque la conception est compilée.

Dans l’exemple ci-dessous, des pièces alternatives pour R3 et Q1 dans la variante TSOP sont utilisées. Q1 est un transistor NPN dans la variante BGA et un JFET dans la variante TSOP. Notez que les mêmes broches sont utilisées dans chaque cas.

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Il existe deux façons de gérer une pièce alternative sur le PCB.

• If the footprint is the same – si la pièce alternative choisie porte le même nom d’empreinte que la pièce de base, une seule instance de l’empreinte sera transférée vers le PCB. Comme plusieurs empreintes peuvent être affectées à un composant, assurez-vous que la bonne empreinte est sélectionnée dans la boîte de dialogue Variant Management pour chaque variante.

• If the footprint changes – si la pièce alternative choisie porte un nom d’empreinte différent de celui de la pièce de base, les deux empreintes sont transférées vers le PCB. Vous devez alors décider comment positionner les deux empreintes sur le PCB. Notez que les deux empreintes auront le même désignateur, puisqu’un seul des deux composants est monté à la fois. L’animation ci-dessous montre comment cette situation peut être gérée lorsqu’une variante comporte une SRAM BGA et l’autre une SRAM TSOP.

Dans les paramètres d’une variante particulière, vous pouvez choisir d’utiliser des symboles et/ou des empreintes non variés pour les composants pour lesquels des pièces alternatives sont sélectionnées.

Modification du type de composant

La possibilité de sélectionner une pièce alternative n’est pas limitée au choix du même type de composant ; vous pouvez donc avoir un composant de base qui est, par exemple, une résistance, puis définir une pièce alternative qui est un condensateur. Il est important d’être conscient des conséquences de ce type de pièce alternative :

• Designator – il n’existe qu’un seul désignateur pour chaque composant logique de base, et c’est ce désignateur qui est utilisé pour toutes les variantes. Par exemple, si une résistance est remplacée par un condensateur, vous pouvez envisager d’utiliser un préfixe de désignateur spécial pour l’indiquer, tel que R_C ou R-C.

• Pins – le composant alternatif doit avoir le même nombre de broches que le composant de base, et ces broches doivent être au même emplacement et du même type électrique. Un avertissement apparaîtra si ces conditions ne sont pas remplies.

Conceptions multi-canaux

Main article: Conception multi-feuilles et multi-canaux

Les conceptions multi-canaux vous permettent de désigner une seule feuille de schéma, ou une arborescence de feuilles, à répéter, reproduisant ainsi effectivement une section de la conception plusieurs fois. Le copier-coller manuel n’est pas nécessaire puisque le logiciel gère le processus de reproduction, tandis que vous définissez la méthode d’annotation utilisée pour identifier les composants répétés.

Dans Altium Designer, pour les conceptions multi-canaux, la possibilité de remplacer un composant de base par un composant complètement différent est prise en charge pour une variante sélectionnée.

Dans l’animation, la variante BGA comporte deux SRAM montées, tandis que la variante TSOP en comporte quatre. Cela est obtenu en ne montant pas l’un des deux canaux mémoire dans la variante BGA.

En termes de canaux, une variante peut présenter des composants différents d’un all channels à l’autre ou au sein d’un specific channel, ce qui inclut les variations de composants montés/non montés, les paramètres spécifiques de composants modifiés ou des pièces de remplacement.