Praca z arkuszami urządzeń

Ponowne wykorzystanie fragmentów obwodów z istniejących projektów przynosi wiele korzyści. Układ jest już sprawdzony, więc prace inżynierskie zostały zakończone. Pozwala to zaoszczędzić czas, ograniczyć zapasy komponentów i umożliwia zespołowi projektowemu skupienie się na opracowywaniu nowych koncepcji i produktów.

Projektanci to pomysłowi ludzie — już teraz stale wykorzystują istniejące projekty. Mogą ponownie narysować sprawdzony układ, skopiować i wkleić fragment istniejącego projektu lub dołączyć istniejący arkusz schematu do nowego projektu.

Arkusze urządzeń upraszczają proces projektowania, udostępniając modułowe, spójne bloki funkcjonalne, które można wykorzystywać w różnych projektach. Symbole arkuszy urządzeń umieszcza się i przywołuje podobnie jak komponenty. Podłącza się je tak samo jak symbole arkuszy odwołujące się do standardowych dokumentów schematów i działają one w ten sam sposób, ale nie są bezpośrednio dodawane do projektu.

Arkusze urządzeń

Arkusze urządzeń to bloki funkcjonalne opracowane z myślą o ponownym wykorzystaniu w różnych projektach. Zazwyczaj zawierają gotowe układy przydatne w wielu projektach, na przykład zasilacz.

Jeden arkusz urządzenia może być używany w wielu projektach.

Arkusz urządzenia tworzy się i zapisuje jako zwykły dokument schematu w zadeklarowanym folderze arkuszy urządzeń. Zamiast dodawać go jako dokument, umieszcza się go w projekcie i przywołuje podobnie jak komponent. Arkusze urządzeń są uwzględniane w hierarchii projektu i można je odróżnić od standardowych dokumentów schematów po innej ikonie dokumentu w panelu Projects.

Arkusze urządzeń są zazwyczaj domyślnie skonfigurowane jako tylko do odczytu. Dzięki temu wszyscy projektanci w zespole mają pewność, że są one kompletne i gotowe do użycia, a nikt nie może ich przypadkowo zmodyfikować. Ponieważ są skonfigurowane jako tylko do odczytu, nie można zmieniać oznaczeń komponentów ani numeru arkusza schematu.

Podstawowa różnica między arkuszem urządzenia a zwykłym arkuszem schematu polega na tym, że oprogramowanie udostępnia dodatkowe funkcje obsługi nadawania oznaczeń komponentom i numerowania arkuszy schematów, gdy projekt zawiera arkusze urządzeń.

Włączanie obsługi arkuszy urządzeń

1. W Eksploratorze plików systemu Windows utwórz w odpowiedniej lokalizacji folder do przechowywania arkuszy urządzeń. W razie potrzeby możesz utworzyć folder nadrzędny o nazwie Device Sheets z podfolderami dostosowanymi do wymagań firmy, takimi jak Data Conversion, Power itd.

2. Folder nadrzędny arkuszy urządzeń deklaruje się na stronie Zarządzanie danymi — Arkusze urządzeń w oknie dialogowym Preferences, jak pokazano poniżej. W razie potrzeby włącz opcję Include Sub-folders.

Tworzenie arkusza urządzenia

Arkuszem urządzenia może być dowolny zwykły arkusz schematu, również taki, który zawiera symbole arkuszy odwołujące się do innych arkuszy schematów. To właśnie umieszczenie go jako arkusza urządzenia z folderu arkuszy urządzeń informuje oprogramowanie, że dany arkusz schematu jest arkuszem urządzenia, że należy zastosować opcje sterowania arkuszami urządzeń zdefiniowane w oknie dialogowym Preferences oraz uwzględniać specjalne polecenia nadawania oznaczeń i numerowania arkuszy.

Jak wspomniano wcześniej, arkusze urządzeń są zazwyczaj skonfigurowane jako tylko do odczytu. Wyzwaniem podczas pracy z nimi nie jest ochrona danego fragmentu projektu przed modyfikacją, lecz obsługa zadań wykonywanych na zakończenie projektowania, czyli numerowania arkuszy schematów i nadawania oznaczeń komponentom.

Przed skopiowaniem lub przeniesieniem schematu do folderu przechowywania arkuszy urządzeń należy wykonać kilka czynności przygotowawczych:

• Traktuj arkusz urządzenia jako ukończony fragment projektu. Upewnij się, że zastosowano w nim właściwy szablon z wymaganymi adnotacjami firmowymi i zdefiniowanymi ciągami specjalnymi.

• Stosowanie spójnego schematu nazewnictwa arkuszy urządzeń może pomóc w ich uporządkowaniu w oknie dialogowym Select Device Sheet.

• Nadaj oznaczenia komponentom na schemacie arkusza urządzenia (Tools » Annotation » Annotate Schematics) przed umieszczeniem go w folderze arkuszy urządzeń. Niektórzy projektanci stosują prostą, jednolitą numerację komponentów, inni natomiast dodają przyrostek odzwierciedlający funkcję układu. Po zakończeniu projektowania można ponownie ponumerować wszystkie arkusze i komponenty w całym projekcie.

Korzystanie z arkusza urządzenia w projekcie

Aby użyć arkusza urządzenia w projekcie, należy umieścić reprezentujący go symbol arkusza. W tym celu:

1. Uruchom polecenie Place » Device Sheet Symbol z menu głównego, użyj polecenia Device Sheet Symbol () na Active Bar lub kliknij prawym przyciskiem myszy w obszarze projektowym i wybierz polecenie Place » Device Sheet Symbol z menu kontekstowego.

2. Otworzy się okno dialogowe Select Device Sheet. Drzewo po lewej stronie przedstawia strukturę folderów znajdujących się w folderze wybranym na stronie Data Management - Device Sheets okna dialogowego Preferences. Wszystkie arkusze schematów wykryte w wybranym folderze zostaną wyświetlone po prawej stronie, jak pokazano poniżej. Wprowadź żądane znaki w polu Filter, aby przefiltrować arkusze urządzeń.

   Wybierz odpowiedni folder arkuszy urządzeń po lewej stronie, a następnie wymagany arkusz urządzenia po prawej stronie.

   Kliknij przycisk Device Sheet Folders, aby otworzyć  okno dialogowe Foldery arkuszy urządzeń. W tym oknie wyświetlane są wszystkie istniejące foldery arkuszy urządzeń. Można w nim dodawać i usuwać foldery oraz zmieniać ich kolejność.

3. Wybierz wymagany arkusz urządzenia, a następnie kliknij OK. Powrócisz do edytora schematów, a symbol wybranego arkusza urządzenia będzie dołączony do kursora.

4. Kliknij, aby umieścić symbol arkusza w wybranym miejscu. Zwróć uwagę, że symbol arkusza urządzenia różni się od symbolu arkusza odwołującego się do zwykłego arkusza schematu — ma zaokrąglone narożniki i znak recyklingu. Możesz zmieniać rozmiar umieszczonego symbolu oraz położenie wejść arkusza.

   
   Umieszczony symbol arkusza urządzenia

5. Zwróć uwagę, że arkusz urządzenia jest reprezentowany przez inną ikonę dokumentu niż zwykły arkusz schematu.

   Arkusz urządzenia jest widoczny w hierarchii projektu ze specjalną ikoną arkusza urządzenia.

Po umieszczeniu symbolu arkusza urządzenia w dokumencie schematu będzie on działał tak samo jak standardowy symbol arkusza, ale będzie miał inne właściwości graficzne, wskazujące, że odwołuje się do arkusza urządzenia. Należy pamiętać, że właściwość File Name  arkusza urządzenia nie używa rozszerzenia pliku .SchDoc.

► Dowiedz się więcej o tworzeniu połączeń.

Właściwości arkusza urządzenia

Arkusz urządzenia tylko do odczytu. Zwróć uwagę, że karta Editor u dołu okna projektu ma przyrostek (ReadOnly), który wskazuje, że wyświetlany arkusz urządzenia
nie może być edytowany. Dostępna jest również opcja wyświetlania znaku wodnego trybu tylko do odczytu oraz znaku wodnego arkusza urządzenia (symbolu recyklingu).

Po umieszczeniu symbolu arkusza urządzenia otwórz ten arkusz, aby wyświetlić jego właściwości graficzne. Domyślnie arkusze urządzeń są dostępne tylko do odczytu — ustawienie to jest konfigurowane w sekcji Options na stronie Zarządzanie danymi — Arkusze urządzeń w oknie dialogowym Preferences. Należy pamiętać, że opcja Read-Only jest niezależna od wyświetlania Read Only Watermark na całym arkuszu. Sprawdź kartę Editor u dołu okna projektu, aby ustalić, czy arkusz jest ReadOnly (jak pokazano powyżej).

Edycja arkusza urządzenia

Arkusze urządzeń można edytować na dwa sposoby: korzystając ze źródłowych dokumentów schematów w folderach arkuszy urządzeń lub bezpośrednio w projekcie.

Edycja arkusza urządzenia z folderu arkuszy urządzeń

Aby edytować arkusze urządzeń z folderów arkuszy urządzeń:

• Zamknij wszystkie otwarte projekty, które odwołują się do danego arkusza urządzenia. Nie będzie można otworzyć arkusza urządzenia jako schematu źródłowego, jeśli aktualnie otwarty jest projekt, który się do niego odwołuje.

• Użyj polecenia File » Open, aby otworzyć źródłowy arkusz urządzenia z folderu arkuszy urządzeń. Arkusz zostanie wyświetlony jako standardowy schemat, bez znaków wodnych.

• Wprowadź wymagane modyfikacje, zapisz zmiany, a następnie zamknij arkusz urządzenia.

Edycja arkuszy urządzeń bezpośrednio w projekcie

Aby edytować arkusze urządzeń bezpośrednio w projekcie:

• Kliknij  w prawym górnym rogu, aby otworzyć okno dialogowe Preferences .

• Otwórz stronę Data Management - Device Sheets.

• Usuń zaznaczenie pola wyboru Make Device Sheets in Projects Read-Only, a następnie kliknij OK.

Projektowanie hierarchiczne z użyciem arkuszy urządzeń

Arkusz urządzenia może zawierać symbole arkuszy urządzeń, ale ze względu na zasady hierarchii nie może być arkuszem najwyższego poziomu w projekcie. Przy korzystaniu z arkuszy urządzeń nie ma ograniczeń głębokości struktury hierarchicznej.

Aby przygotować hierarchiczne arkusze urządzeń:

• Przygotuj i zapisz wszystkie odpowiednie podrzędne dokumenty schematów jako arkusze urządzeń w folderze arkuszy urządzeń.

• Umieść symbol arkusza urządzenia na schemacie nadrzędnym i zapisz ten schemat w folderze arkuszy urządzeń.

Ten schemat jest arkuszem urządzenia i zawiera również symbol arkusza urządzenia odwołujący się do podrzędnego arkusza urządzenia.

Refaktoryzacja projektu z użyciem arkuszy urządzeń

Main article: Refaktoryzacja projektu

Proces projektowania często przebiega w sposób nieuporządkowany i organiczny. Projektant może jednocześnie opracowywać koncepcje wielu części projektu, tworząc kolejne fragmenty w miarę rozwijania pomysłów. Oznacza to, że początkowo dobrze zorganizowany i przejrzyście rozmieszczony zestaw schematów może stać się zatłoczony i nieuporządkowany. Choć można zmienić organizację schematów za pomocą wycinania, kopiowania i wklejania, nie zawsze jest to najlepsze rozwiązanie.

Dlaczego nie wycinać i nie kopiować? Każdy umieszczany komponent otrzymuje unikatowy identyfikator, który jest automatycznie resetowany przy wycinaniu, kopiowaniu i wklejaniu komponentu. Takie zarządzanie identyfikatorami UID zapewnia, że każdy z nich występuje w projekcie tylko raz, ponieważ jest to kluczowe pole łączące komponent schematu z komponentem PCB. Wycinanie, kopiowanie i wklejanie sprawdza się, jeśli projekt nie został jeszcze przeniesiony do edytora PCB. Jeśli jednak został już przeniesiony, lepiej użyć narzędzi do refaktoryzacji.

Przenoszenie podobwodu do innego arkusza

Najprostszym sposobem przeniesienia fragmentu obwodu z jednego arkusza do drugiego jest zaznaczenie go, a następnie uruchomienie polecenia Edit » Refactor » Move Selected Subcircuit to Different Sheet z menu głównego (dostępnego również w menu kontekstowym po kliknięciu prawym przyciskiem myszy, gdy istnieje zaznaczenie). Otworzy się okno dialogowe Choose Destination Document. Po wybraniu arkusza docelowego i kliknięciu OK zostanie wyświetlony ten arkusz z podobwodem dołączonym do kursora, gotowym do umieszczenia.

Za pomocą polecenia Move Selected Subcircuit to Different Sheet można łatwo przenieść zaznaczony fragment obwodu do innego arkusza w projekcie.

Polecenia refaktoryzacji umożliwiają:

• Konwertowanie istniejącego schematu na arkusz urządzenia.

• Konwertowanie arkusza urządzenia na zwykły arkusz schematu.

• Przenoszenie fragmentu obwodu do innego arkusza.

• Konwertowanie części na symbol arkusza.

► Dowiedz się więcej o refaktoryzacji projektu.

Nadawanie oznaczeń komponentom i numerowanie arkuszy

Aby zagwarantować integralność obwodu użytego w arkuszu urządzenia, nie należy go edytować podczas zwykłej pracy nad projektem. Oznacza to, że numer arkusza i przypisane oznaczenia nie powinny być modyfikowane w samym arkuszu. Jak zatem ponumerować wszystkie arkusze w projekcie i nadać oznaczenia wszystkim komponentom?

Do tych zadań służą dwa polecenia: arkusze numeruje się za pomocą polecenia Annotate Compiled Sheets, a oznaczenia komponentom nadaje się za pomocą polecenia Board Level Annotation. Przypisania numerów arkuszy i oznaczeń są przechowywane w osobnym pliku, <ProjectName>*.annotation. 

Nadawanie oznaczeń w skompilowanych arkuszach urządzeń

Main article: Numerowanie arkuszy

Polecenie Tools » Annotation » Annotate Compiled Sheets, uzupełniające funkcję nadawania oznaczeń na poziomie płytki, służy do przypisywania unikatowych numerów arkuszom urządzeń bez modyfikowania schematów źródłowych. Podobnie jak oznaczenia komponentów, numery arkuszy są przechowywane w pliku <ProjectName>*.annotation.

Uwagi dotyczące numerowania arkuszy:

• Arkusze można numerować zgodnie z kolejnością, w jakiej pojawiają się w panelu Projects. Kolejność tę można zmienić w panelu Projects metodą przeciągania i upuszczania. Po zmianie kolejności zapisz projekt, aby podczas korzystania z okna dialogowego numeracji plik projektu odzwierciedlał aktualną kolejność. Należy pamiętać, że zmiana kolejności metodą przeciągania i upuszczania nie jest obsługiwana w przypadku arkuszy urządzeń.

• Ponumeruj arkusze inne niż arkusze urządzeń za pomocą Tools » Annotation » Number Schematic Sheets. Naciśnij F1, gdy kursor znajduje się nad oknem dialogowym, aby dowiedzieć się więcej o dostępnych opcjach i elementach sterujących.

• Ponumeruj wszystkie arkusze, w tym arkusze urządzeń, za pomocą Tools » Annotation » Annotate Compiled Sheets.

• Okna dialogowe numeracji umożliwiają bezpośrednie wprowadzanie wartości, co czasami może być bardziej efektywne.

• Wiele okien dialogowych numeracji zawiera przyciski o podwójnej funkcji, takie jak przycisk Annotate Sheet (pokazany powyżej):

  • Kliknij strzałkę w dół na przycisku, aby wyświetlić opcje numeracji; skonfiguruj je zgodnie z potrzebami

  • Następnie kliknij sam przycisk, aby ponumerować elementy zgodnie z wybranymi opcjami.

   

► Dowiedz się więcej o numerowaniu skompilowanych arkuszy.

Numeracja komponentów

Aby umożliwić przypisanie unikatowych oznaczeń komponentom w całym projekcie, oprogramowanie udostępnia funkcję numeracji na poziomie płytki. Polecenie to nie modyfikuje źródłowych arkuszy schematu. Zamiast tego zapisuje informacje o mapowaniu, przyporządkowując każdemu logicznemu oznaczeniu na schemacie fizyczne oznaczenie PCB w postaci, w jakiej pojawi się ono na płytce. Te mapowania oznaczeń są przechowywane w pliku projektu o nazwie <ProjectName>*.annotation. W oknie dialogowym Numeracja na poziomie płytki dostępny jest szeroki zakres opcji numeracji.

Numeracja na poziomie płytki umożliwia ponowne ponumerowanie gotowego projektu i przypisanie każdemu komponentowi unikatowego oznaczenia fizycznego.

Uwagi dotyczące pracy z numeracją na poziomie płytki (w odniesieniu do powyższej ilustracji):

• Przed uruchomieniem polecenia Board Level Annotate wszystkim komponentom na schemacie należy przypisać oznaczenia za pomocą polecenia Tools » Annotation » Annotate Schematics. Zapewnia to dostępność danych źródłowych schematu, w tym opcji grupowania sekcji komponentów wieloczęściowych w obudowy, jako danych wejściowych procesu numeracji na poziomie płytki. Należy pamiętać, że komponenty na arkuszach urządzeń powinny już mieć przypisane oznaczenia nadane po otwarciu arkusza urządzenia do edycji jako pliku źródłowego. 

• Numerację na poziomie płytki przeprowadza się przez uruchomienie polecenia Tools » Annotation » Board Level Annotate.

• Na powyższej ilustracji aktywna jest karta schematu Editor. Na tej karcie oznaczenia logiczne są zawsze wyświetlane w standardowym rozmiarze, a przypisane oznaczenia fizyczne (PCB) — w indeksie górnym. Na skompilowanej karcie schematu (U_CVE w tym przykładzie) jest odwrotnie: oznaczenia fizyczne są wyświetlane w standardowym rozmiarze, a oznaczenia logiczne — w indeksie górnym. Sposób wyświetlania konfiguruje się na stronie Schemat — kompilator okna dialogowego Preferences, jak pokazano poniżej.

• Domyślnie w edytorze PCB wyświetlane są oznaczenia fizyczne. Można to zmienić w panelu Properties w trybie Board, jak pokazano poniżej (tryb ten jest wyświetlany, gdy w obszarze projektowania PCB nie zaznaczono żadnego obiektu).

► Dowiedz się więcej o numeracji na poziomie płytki.

Rozwiązywanie problemów

Jeśli otworzysz projekt zawierający arkusze urządzeń, a ich lokalizacja nie została określona, pojawi się poniższe okno dialogowe z listą arkuszy urządzeń, których nie można znaleźć.

Po kliknięciu Yes zostanie otwarta sekcja folderów arkuszy urządzeń na stronie Data Management - Device Sheets okna dialogowego Preferences. Opcja Include Sub-Folders mogła nie zostać włączona. W przeciwnym razie dodaj nową ścieżkę, jeśli arkusze urządzeń używane w projekcie są przechowywane w innej lokalizacji.