File-based Component Libraries

I componenti e il modo in cui sono collegati sono ciò che crea il tuo prodotto elettronico unico. I componenti sono gli elementi costitutivi di base di quel prodotto. Quindi, che cos'è esattamente un componente e dove viene memorizzato?

Nel mondo reale, i componenti sono oggetti tangibili e sono quindi relativamente facili da identificare. Ma nel mondo virtuale della progettazione, i componenti devono essere astratti in una gamma di modelli che possano essere utilizzati nei vari domini di progettazione. Durante i processi di acquisizione e implementazione del progetto, un componente è rappresentato come un simbolo nello schema, come un footprint sul PCB, come un modello SPICE per la simulazione, come una descrizione dell'integrità del segnale per analizzare la qualità dei segnali e come un modello tridimensionale per la visualizzazione 3D del componente e del PCB. Un solo componente, con una rappresentazione diversa per ciascun dominio di progettazione.

Ogni dominio di progettazione richiede un modello specializzato. Per l'acquisizione dello schema, il modello è chiamato simbolo. Poiché l'ambiente di progettazione è costruito attorno all'idea che il progetto inizi dallo schema, il simbolo schematico viene utilizzato per collegare tra loro i vari modelli.

I parametri aggiungono quindi i dettagli supplementari necessari per identificare il componente fisico reale, come la potenza, la tolleranza, i dettagli di acquisto, i riferimenti al datasheet, ecc.

Il modello del simbolo collega gli altri modelli per descrivere completamente quel componente in ciascun dominio. Il modello 3D viene effettivamente posizionato all'interno del footprint.

Modelli e librerie di modelli

Ogni tipo di modello e di componente deve essere memorizzato in un file modello o in una libreria. Alcuni di questi utilizzano un formato di file standardizzato, come SPICE, mentre altri utilizzano un formato proprietario, come il file della libreria schematica, che viene usato per memorizzare simboli schematici o componenti.

Alcuni tipi di modello, come SPICE, sono memorizzati con un modello per file; questi sono chiamati file modello. Altri, come i footprint PCB, sono memorizzati in un file che accetta uno o più footprint. Questi sono chiamati librerie di modelli.

Riepilogo dei tipi di modelli e librerie

Il supporto dell'ampia gamma di attività di progettazione svolte durante il processo di sviluppo elettronico richiede numerosi tipi di modelli e formati di libreria.

Di seguito è riportato un riepilogo di ciascun tipo di modello e libreria.

Il componente

Un componente può variare da qualcosa di semplice, come un resistore a due pin, a un grande connettore con centinaia e centinaia di pin. Per offrire flessibilità su come i componenti possono essere organizzati nei fogli schematici, il software include una serie di utili funzionalità relative alla visualizzazione. 

È un simbolo o un componente?

Una volta collegati i modelli di altri domini e aggiunti i parametri, il simbolo diventa un componente. Molti progettisti continuano a chiamarlo simbolo quando lo vedono nello schema perché è ciò che vedono, ma a quel simbolo sono associati gli altri modelli di dominio e i dettagli parametrici che lo definiscono come componente. Questo documento usa il termine symbol per descrivere gli oggetti grafici e i pin che vengono posizionati nell'editor della libreria schematica. In tutte le altre situazioni, viene indicato come component.

Il simbolo viene creato nell'editor della libreria schematica. Non appena aggiungi collegamenti ai modelli e parametri, diventa un componente. I dettagli del componente possono essere aggiunti nell'editor della libreria schematica oppure, se utilizzi una libreria di tipo DbLink o DbLib, i dettagli possono essere estratti da un database e aggiunti al simbolo durante il posizionamento nello schema (più avanti verranno forniti maggiori dettagli). In alternativa, i dettagli possono essere aggiunti dopo che il simbolo è stato posizionato sul foglio schematico.

Il simbolo

Il simbolo viene creato nell'editor della libreria schematica. Viene creato posizionando oggetti grafici per costruire la forma richiesta e quindi aggiungendo i pin. Sono i pin a conferire intelligenza elettrica al componente. Sono ciò che il software identifica come punti di connessione elettrica e ciò che viene mappato ai pad del footprint PCB.

 
I simboli possono variare da piccoli e semplici a componenti con un elevato numero di pin creati su più parti.

Le librerie basate su file

Altium Designer supporta diversi tipi di librerie basate su file descritti di seguito.

Modelli schematici e PCB e librerie di modelli

Main pages: Librerie schematiche, Librerie PCB

Nei primi tempi dell'automazione della progettazione elettronica, esistevano due domini di progettazione: acquisizione dello schema e layout PCB. Gli output dell'acquisizione dello schema erano un insieme di fogli schematici stampati e gli output del layout PCB erano i file di fabbricazione e assemblaggio del PCB.

Per supportare questo, il progettista doveva essere in grado di creare e memorizzare i simboli schematici, pronti per essere posizionati sul foglio schematico. Dettagli come il valore del componente, la tensione, la potenza, il footprint, ecc. venivano spesso aggiunti dopo che il simbolo era stato posizionato dalla libreria dei simboli sul foglio schematico.

Per quanto riguarda i footprint, il focus delle funzionalità di editing era l'implementazione del progetto come insieme di layer che contengono le forme necessarie per gli strumenti fotografici. Questo orientamento all'output determinava quali forme fossero supportate, fino al font utilizzato per il designatore e per le altre stringhe della serigrafia.

Questi semplici simboli e footprint venivano creati e memorizzati in librerie, con entrambi i tipi che inizialmente avevano l'estensione file *.Lib. Quando Windows ha eliminato il limite di tre caratteri per le estensioni dei file, queste sono state cambiate in *.SchLib per i simboli schematici e *.PcbLib per i footprint. 

Le librerie schematiche e PCB sono contenitori di memorizzazione per i modelli. 

La libreria integrata

Main page: Librerie integrate

Nel tempo, è cresciuto il desiderio di poter separare il processo di creazione dei componenti dal processo di progettazione del prodotto. Invece di aggiungere i dettagli del componente dopo che il simbolo era stato posizionato sul foglio schematico, i team di progettazione volevano definire completamente il componente nella libreria. Si stavano sviluppando anche altri domini di progettazione, come la simulazione di circuito, e quindi era necessario supportare anche i modelli per questi domini. Nell'ambito della creazione di componenti pronti all'uso, è inoltre necessario poter verificare la mappatura simbolo-modello e quindi distribuire questi componenti in un unico file di libreria pronto all'uso.

Per soddisfare questi requisiti, è stata sviluppata la libreria integrata (*.IntLib). La libreria integrata contiene tutti i tipi di modello in un unico file. L’origine di una libreria integrata è un pacchetto di librerie (*.LibPkg), che è un progetto di progettazione che riunisce i simboli sorgente, i footprint e i modelli di simulazione. Quando il progetto del pacchetto di librerie viene compilato, la mappatura simbolo-modello viene verificata e viene creata la libreria integrata. L’uso di una IntLib significa che la libreria diventa qualcosa da cui è possibile posizionare componenti pronti all’uso, offrendo una buona soluzione per organizzazioni di medie e grandi dimensioni che desiderano separare la creazione dei componenti dalla progettazione del prodotto.

Glossario