Design Variants

Gdy produkt ma zostać zaprojektowany i wytwarzany jako określona liczba variations tego produktu, gdzie każdy ma inne opcje lub możliwości, możliwość wdrożenia design variants eliminuje potrzebę tworzenia unikalnej wersji projektu dla każdej odmiany.

W praktyce wariant projektu wykorzystuje ten sam projekt bazowy, ale montaż PCB jest realizowany z zestawem komponentów określonym przez daną odmianę. Następnie podczas generowania danych produkcyjnych projektu (BOM, P&P, rysunki montażowe itp.) można wskazać odmianę, co z kolei determinuje sposób złożenia produktu.

Możliwość tworzenia variations tego samego projektu bazowego dodaje znaczną elastyczność w sposobie tworzenia projektów PCB w Altium Designer. Korzystając z wariantów, możesz zdefiniować dowolną liczbę odmian projektu płytki, w których każdy komponent może być skonfigurowany jako:

• Montowany na płytce.
• Nie montowany na płytce.
• Montowany na płytce, ale ze zmodyfikowanymi parametrami komponentu, np. jego wartością.
• Zupełnie inny komponent, jako alternatywny element zamienny.

Warianty projektu wykorzystujące którykolwiek z tych typów zmian są określane jako assembly variants, ponieważ wpływają wyłącznie na proces montażu. W takim przypadku wszystkie warianty współdzielą tę samą wyprodukowaną, gołą płytkę.

Altium Designer obsługuje również zmiany informacji nadruku (overlay) komponentów na PCB, np. zmianę komentarza komponentu. Taka zmiana wymaga wykonania dwóch sitodruków, co skutkuje wytworzeniem dwóch różnych gołych płytek. Ten typ wariantu nazywa się fabrication variant.

Warianty projektu są zarządzane, tworzone i edytowane w Altium Designer w oknie dialogowym Variant Management lub w interfejsie opartym na dokumencie Variant Manager. Aby uzyskać dostęp, użyj polecenia Project » Variants z menu głównego lub polecenia Variants z menu kontekstowego wpisu projektu w panelu Projects. Aby dowiedzieć się więcej, zapoznaj się z następującymi stronami:

• Praca z oknem dialogowym Variant Management 
• Praca z Variant Manager

Komponenty logiczne i fizyczne

Warto zrozumieć, że w Altium Designer zasadniczo występują dwa typy komponentów: komponenty logiczne i komponenty fizyczne. Różnica polega na tym, że komponenty umieszczone na arkuszu schematu są komponentami logicznymi, z których każdy jest bytem koncepcyjnym reprezentującym komponent fizyczny, który ostatecznie zostanie zamontowany na zmontowanej PCB.

Choć ten model jeden-do-jednego (logiczny-do-fizycznego) sprawdza się w prostym projekcie, nie obsługuje on niektórych bardziej zaawansowanych funkcji Altium Designer. Przykładami są projekty wielokanałowe, w których fragment układu jest „odciskany” 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, aby one komponent logiczny reprezentował multiple komponentów fizycznych.

Altium Designer zapewnia tę relację jeden-do-wielu dzięki technologii kompilatora. Gdy projekt logiczny jest kompilowany (proces automatyczny), każdy komponent fizyczny jest instancjonowany w pamięci, gotowy do przeniesienia do przestrzeni projektu płytki.

Aby umożliwić sytuacje, w których na poziomie schematu wymagany jest dostęp do komponentów fizycznych, np. podczas definiowania wariantów projektu, projekt fizyczny jest również udostępniany w edytorze schematu poprzez karty znajdujące się na dole arkusza schematu. Tutaj skrajnie lewa karta Editor wybiera (standardowy) zarejestrowany projekt logiczny, a pozostałe „skompilowane” karty reprezentują równoważny projekt fizyczny, w takiej postaci, w jakiej zostanie przeniesiony do przestrzeni projektu PCB. Zwróć uwagę, że schemat pod skompilowaną kartą jest tylko do odczytu.

Obraz przedstawia widok fizycznego schematu w edytorze schematu. Wybierz żądaną odmianę projektu, dwukrotnie klikając wpis wariantu w panelu Projects.

Typy zmian

Funkcja wariantów, jak sama nazwa wskazuje, tworzy odmiany oryginalnego lub „bazowego” projektu PCB. Po ustanowieniu projektu bazowego warianty definiuje się w Variant Manager, konfigurując komponenty płytki jako: montowane, montowane ze zmienionymi parametrami, nie montowane lub z użyciem części alternatywnej.

Montowany

„Montowany” to domyślny stan komponentu przed zastosowaniem jakichkolwiek zmian; jeśli jest montowany, to nie jest zmieniany. Wszystkie komponenty domyślnie są montowane, gdy w oknie dialogowym Variant Management tworzona jest nowa odmiana (patrz poniżej), co stan montowany reprezentuje jako pustą komórkę.

Montowany ze zmienionym(i) parametrem(ami)

Proces definiowania wariantu pozwala zmieniać dowolne parametry komponentu. Modyfikacja wartości parametru jest zmianą lokalną i wpływa wyłącznie na dokumentację wyjściową. Oryginalny schemat oraz komponent, którego parametr jest zmieniany, nie są w żaden sposób modyfikowane. Na poniższym obrazie C8 ma zmieniony parametr Value, a ta zmiana jest wskazana kursywą w obszarze projektu, używaną do wyświetlania jego ciągu wartości.

Nie montowany

Gdy komponent jest ustawiony jako Not Fitted, nadal istnieje na schemacie i zostanie przeniesiony na PCB (aby można było umieścić footprint), ale jest usuwany z odpowiedniej dokumentacji wyjściowej, takiej jak BOM. Sposób prezentacji komponentów nie montowanych w dokumentacji można skonfigurować, np. tak, aby były oznaczane krzyżykiem na schemacie i w wyjściach rysunków PCB – zobacz Konfigurowanie wyświetlania zmienianych komponentów w dokumentach projektu.

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

Część alternatywna

Odmiana może również zostać ustawiona na całkowicie inny komponent jako część alternatywna. Gdy w edytorze schematu wybrana jest skompilowana karta, część alternatywna będzie widoczna podczas przełączania między wariantami. Dla tego typu zmiany część alternatywna musi współdzielić ten sam zestaw pinów schematowych, umieszczonych w tych samych lokalizacjach co część bazowa. Jest to kluczowy wymóg, aby zapewnić poprawność połączeń podczas kompilacji projektu.

W pokazanym poniżej przykładzie użyto części alternatywnych dla R3 i Q1 w wariancie TSOP. Q1 jest tranzystorem NPN w wariancie BGA i JFET w wariancie TSOP. Zwróć uwagę, że w obu przypadkach używane są te same piny.

❯ ❮ Javascript ID: Variation_AlternatePart_AD18_x

Istnieją dwa sposoby obsługi części alternatywnej na PCB.

• If the footprint is the same – jeśli wybrana część alternatywna ma tę samą nazwę footprintu co część bazowa, na PCB zostanie przeniesiona tylko jedna instancja footprintu. Ponieważ do komponentu można przypisać wiele footprintów, upewnij 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 przenoszone są oba footprinty. Następnie musisz zdecydować, jak rozmieścić te dwa footprinty na PCB. Zwróć uwagę, że oba footprinty będą miały ten sam oznacznik (designator), ponieważ zawsze montowany jest tylko jeden z tych komponentów. Poniższa animacja pokazuje, jak można obsłużyć taką sytuację, gdy jeden wariant ma pamięć SRAM w obudowie BGA, a drugi wariant ma SRAM w obudowie TSOP.

W ustawieniach konkretnego wariantu możesz wybrać użycie symboli i/lub footprintów niepodlegających zmianom dla komponentów, dla których wybrano części alternatywne.

Zmiana typu komponentu

Możliwość wyboru części alternatywnej nie jest ograniczona do wyboru tego samego typu komponentu, więc możesz mieć komponent bazowy będący np. rezystorem, a następnie zdefiniować część alternatywną będącą kondensatorem. Ważne jest, aby mieć świadomość konsekwencji takiego typu części alternatywnej:

• Designator – dla każdego logicznego komponentu bazowego istnieje tylko jeden oznacznik (designator) i to on jest używany dla wszystkich wariantów. Na przykład, jeśli rezystor zostanie zamieniony na kondensator, możesz rozważyć użycie specjalnego prefiksu oznacznika, aby to wskazać, np. R_C lub R-C.

• Pins – komponent alternatywny musi mieć taką samą liczbę pinów jak komponent bazowy, a piny te muszą znajdować się w tych samych lokalizacjach i mieć ten sam electrical type. Jeśli warunki te nie zostaną spełnione, pojawi się ostrzeżenie.

Projekty wielokanałowe

Main article: Projekt wieloarkuszowy i wielokanałowy

Projekty wielokanałowe pozwalają wskazać pojedynczy arkusz schematu lub drzewo arkuszy do powtórzenia, skutecznie „odciskając” fragment projektu wielokrotnie. Ręczne kopiowanie i wklejanie nie jest wymagane, ponieważ oprogramowanie zarządza procesem powielania, a Ty definiujesz metodę anotacji używaną do identyfikacji powtarzanych komponentów.

W Altium Designer, w projektach wielokanałowych, dla wybranego wariantu obsługiwana jest możliwość zastąpienia komponentu bazowego całkowicie innym komponentem.

W animacji wariant BGA ma zamontowane dwie pamięci SRAM, natomiast wariant TSOP ma zamontowane cztery pamięci SRAM. Osiąga się to poprzez niezastosowanie jednego z dwóch kanałów pamięci w wariancie BGA.

Jeśli chodzi o kanały, w wariancie komponenty mogą się różnić pomiędzy all channels lub w obrębie specific channel, co obejmuje różnice takie jak: komponenty zamontowane/niezamontowane, zmienione konkretne parametry komponentów lub części alternatywne.