File-based Component Libraries

Komponenty i sposób, w jaki są ze sobą połączone tworzą Twój unikalny produkt elektroniczny. Komponenty są podstawowymi elementami składowymi tego produktu. Czym więc dokładnie jest komponent i gdzie jest przechowywany?

W świecie rzeczywistym komponenty są obiektami materialnymi, a więc stosunkowo łatwo je zidentyfikować. Jednak w wirtualnym świecie projektowania komponenty muszą zostać sprowadzone do szeregu modeli, które można wykorzystywać w różnych dziedzinach projektowych. Podczas procesów tworzenia schematu i implementacji komponent jest reprezentowany jako symbol na schemacie, jako footprint na PCB, jako model SPICE do symulacji, jako opis integralności sygnału do analizy jakości sygnałów oraz jako model trójwymiarowy do wizualizacji 3D komponentu i PCB. Jeden komponent, z inną reprezentacją dla każdej dziedziny projektowej.

Każda dziedzina projektowa wymaga wyspecjalizowanego modelu. Dla tworzenia schematu model nazywa się symbolem. Ponieważ środowisko projektowe opiera się na założeniu, że projekt zaczyna się od schematu, symbol schematyczny służy do powiązania ze sobą różnych modeli.

Następnie parametry dodają dodatkowe szczegóły potrzebne do identyfikacji rzeczywistego komponentu fizycznego, takie jak moc, tolerancja, dane zakupowe, odwołania do noty katalogowej itd.

Model symbolu łączy się z pozostałymi modelami tak, aby w pełni opisać 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. Część z nich korzysta ze standardowego formatu plików, jak SPICE, podczas gdy inne używają formatu zastrzeżonego, jak plik biblioteki schematów, który służy do przechowywania symboli schematycznych lub komponentów.

Niektóre rodzaje modeli, takie jak SPICE, są przechowywane jako jeden model na plik — nazywa się je plikami modeli. Inne, jak footprinty PCB, są przechowywane w pliku, który może zawierać jeden lub wiele footprintów. Nazywa się je bibliotekami modeli.

Podsumowanie typów modeli i bibliotek

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

Poniżej znajduje się podsumowanie każdego rodzaju modelu i biblioteki.

Komponent

Komponent może być czymś prostym, jak rezystor z dwoma wyprowadzeniami, albo dużym złączem z setkami i setkami pinów. Aby zapewnić elastyczność w organizowaniu komponentów na arkuszach schematu, oprogramowanie zawiera szereg przydatnych funkcji związanych z wyświetlaniem. 

Czy to symbol, czy komponent?

Gdy podłączysz inne modele dziedzinowe i dodasz parametry, symbol staje się komponentem. Wielu projektantów nadal nazywa go symbolem, gdy widzą go na schemacie — bo to właśnie widzą — ale do tego symbolu dołączone są inne modele dziedzinowe i szczegóły parametryczne, które definiują go jako komponent. W tym dokumencie używa się terminu symbol do opisu obiektów graficznych i pinów umieszczanych w edytorze biblioteki schematów. We wszystkich pozostałych sytuacjach jest on określany jako component.

Symbol tworzy się w edytorze biblioteki schematów. Gdy tylko dodasz powiązania do modeli i dodasz parametry, staje się on komponentem. Szczegóły komponentu można dodać w edytorze biblioteki schematów albo — jeśli używasz biblioteki typu DbLink lub DbLib — szczegóły mogą zostać pobrane z bazy danych i dodane do symbolu podczas wstawiania na schemat (więcej o tym później). Alternatywnie szczegóły można dodać po umieszczeniu symbolu na arkuszu schematu.

Symbol

Symbol tworzy się w edytorze biblioteki schematów. Powstaje on poprzez umieszczanie obiektów graficznych w celu zbudowania wymaganego kształtu, a następnie dodanie pinów. To piny wnoszą do komponentu „inteligencję” elektryczną. To one są przez oprogramowanie identyfikowane jako punkty połączeń elektrycznych i to one są mapowane na pady w footprincie PCB.

 
Symbole mogą być małe i proste albo dotyczyć komponentów o dużej liczbie pinów, tworzonych jako wieloczęściowe (multi-part).

Biblioteki oparte na plikach

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

Modele schematyczne i PCB oraz biblioteki modeli

Main pages: Biblioteki schematów, Biblioteki PCB

We wczesnych latach automatyzacji projektowania elektroniki istniały dwie dziedziny projektowe: tworzenie schematu i projektowanie PCB. Wynikami tworzenia schematu był zestaw wydrukowanych arkuszy schematu, a wynikami projektowania PCB były pliki do produkcji i montażu płytki.

Aby to wspierać, projektant musiał móc tworzyć i przechowywać symbole schematyczne, gotowe do umieszczenia na arkuszu schematu. Szczegóły takie jak wartość komponentu, napięcie, moc, footprint itd. często dodawano dopiero po wstawieniu symbolu z biblioteki symboli na arkusz schematu.

W przypadku footprintów nacisk w możliwościach edycji kładziono na implementację projektu jako zestawu warstw zawierających kształty potrzebne do fotonarzędzi. To ukierunkowanie na wynik (output-driven) determinowało, jakie kształty były obsługiwane — aż po krój czcionki używany dla oznaczenia (designatora) i innych napisów na sitodruku.

Te proste symbole i footprinty tworzono i przechowywano w bibliotekach, przy czym oba typy początkowo miały rozszerzenie pliku *.Lib. Gdy Windows złagodził limit trzech znaków dla rozszerzeń plików, zmieniono je na *.SchLib dla symboli schematycznych oraz *.PcbLib dla footprintów. 

Biblioteki schematów i PCB są kontenerami 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. Rozwijano także inne dziedziny projektowe, takie jak symulacja obwodów, a więc należało również wspierać modele dla tych dziedzin. W ramach tworzenia komponentów gotowych do użycia trzeba też móc zweryfikować mapowanie symbol–model, a następnie dostarczyć te komponenty w jednym, gotowym do użycia pliku biblioteki.

Aby spełnić te wymagania, opracowano bibliotekę zintegrowaną (*.IntLib). Biblioteka zintegrowana zawiera wszystkie typy modeli w jednym pliku. Źródłem biblioteki zintegrowanej jest pakiet biblioteki (*.LibPkg), czyli projekt projektowy, który łączy symbole źródłowe, footprinty oraz modele symulacyjne. Gdy projekt pakietu biblioteki zostanie skompilowany, weryfikowane jest mapowanie symboli do modeli i tworzona jest Biblioteka Zintegrowana. Korzystanie z IntLib oznacza, że biblioteka staje się czymś, z czego umieszcza się gotowe do użycia komponenty, co stanowi dobre rozwiązanie dla średnich i dużych organizacji, które chcą oddzielić tworzenie komponentów od projektowania produktu.

Słownik