Design Variants

Gdy produkt ma być projektowany i produkowany w postaci wielu variations tego produktu, z których każdy oferuje inne opcje lub możliwości, możliwość zastosowania design variants pozwala uniknąć konieczności tworzenia osobnej wersji projektu dla każdej odmiany.

W praktyce wariant projektu wykorzystuje ten sam projekt bazowy, ale na płytce PCB montowany jest zestaw komponentów określony dla danej odmiany. Odmianę można następnie wybrać podczas generowania dokumentacji produkcyjnej projektu (BOM, P&P, rysunki montażowe itp.), co z kolei określa sposób montażu produktu.

Możliwość tworzenia variations tego samego projektu bazowego zapewnia znaczną elastyczność podczas tworzenia projektów PCB w Altium Designer. Dzięki wariantom można zdefiniować dowolną liczbę odmian projektu płytki, w których każdy komponent może być skonfigurowany jako:

• Montowany na płytce.
• Niemontowany na płytce.
• Montowany na płytce, ale ze zmodyfikowanymi parametrami, takimi jak wartość.
• Zupełnie inny komponent, pełniący rolę zamiennika.

Warianty projektu wykorzystujące dowolny z tych typów zmian są określane jako assembly variants, ponieważ wpływają wyłącznie na proces montażu. W tym przypadku wszystkie warianty wykorzystują tę samą wyprodukowaną płytkę bez zamontowanych komponentów.

Altium Designer obsługuje również zmiany informacji na warstwie opisowej PCB, takie jak zmiana komentarza komponentu. Taka zmiana wymaga przygotowania dwóch sit do nadruku warstwy opisowej, co skutkuje produkcją dwóch różnych płytek bez zamontowanych komponentów. Ten typ wariantu jest określany jako fabrication variant.

Wariantami projektu można zarządzać, a także tworzyć je i edytować w oknie dialogowym Variant Management lub w interfejsie opartym na dokumencie Variant Manager w Altium Designer. Aby uzyskać dostęp, użyj polecenia Project » Variants z menu głównego lub polecenia Variants z menu kontekstowego pozycji projektu w panelu Projects. Więcej informacji można znaleźć na następujących stronach:

• Praca z oknem dialogowym zarządzania wariantami 
• Praca z menedżerem wariantów

Komponenty logiczne i fizyczne

Warto wiedzieć, że w Altium Designer występują zasadniczo dwa typy komponentów: logiczne i fizyczne. Różnica polega na tym, że komponenty umieszczone na arkuszu schematu są komponentami logicznymi — każdy z nich jest abstrakcyjnym obiektem reprezentującym komponent fizyczny, który ostatecznie zostanie zamontowany na płytce PCB.

Choć ten model odwzorowania komponentów logicznych na fizyczne w relacji jeden do jednego sprawdza się w prostych projektach, nie obsługuje niektórych bardziej zaawansowanych funkcji Altium Designer. Przykładami są projekty wielokanałowe, w których fragment obwodu jest powielany tyle razy, ile potrzeba, oraz warianty, w których jeden projekt może być realizowany z różnymi komponentami montowanymi w poszczególnych odmianach projektu płytki. Takie funkcje wymagają możliwości reprezentowania multiple komponentów fizycznych przez one komponent logiczny.

Altium Designer zapewnia tę relację jeden do wielu dzięki technologii kompilatora. Podczas kompilacji projektu logicznego (procesu automatycznego) w pamięci tworzona jest instancja każdego komponentu fizycznego, gotowa do przeniesienia do obszaru projektowania płytki.

Aby umożliwić dostęp do komponentów fizycznych z poziomu schematu, na przykład podczas definiowania odmian projektu, projekt fizyczny jest również dostępny w edytorze schematów za pośrednictwem kart znajdujących się u dołu arkusza schematu. Skrajna lewa karta Editor służy do wyboru (standardowego) źródłowego projektu logicznego, a pozostałe „skompilowane” karty reprezentują odpowiadający mu projekt fizyczny w postaci, w jakiej zostanie przeniesiony do obszaru projektowania PCB. Należy pamiętać, że schemat na skompilowanej karcie jest dostępny tylko do odczytu.

Ilustracja przedstawia widok fizycznego projektu schematu w edytorze schematów. Wybierz żądaną odmianę projektu, klikając dwukrotnie pozycję wariantu w panelu Projects.

Typy zmian

Funkcja wariantów, zgodnie z nazwą, tworzy odmiany oryginalnego, czyli „bazowego” projektu PCB. Po przygotowaniu projektu bazowego warianty definiuje się w Variant Manager, konfigurując komponenty płytki jako montowane, montowane ze zmienionymi parametrami, niemontowane lub zastępowane zamiennikami.

Montowany

Montowany to domyślny stan komponentu przed wprowadzeniem jakichkolwiek zmian w wariantach; jeśli komponent jest montowany, nie podlega zmianie. Po utworzeniu nowej odmiany w oknie dialogowym Variant Management (patrz poniżej) wszystkie komponenty są domyślnie ustawione jako montowane, a stan ten jest reprezentowany przez pustą komórkę.

Montowany ze zmienionymi parametrami

Proces definiowania wariantu umożliwia zmianę dowolnych parametrów komponentu. Zmiana wartości parametru jest zmianą lokalną i wpływa wyłącznie na dokumentację wyjściową. Oryginalny schemat ani komponent, którego parametr jest zmieniany, nie są w żaden sposób modyfikowane. Na poniższej ilustracji komponent C8 ma zmieniony parametr Value, co jest sygnalizowane kursywą używaną do wyświetlania jego wartości w obszarze projektowania.

Niemontowany

Gdy komponent zostanie ustawiony jako Not Fitted, nadal istnieje na schemacie i zostanie przeniesiony na PCB (aby można było umieścić jego obudowę), ale zostanie usunięty z odpowiedniej dokumentacji wyjściowej, takiej jak BOM. Sposób prezentacji niemontowanych komponentów w dokumentacji można skonfigurować — na przykład mogą być oznaczane krzyżykiem na schemacie i na rysunkach PCB. Patrz Konfigurowanie wyświetlania komponentów zmienionych w wariantach w dokumentach projektu.

W wybranej odmianie (BGA) komponent C6 jest montowany, C5 i C7 nie są montowane, a C8 jest montowany, ale ze zmienioną wartością parametru.

Zamiennik

W odmianie można również zastosować zupełnie inny komponent jako zamiennik. Po wybraniu skompilowanej karty w edytorze schematów zamiennik będzie wyświetlany podczas przełączania między wariantami. W przypadku tego typu zmiany zamiennik musi mieć taki sam zestaw wyprowadzeń na schemacie, umieszczonych w tych samych miejscach co wyprowadzenia komponentu bazowego. Jest to warunek konieczny do zachowania poprawności połączeń podczas kompilacji projektu.

W przykładzie pokazanym poniżej zastosowano części alternatywne dla R3 i Q1 w wariancie TSOP. Q1 jest tranzystorem NPN w wariancie BGA i tranzystorem JFET w wariancie TSOP. Należy pamiętać, że w obu przypadkach używane są te same wyprowadzenia.

❯ ❮ Javascript ID: Variation_AlternatePart_AD18_x

Część alternatywna może być obsługiwana na PCB na dwa sposoby.

• If the footprint is the same – Jeśli wybrana część alternatywna ma taką samą nazwę footprintu jak część bazowa, na PCB zostanie przeniesiona tylko jedna instancja footprintu. Ponieważ do komponentu można przypisać wiele footprintów, należy upewnić się, że w oknie dialogowym Variant Management dla każdego wariantu wybrano właściwy footprint.

• If the footprint changes – Jeśli wybrana część alternatywna ma inną nazwę footprintu niż część bazowa, na PCB zostaną przeniesione oba footprinty. Należy wtedy zdecydować, jak je rozmieścić na PCB. Warto pamiętać, że oba footprinty będą miały to samo oznaczenie, ponieważ montowany jest zawsze tylko jeden z tych komponentów. Poniższa animacja pokazuje, jak można rozwiązać tę sytuację, gdy w jednym wariancie zastosowano pamięć SRAM w obudowie BGA, a w drugim — pamięć SRAM w obudowie TSOP.

W ustawieniach danego wariantu można wybrać używanie niezmienionych symboli i/lub footprintów dla komponentów, dla których wybrano części alternatywne.

Zmiana typu komponentu

Możliwość wyboru części alternatywnej nie ogranicza się do komponentów tego samego typu. Komponentem bazowym może być na przykład rezystor, a jako część alternatywną można zdefiniować kondensator. Należy mieć świadomość konsekwencji stosowania takich części alternatywnych:

• Designator – każdy logiczny komponent bazowy ma tylko jedno oznaczenie, które jest używane we wszystkich wariantach. Na przykład przy zastępowaniu rezystora kondensatorem warto rozważyć zastosowanie specjalnego prefiksu oznaczenia, który to zasygnalizuje, takiego jak R_C lub R-C.

• Pins – komponent alternatywny musi mieć taką samą liczbę wyprowadzeń jak komponent bazowy, a wyprowadzenia te muszą znajdować się w tych samych miejscach i mieć ten sam typ elektryczny. Jeśli te warunki nie zostaną spełnione, pojawi się ostrzeżenie.

Projekty wielokanałowe

Main article: Projektowanie wieloarkuszowe i wielokanałowe

Projekty wielokanałowe umożliwiają wskazanie pojedynczego arkusza schematu lub drzewa arkuszy do powielenia, co pozwala wielokrotnie odtworzyć dany fragment projektu. Ręczne kopiowanie i wklejanie nie jest wymagane, ponieważ procesem powielania zarządza oprogramowanie, a użytkownik określa sposób nadawania oznaczeń identyfikujących powtarzające się komponenty.

W projektach wielokanałowych w Altium Designer można zastąpić komponent bazowy zupełnie innym komponentem w wybranym wariancie.

Na animacji w wariancie BGA zamontowano dwie pamięci SRAM, natomiast w wariancie TSOP — cztery. Uzyskano to przez pominięcie montażu jednego z dwóch kanałów pamięci w wariancie BGA.

W odniesieniu do kanałów wariant może obejmować zmiany komponentów w obrębie all channels lub pojedynczego specific channel, w tym montaż lub brak montażu komponentów, zmiany określonych parametrów komponentów lub zastosowanie części alternatywnych.