File-based Component Libraries

To komponenty i sposób ich połączenia tworzą Twój unikatowy produkt elektroniczny. Komponenty są podstawowymi elementami składowymi tego produktu. Czym zatem dokładnie jest komponent i gdzie przechowywane są komponenty?

W świecie rzeczywistym komponenty są obiektami materialnymi, dlatego stosunkowo łatwo je zidentyfikować. Jednak w wirtualnym świecie projektowania komponenty muszą zostać odwzorowane za pomocą szeregu modeli, które można wykorzystać w różnych dziedzinach projektowania. Podczas tworzenia i realizacji projektu komponent jest reprezentowany jako symbol na schemacie, jako footprint na płytce PCB, jako model SPICE do symulacji, jako opis integralności sygnałów do analizy ich jakości oraz jako model trójwymiarowy do wizualizacji 3D komponentu i płytki PCB. Jeden komponent, z inną reprezentacją dla każdej dziedziny projektowania.

Każda dziedzina projektowania wymaga specjalistycznego modelu. Podczas tworzenia schematu model ten określa się mianem symbolu. Ponieważ środowisko projektowe opiera się na założeniu, że projekt rozpoczyna się od schematu, symbol schematowy służy do powiązania ze sobą poszczególnych modeli.

Parametry dostarczają dodatkowych szczegółów niezbędnych do identyfikacji rzeczywistego komponentu fizycznego, takich jak moc znamionowa, tolerancja, informacje zakupowe, odnośniki do kart katalogowych itp.

Model symbolu jest powiązany z pozostałymi modelami, aby w pełni opisać dany komponent w każdej dziedzinie. Model 3D jest w rzeczywistości umieszczany wewnątrz footprintu.

Modele i biblioteki modeli

Każdy typ modelu i komponentu musi być przechowywany w pliku modelu lub bibliotece. Niektóre z nich wykorzystują standardowy format pliku, taki jak SPICE, a inne — format własnościowy, taki jak plik biblioteki schematowej, który służy do przechowywania symboli schematowych lub komponentów.

Niektóre rodzaje modeli, takie jak SPICE, są przechowywane po jednym modelu w pliku — takie pliki nazywa się plikami modeli. Inne, takie jak footprinty PCB, są przechowywane w pliku, który może zawierać jeden lub wiele footprintów. Takie pliki nazywa się bibliotekami modeli.

Zestawienie typów modeli i bibliotek

Obsługa szerokiego zakresu zadań projektowych wykonywanych w procesie opracowywania elektroniki wymaga wielu rodzajów modeli i formatów bibliotek.

Poniżej przedstawiono zestawienie poszczególnych rodzajów modeli i bibliotek.

Komponent

Komponent może być czymś prostym, jak rezystor z dwoma wyprowadzeniami, lub dużym złączem z setkami wyprowadzeń. Aby zapewnić elastyczność rozmieszczania komponentów na arkuszach schematu, oprogramowanie oferuje szereg przydatnych funkcji związanych z wyświetlaniem. 

Symbol czy komponent?

Po powiązaniu modeli z innych dziedzin projektowania i dodaniu parametrów symbol staje się komponentem. Wielu projektantów nadal nazywa go symbolem, gdy widzi go na schemacie, ponieważ właśnie to jest widoczne. Jednak z tym symbolem powiązane są modele z innych dziedzin projektowania oraz dane parametryczne, które definiują go jako komponent. W tym dokumencie termin symbol oznacza obiekty graficzne i wyprowadzenia umieszczane w edytorze bibliotek schematowych. We wszystkich pozostałych sytuacjach używany jest termin component.

Symbol tworzy się w edytorze bibliotek schematowych. Gdy tylko dodasz powiązania z modelami i parametry, staje się on komponentem. Szczegółowe dane komponentu można dodać w edytorze bibliotek schematowych. Jeśli korzystasz z biblioteki typu DbLink lub DbLib, dane te mogą zostać pobrane z bazy danych i dodane do symbolu podczas umieszczania go na schemacie (więcej na ten temat w dalszej części). Można je również dodać po umieszczeniu symbolu na arkuszu schematu.

Symbol

Symbol tworzy się w edytorze bibliotek schematowych. Najpierw umieszcza się obiekty graficzne, aby uzyskać wymagany kształt, a następnie dodaje się piny. To właśnie piny nadają komponentowi właściwości elektryczne. Oprogramowanie rozpoznaje je jako punkty połączeń elektrycznych i przyporządkowuje je do pól lutowniczych we wzorcu obudowy PCB.

 
Symbole mogą być małe i proste lub reprezentować komponenty o dużej liczbie pinów, podzielone na wiele części.

Biblioteki oparte na plikach

Altium Designer obsługuje szereg różnych typów bibliotek opartych na plikach, opisanych poniżej.

Modele schematowe i PCB oraz biblioteki modeli

Main pages: Biblioteki schematowe, Biblioteki PCB

Na początku rozwoju automatyzacji projektowania elektroniki istniały dwie dziedziny projektowania: tworzenie schematów i projektowanie PCB. Wynikiem tworzenia schematów był zestaw wydrukowanych arkuszy schematów, a wynikiem projektowania PCB — pliki produkcyjne i montażowe PCB.

Aby to umożliwić, projektant musiał mieć możliwość tworzenia i przechowywania symboli schematowych gotowych do umieszczenia na arkuszu schematu. Szczegóły, takie jak wartość komponentu, napięcie, moc, wzorzec obudowy itp., często dodawano dopiero po umieszczeniu symbolu z biblioteki na arkuszu schematu.

W przypadku wzorców obudów możliwości edycji koncentrowały się na realizacji projektu jako zestawu warstw zawierających kształty niezbędne do przygotowania fotomasek. To ukierunkowanie na dane wyjściowe decydowało o obsługiwanych kształtach, a nawet o czcionce używanej do oznaczeń komponentów i innych napisów na warstwie opisowej.

Te proste symbole i wzorce obudów tworzono i przechowywano w bibliotekach, przy czym oba typy początkowo miały rozszerzenie pliku *.Lib. Gdy w systemie Windows zniesiono ograniczenie długości rozszerzeń plików do trzech znaków, zmieniono je na *.SchLib dla symboli schematowych i *.PcbLib dla wzorców obudów. 

Biblioteki schematowe i PCB służą do przechowywania modeli. 

Biblioteka zintegrowana

Main page: Biblioteki zintegrowane

Z czasem rosła potrzeba oddzielenia procesu tworzenia komponentów od procesu projektowania produktu. Zamiast dodawać szczegóły komponentu po umieszczeniu symbolu na arkuszu schematu, zespoły projektowe chciały w pełni definiować komponent w bibliotece. Rozwijały się również inne dziedziny projektowania, takie jak symulacja obwodów, dlatego konieczna stała się obsługa modeli także dla tych dziedzin. Tworzenie gotowych do użycia komponentów wymaga również możliwości weryfikacji przyporządkowania symbolu do modeli, a następnie dostarczenia tych komponentów w jednym, gotowym do użycia pliku biblioteki.

Aby spełnić te wymagania, opracowano bibliotekę zintegrowaną (*.IntLib). Biblioteka zintegrowana zawiera wszystkie rodzaje modeli w jednym pliku. Źródłem biblioteki zintegrowanej jest pakiet biblioteki (*.LibPkg), czyli projekt łączący źródłowe symbole, wzorce obudów i modele symulacyjne. Podczas kompilacji projektu pakietu biblioteki weryfikowane jest przyporządkowanie symboli do modeli i tworzona jest biblioteka zintegrowana. Korzystanie z biblioteki IntLib oznacza, że biblioteka staje się źródłem gotowych do użycia komponentów umieszczanych w projekcie. Jest to dobre rozwiązanie dla średnich i dużych organizacji, które chcą oddzielić tworzenie komponentów od projektowania produktu.

Słownik pojęć