Design Variants

Quando un prodotto deve essere progettato e realizzato in un certo numero di variations di quel prodotto, ciascuna con opzioni o funzionalità diverse, la possibilità di implementare design variants evita la necessità di creare una versione unica del progetto per ogni variazione.

In pratica, una variante di progetto utilizza lo stesso progetto di base, ma l’assemblaggio del PCB viene popolato con l’insieme di componenti specificato dalla variazione. Una variazione può quindi essere selezionata durante la generazione dell’output di produzione del progetto (BOM, P&P, disegni di assemblaggio, ecc.), determinando a sua volta il modo in cui il prodotto viene assemblato.

La possibilità di creare variations dello stesso progetto di base aggiunge una notevole flessibilità al modo in cui i progetti PCB vengono creati in Altium Designer. Utilizzando le varianti, è possibile definire un numero qualsiasi di variazioni del progetto della scheda, in cui ciascun componente può essere configurato come:

• Montato sulla scheda.
• Non montato sulla scheda.
• Montato sulla scheda, ma con parametri del componente modificati, ad esempio il suo valore.
• Un componente completamente diverso, come parte sostitutiva alternativa.

Le varianti di progetto che utilizzano uno qualsiasi di questi tipi di variazione sono tutte indicate come assembly variants, perché incidono solo sul processo di assemblaggio. In questo caso, tutte le varianti condividono la stessa scheda nuda fabbricata.

Altium Designer supporta anche variazioni delle informazioni di serigrafia dei componenti sul PCB, ad esempio modificando il commento di un componente. Una variazione di questo tipo richiede la produzione di due serigrafie, con conseguente fabbricazione di due diverse schede nude. Questo tipo di variante è indicato come fabrication variant.

Le varianti di progetto vengono gestite, create e modificate nella finestra di dialogo Variant Management di Altium Designer o nell’interfaccia basata su documento Variant Manager. Per accedervi, utilizzare il comando Project » Variants dei menu principali oppure il comando Variants dal menu contestuale della voce del progetto nel pannello Projects. Per ulteriori informazioni, fare riferimento alle pagine seguenti:

• Uso della finestra di dialogo Variant Management 
• Uso di Variant Manager

Componenti logici e fisici

È utile comprendere che in Altium Designer esistono essenzialmente due tipi di componenti: componenti logici e componenti fisici. La distinzione è che i componenti posizionati sul foglio schematico sono componenti logici, ciascuno dei quali è un’entità concettuale che rappresenta il componente fisico che verrà infine montato sul PCB assemblato.

Sebbene questo modello uno-a-uno, da logico a fisico, funzioni bene per un progetto semplice, non può supportare alcune delle funzionalità più potenti di Altium Designer. Esempi sono i progetti multicanale, in cui una sezione di circuito viene “replicata” tutte le volte necessarie, e le varianti, in cui un singolo progetto può essere implementato con componenti diversi montati per ciascuna variazione del progetto della scheda. Tali funzionalità richiedono la capacità che one componente logico rappresenti multiple componenti fisici.

Altium Designer offre questa capacità uno-a-molti tramite la propria tecnologia di compilazione. Quando il progetto logico viene compilato (un processo automatizzato), ogni componente fisico viene istanziato in memoria, pronto per essere trasferito nello spazio di progettazione della scheda.

Per gestire le situazioni in cui è necessario accedere ai componenti fisici a livello schematico, ad esempio durante la definizione delle variazioni di progetto, il progetto fisico viene reso disponibile anche nell’editor schematico tramite schede poste nella parte inferiore del foglio schematico. Qui, la scheda più a sinistra Editor seleziona il progetto logico acquisito (normale), mentre le altre schede “compilate” rappresentano il progetto fisico equivalente così come verrà trasferito nello spazio di progettazione PCB. Si noti che lo schema sotto una scheda compilata è di sola lettura.

L’immagine mostra la vista del progetto schematico fisico nell’editor schematico. Selezionare la variazione di progetto desiderata facendo doppio clic su una voce di variante nel pannello Projects.

Tipi di variazioni

La funzione delle varianti, come suggerisce il nome, crea variazioni del progetto PCB originale o “di base”. Una volta stabilito questo progetto di base, le varianti vengono definite nel Variant Manager configurando i componenti della scheda come montati, montati con parametri variati, non montati oppure con una parte alternativa.

Montato

Montato è lo stato predefinito di un componente prima che venga applicata qualsiasi variazione; se è montato, allora non è variato. Tutti i componenti sono impostati per default come montati quando viene creata una nuova variazione nella finestra di dialogo Variant Management (vedere sotto), che rappresenta lo stato di componente montato come una cella vuota.

Montato con parametro/i variato/i

Il processo di definizione della variante consente di variare uno qualsiasi dei parametri di un componente. La modifica del valore di un parametro è una variazione locale e influirà solo sulla documentazione di output. Lo schema originale e il componente il cui parametro viene variato non vengono modificati in alcun modo. Nell’immagine seguente, C8 ha il parametro Value variato, e questa variazione è indicata dal carattere corsivo nello spazio di progettazione, utilizzato per visualizzare la sua stringa di valore.

Non montato

Quando un componente è impostato come Not Fitted continua a esistere nello schema e verrà trasferito al PCB (in modo che il footprint possa essere posizionato), ma viene rimosso dalla documentazione di output appropriata, come la BOM. Il modo in cui i componenti non montati vengono presentati nella documentazione può essere configurato, ad esempio per essere contrassegnati con una croce nello schema e negli output di disegno PCB – vedere Configurazione della visualizzazione dei componenti variati nei documenti di progetto.

Con la variazione selezionata (BGA), C6 è montato, C5 e C7 non sono montati e C8 è montato, ma con un valore di parametro variato.

Parte alternativa

Una variazione può anche essere impostata su un componente completamente diverso come parte alternativa. Quando la scheda compilata è selezionata nell’editor schematico, la parte alternativa verrà mostrata passando da una variante all’altra. Per questo tipo di variazione, la parte alternativa deve condividere lo stesso insieme di pin schematici posizionati nelle stesse posizioni della parte di base. Questo è un requisito essenziale per garantire che la connettività rimanga valida quando il progetto viene compilato.

Nell’esempio mostrato di seguito, vengono utilizzate parti alternative per R3 e Q1 nella variante TSOP. Q1 è un transistor NPN nella variante BGA e un JFET nella variante TSOP. Si noti che in entrambi i casi vengono utilizzati gli stessi pin.

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Esistono due modi in cui una parte alternativa viene gestita sul PCB.

• If the footprint is the same – se la parte alternativa scelta ha lo stesso nome di footprint della parte di base, solo un’istanza del footprint verrà trasferita al PCB. Poiché a un componente possono essere assegnati più footprint, assicurarsi che il footprint corretto sia selezionato nella finestra di dialogo Variant Management per ciascuna variante.

• If the footprint changes – se la parte alternativa scelta ha un nome di footprint diverso da quello della parte di base, entrambi i footprint vengono trasferiti al PCB. È quindi necessario decidere come posizionare i due footprint sul PCB. Si noti che entrambi i footprint avranno lo stesso designatore, poiché viene sempre montato solo uno dei due componenti. L’animazione seguente mostra come questa situazione potrebbe essere gestita quando una variante ha SRAM BGA e l’altra variante ha SRAM TSOP.

Nelle impostazioni di una particolare variante, è possibile scegliere di utilizzare simboli e/o footprint non variati per i componenti per i quali sono selezionate parti alternative.

Modifica del tipo di componente

La possibilità di selezionare una parte alternativa non è limitata alla scelta dello stesso tipo di componente, quindi è possibile avere un componente di base che sia, ad esempio, una resistenza e poi definire una parte alternativa che sia un condensatore. È importante essere consapevoli delle conseguenze di questo tipo di parte alternativa:

• Designator – esiste un solo designatore per ciascun componente logico di base, ed è questo designatore che viene utilizzato per tutte le varianti. Ad esempio, se una resistenza viene sostituita con un condensatore, si potrebbe prendere in considerazione l’uso di un prefisso speciale nel designatore per indicarlo, come R_C o R-C.

• Pins – il componente alternativo deve avere lo stesso numero di pin del componente di base, e questi pin devono trovarsi nella stessa posizione ed essere dello stesso tipo elettrico. Se queste condizioni non sono soddisfatte, verrà visualizzato un avviso.

Progetti multicanale

Main article: Progettazione multi-sheet e multicanale

I progetti multicanale consentono di indicare un singolo foglio schematico, o un albero di fogli, da ripetere, replicando di fatto una sezione del progetto più volte. Non è necessario copiare e incollare manualmente, poiché il software gestisce il processo di replica, mentre l’utente definisce il metodo di annotazione utilizzato per identificare i componenti ripetuti.

In Altium Designer, nei progetti multicanale è supportata, per una variante selezionata, la possibilità di sostituire un componente di base con un componente completamente diverso.

Nell'animazione, la variante BGA ha due SRAM montate, mentre la variante TSOP ha quattro SRAM montate. Questo si ottiene non montando uno dei due canali di memoria nella variante BGA.

In termini di canali, una variante può avere componenti variati tra all channels o all'interno di un specific channel, incluse le variazioni di componenti montati/non montati, parametri specifici dei componenti variati o parti alternative.